摘要：随着人们生活水平在不断地提高，对于电力的需求在不断的加大，随着电力系统的不断发展，越来越广泛地开始应用自动化通信网络技术，然而，在广泛应用自动化通信网络技术的同时，电力调度系统的通信网络组成变得越来越复杂。所以，电力调度自动化系统中的通信网络技术在其安全性以及可靠性上都无法得到保障。为了能够让电力调度系统中的通信网络正常运行得到保障，本文对电力调度自动化系统中通信网络技术产生故障的主要原因进行了分析，同时针对其原因提出了一些解决措施，希望可以有助于电力调度自动化系统的正常运行。
关键词：调度自动化系统；通信网络；故障诊断定位技术
引言
电力系统在人们的生产生活中发挥着较为重要的作用。随着社会经济的不断发展，人民群众对电力能源的需求量不断扩大。现阶段太阳能、风能等新能源基数已经在电网系统中得到了应用。新能源发电技术的应用及发电侧、用电侧特性的变化，给传统电网系统的可靠、持续运行带来了一定的挑战。“智能电网”体系构建以后，调度自动化系统通信网络故障的快速定位与准确定位已经成为事关智能电网系统发展的重要问题。
1变电站网络通信技术的发展现状
网络通信技术在变电站中的作用就是通过网络通信实现各个设备之间的链接，取代原有的输出输入接口连接，可以节省相当一大部分成本，通过使用高速的网络通信技术可以实现设备间的资源共享和数据共享，将二次设备和装置变成具有逻辑功能的模块。变电站内部的装置多为网络化的二次设备，具体包括完成继电保护的装置与同期的测试装置，还有在线检测装置，这些常规装置已经在不断发展中形成了标准化和模块化的设计。相关学者对网络化设备和网络通信技术进行研究，通过对不同规模的变电站的网络通信方式进行对比分析，在将网络通信技术应用到变电站的二次回路，观察变电站的网络系统响应，以此分析出最佳的应用方式；在使用网络通信技术时发现会存在通信不及时的情况，针对这一问题，相关学者对数据采集、传输和处理的过程进行延时测试，通过仿真分析不同子站与主站信息交流的时效性为通信设备的选取提供参考依据；部分学者还采用PSCAD/EMTDC和EPOCHS仿真平台创建了动态模型，模拟SAV和GOOSE传输，对比时效，为变电站的网络管理工作和信息处理提供了参照。在数字化变电站的建设中，运用的网络通信技术有:交互式以太网技术、IEEE802.1排队特性、虚拟局域网技术VLAN等。其中的交互式以太网技术最为成熟，因此在数字化变电站中得以普遍应用。变电站的子站与主站的总线通信动作采用的就是交互式以太网技术。交互式以太网在局域网属于通用的通信协议，所采用的CSMA/CD可以让各个变电站的节点都可以单独完成数据传输。以太网的协议为EtherNet/IP，EPL，EtherCAT，SEＲCOSIII和PＲOFINET。当交互式以太网采用CSMA/CD技术时，很可能引起子站数据信息上传延时，在故障发生时无法保障传输以及防御网络供给的性能降低等问题。
2调度自动化系统通信网络在线分析及故障定位技术
2.1变电站通信网络规约
通信网络规约可以为智能变电站工程实施管理的统一化、规范化与透明化提供保障。现阶段IEC61850标准是电力系统自动化领域中的通用标准。表1所示的内容为IEC61850标准下的通信网络规约。
表1IEC61850规约
根据表格中的信息，IEC61850标准中包含有电力行业的术语介绍、变电站系统的总体要求、系统管理、项目管理、供能装置的功能需求等多项内容。现阶段电网系统中应用的103A、B规约建立在IEC60870-5-3报文的基础之上，根据电力系统的运行情况，这一规约可以发挥出以下几种功能：一是文件传输功能；二是召唤记录扰动表功能；三是浮点型遥测数据的传承功能。上述标准不仅可以应用于网络通讯，也可以在串口通讯中得到应用，在对网络通讯所需的帧格式和传输规则进行标准化定义的基础上，103A、B规约也具有对网络通讯所需的帧格式和传输规则进行标准化定义的能力。这种规约可以在传输数据量较大、且传输线路较短的数据通讯活动中得到应用。
2.2网络报文存储装置设计
网络分析需要具备高速持续的网络报文储存功能，在原有的网络报文储存装置中会受到硬件结构设计不合理导致的应对大规模报文时出现数据丢失、死机和扩展性能差的问题。针对以上问题，设置出新型的网络报文储存装置，该装置采用内置算法解决原有装置中不能处理大量报文信息的问题，并且在一定程度上稳固了储存性能，具有很强的扩展性能。（1）数据清洗。在社会生产活动和人们日常生活的双重需求下，电网的建设规模呈现出持续上涨的态势，随之而来的电网的结构也逐渐形成了复杂性的特征，节点数也呈几何的增长趋势。这种发展形式造成各个子站上传信息的量出现井喷现象。与此同时，网络报文中存在的重复数据、错误数据和异常数据也占去了大部分储存空间。为此，要想在不影响数据储存与传输效果的同时，减少网络通信传输信息的压力，就需要采取有效的措施，对数据信息中的错误数据、重复数据以及异常数据进行清理，从而减轻网络报文储存装置的负担。
2.3调度自动化系统的网络结构
现阶段变电站调度自动化系统中应用有两种监视网络，监视网络中应用有相同的对时系统，它可以借助双重网络为数据传输的安全性与可靠性提供保障。变电站自动化系统中所应用的监控主网可以将保护装置和监控装置运行过程中产生的数控传输至监控台与远动机。一般情况下，调度自动化通讯网络在线分析与故障诊断定位系统应用有三层构架，如图1所示。根据图1的信息，调度自动化系统的硬件部分包含有网络记录仪、子站段网络分析仪和主站端网络分析仪等多种设备。网络记录仪具有对存储交换机镜像口内的能力。子站段网络分析仪和主站端网络分析仪可以被看作是读取报文及对报文进行分析处理的工具。图中所示的自动化系统网络为建立在以太网技术基础上的系统网络，系统之中应用的规约包含有IEC60870-5-104规约和IEC60870-5-103公约，其中前者具有规范系统网络构建的作用，后者可以为报文传输间隔层的构建提供依据。系统中事关变电站设备运行的规约为IEC61850GOOSE协议。根据自动化变电站的建设过程，在对界面和管理等内容进行重新配制以外，相关人员也需要在软件之中为功能模块提供用于后续开发使用的预留接口，预料接口可以以脚本语言和类库等多种形式存在，在增加新的功能与系统模块以后，相关人员可以借助预留接口完成系统的优化与功能开发。
图1调度自动化系统网络结构图
结语
目前，为了减少电力调度自动化系统中通信网络的故障发生，保障电力调度通信网络的系统安全性是很重要的。这就需要相关部门在事故发生后对解决措施有一个整体架构的概念，详细排查系统的每故障点，积极采取安全防护技术手段，在短时间内解决电力系统通信网络的故障，保证电力调度自动化系统通信网络的安全。
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论文作者:张烨,倪玮强,王震
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/1
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