基于電力4G專網(wǎng)的繼電保護(hù)智能移動(dòng)運(yùn)維平臺(tái)的應(yīng)用

張玉冠 , 張繼剛

(1.濟(jì)南大學(xué)，山東 濟(jì)南 250022; 2.國(guó)網(wǎng)山東陽(yáng)谷供電公司,山東 陽(yáng)谷 252300)

隨著電力4G專網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)備的整體性能逐漸提升，電網(wǎng)對(duì)于自身的保護(hù)狀態(tài)以及整體數(shù)據(jù)的收集、性能使用以及監(jiān)視能力要求也越來(lái)越強(qiáng)。通過(guò)借助智能設(shè)備的保護(hù)以及運(yùn)維平臺(tái)的應(yīng)用，使電網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析以及處理效率得到有效提升。電網(wǎng)變電站設(shè)備層的存在取代了傳統(tǒng)的二次電纜連接，對(duì)二次回路的狀態(tài)也實(shí)施了有效檢測(cè)。

1　繼電保護(hù)回路狀態(tài)檢測(cè)

繼電保護(hù)設(shè)備的二次回路通過(guò)采用光纖組網(wǎng)替代傳統(tǒng)變電站的電纜連接，通過(guò)使用數(shù)字信號(hào)取代了傳統(tǒng)變電站中的模擬信號(hào)傳輸[3]。繼電保護(hù)二次回路的狀態(tài)檢測(cè)，具體為通過(guò)使用數(shù)字信號(hào)的相互傳輸交換，對(duì)電網(wǎng)的整體設(shè)備鏈路狀態(tài)以及具體的通信內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)，從而使得繼電保護(hù)設(shè)備的電力回路狀態(tài)有了檢測(cè)的可能，有效取代了傳統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)備定檢運(yùn)維方式。此種二次回路的狀態(tài)檢測(cè)具體包括了物理鏈路的二次回路狀態(tài)檢測(cè)以及邏輯鏈路的二次回路狀態(tài)檢測(cè)。

1.1　物理鏈路狀態(tài)模型建立

物理鏈路的狀態(tài)檢測(cè)完成了電力4G專網(wǎng)的變電站通信電網(wǎng)中，每一個(gè)通信環(huán)節(jié)的具體設(shè)備運(yùn)行檢測(cè)以及功能性評(píng)估。要想對(duì)物理鏈路的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，就要對(duì)該鏈路的具體運(yùn)行模型狀態(tài)進(jìn)行清晰的描述。物理鏈路上所涉及的諸多設(shè)備對(duì)象，比如其中包括了電網(wǎng)的合并單元、終端的職能設(shè)備以及信息交換設(shè)備等，每一個(gè)設(shè)備對(duì)象之間的電路通信也包括了諸多環(huán)節(jié)存在，比如端口以及線纜的存在。對(duì)于此類(lèi)通信對(duì)象，建立的物理鏈路的狀態(tài)模型如圖1所示。

圖1　通信對(duì)象模型樣例

物理鏈路的運(yùn)維平臺(tái)狀態(tài)檢測(cè)主要是借助于繼電設(shè)備的智能性裝置以及交換機(jī)上的諸多警告信號(hào)，從而將物理鏈路狀態(tài)下的異常信息進(jìn)行快速捕捉。但是相較于通信設(shè)備，絕大多數(shù)的情況下通信設(shè)備的警告信號(hào)往往指的并不是真正的通信保障設(shè)備，而是基于物理鏈路上的故障定位設(shè)備。在傳統(tǒng)的人工排查模式中，對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行逐步排查進(jìn)而定位。但是此種方法雖然保障了故障的定位準(zhǔn)確性，卻消耗了大量的人力物力，并且極度延長(zhǎng)了設(shè)備故障點(diǎn)的恢復(fù)時(shí)間，導(dǎo)致如果不能及時(shí)地對(duì)故障進(jìn)行消除，就會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)通信電網(wǎng)的整體功能失常。那么運(yùn)維系統(tǒng)的存在就可以通過(guò)其故障診斷功能對(duì)繼電設(shè)備中的故障進(jìn)行功能性診斷。通過(guò)依照上述的建模方法，對(duì)保護(hù)裝置、測(cè)試裝置以及智能終端與交換機(jī)之間的通信裝置進(jìn)行模型建立。各個(gè)裝置設(shè)備的端口以及各個(gè)端口之間所存在的交互性連接關(guān)系如圖2 所示。

圖2　通信建模示意圖

1.2　邏輯鏈路狀態(tài)檢測(cè)

邏輯鏈路的狀態(tài)檢測(cè)主要實(shí)現(xiàn)了智能變電站的過(guò)程性電能網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)，主要目的在于如何將通信內(nèi)容保證其正確性和有效性。正確性是對(duì)通信內(nèi)容的具體格式進(jìn)行檢測(cè)，確定其是否規(guī)范，而對(duì)于通信報(bào)文中所存在的相關(guān)數(shù)據(jù)就要檢驗(yàn)其是否存在重復(fù)以及是否正確。有效性是通過(guò)對(duì)通信內(nèi)容的具體工程配置以及預(yù)期配置進(jìn)行檢驗(yàn)，確定其是否保證一致。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中會(huì)存在諸多問(wèn)題，比如信號(hào)的丟失、數(shù)據(jù)采樣錯(cuò)誤以及警告裝置的出錯(cuò)等，都會(huì)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的整體性能造成直接的影響，無(wú)法使得相關(guān)設(shè)備正常運(yùn)行。

2　輔助性維修

運(yùn)維平臺(tái)的存在不僅能夠?qū)崿F(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備的功能性，以及二次回路的整體狀態(tài)檢測(cè)和系統(tǒng)性評(píng)估，更能對(duì)具體的系統(tǒng)功能性進(jìn)行輔助維修，此種功能對(duì)于電力4G專網(wǎng)的繼電保護(hù)設(shè)備的日常維修工作起到了較為實(shí)用的成效[10]。借助有效的檢修設(shè)備對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行具體維修工作，防止出現(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備的二次回路，使用光纖組網(wǎng)將電纜連接取而代之，從直觀的接線到抽象的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文。運(yùn)維系統(tǒng)檢測(cè)繼電保護(hù)設(shè)備的自身功能性的同時(shí)，還能夠給運(yùn)維平臺(tái)的具體工作人員，展現(xiàn)清晰可視化的繼電保護(hù)視圖，如圖3所示。

圖3　繼電保護(hù)設(shè)備檢修隔離示意圖

如圖3所示，繼電保護(hù)設(shè)備之間的二次回路的具體關(guān)系尤為清晰，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)各回路壓板之間的具體運(yùn)行狀態(tài)。

3　繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)維平臺(tái)系統(tǒng)的應(yīng)用

以某地電力4G專網(wǎng)的變電站中繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)維平臺(tái)的具體應(yīng)用為例，分析其主要應(yīng)用。運(yùn)維平臺(tái)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4　繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)維平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)架圖

圖4中，運(yùn)維平臺(tái)的整體功能性SCD可以對(duì)配置數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，其中包括具體的模型以及壓板配置和端口等，能夠?qū)⑵浯嫒牖芈纺Ｐ蛶?kù)中。運(yùn)維平臺(tái)中的繼電保護(hù)設(shè)備具體狀況以及運(yùn)行信息，可以依照網(wǎng)絡(luò)層之中的站控層以及過(guò)程層進(jìn)行獲取分析，并且能夠?qū)崿F(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備的實(shí)施狀況和監(jiān)測(cè)功能。

4　信息交互系統(tǒng)

如圖5所示，移動(dòng)終端的信息系統(tǒng)與主站端的服務(wù)數(shù)據(jù)信息交互通常借助兩種方式：其一為通過(guò)移動(dòng)終端系統(tǒng)發(fā)送既定的HTTP請(qǐng)求，將系統(tǒng)請(qǐng)求中利用Server進(jìn)行信息發(fā)布，隨后使用終端系統(tǒng)完成發(fā)送的請(qǐng)求，借助Server完成回復(fù)請(qǐng)求，被應(yīng)用于絕大多數(shù)業(yè)務(wù)的主要數(shù)據(jù)傳輸；其二是建立長(zhǎng)連接，借助終端設(shè)備與WebSocket和Server之間完成通信。此種方法較為適用于Server的信息推送至移動(dòng)終端的具體情況，比如發(fā)布既定的新任務(wù)。通過(guò)使用WebSocket進(jìn)行信息連接推送，有效地避免了出現(xiàn)HTTP的弊端，減輕了電力專網(wǎng)服務(wù)客戶端的壓力。

圖5　移動(dòng)終端與主站端的數(shù)據(jù)信息交互

5　結(jié)束語(yǔ)

在電力4G專網(wǎng)中的繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)維平臺(tái)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了智能變電站的具體檢測(cè)以及警告功能，從而為保證保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行以及具體的故障檢測(cè)和維

修提供了一定的基礎(chǔ)。本文針對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)維平臺(tái)的具體模型構(gòu)建，以及主要的系統(tǒng)性功能，以案例運(yùn)維平臺(tái)構(gòu)建模型展開(kāi)探討，以期推動(dòng)運(yùn)維平臺(tái)的整體功能性完善。

參考文獻(xiàn)：

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[3]付陽(yáng). 智能變電站繼電保護(hù)的新特點(diǎn)及其運(yùn)維管理[J]. 安徽電力, 2013，(S1)：40-43.