调度自动化系统通信网络在线分析及故障诊断定位

国网安徽省电力有限公司和县供电公司 程 龙 李园园

基于自动化技术的发展应用，其具有强大的调度功能、分析诊断功能。上述功能均是基于互联网通信技术的应用，基于数据的分析、数据的处理，实现在线分析功能。基于电力系统的自动化调度分析在数据分析的基础上，能够实现故障诊断的目标。本文基于调度自动化系统网络在线分析与故障诊断的研究，阐述了该技术的运行原理，并对通信网络的报文储存装置进行设计，具有重要的借鉴价值。

电力系统电力调度是保障用电生产生活稳定性的重要前提，基于自动化技术的应用，其通过网络系统实现对电能的科学调度，实现对数据的采集以及分析，并基于数据参数的对比，实现故障诊断的最终目标。自动化系统通信技术在具体应用过程中尚还存在一定的不足，基于网络通信结构的优化角度出发，能够进一步提高系统的分析能力与故障诊断能力。

1 网络通信技术应用现状

网络通信具有连接各项设备的功能，基于设备之间的结构联系，能够实现设备之间数据的传输、资源的共享。在此过程中设备具有强大的逻辑功能，网络系统被称之为二次设备，能够完成继电保护与测试，并具有强大的在线分析功能，基于不同标准化功能模块的应用，实现对设备运行参数、状态的提取与分析。在对比不同网络通信模式的过程中，将网络通信技术应用到二次回路中，基于网络系统的反应，对变电站系统进行分析。学者们基于动态仿真模型的构建，在自动化系统中应用的通信技术包括以太网技 术、虚拟局域网技术等，通过签订网络协议的方式，实现对数据的科学传输。

2 网络通信数据处理技术应用

2.1 数据采集技术

自动化系统中基于数据的采集，在平台之上应用编程语言，产生具有采集控制信号的智能系统。基于数据采集技术的应用，遵循IEC标准数字测量系统，实现对数据的最终采集以及传输，系统数据进程全景采集。在此过程中，通信网络基于服务器作为数据采集的中枢系统，基于采集的数据构建模型，对模型中的数据进行动态化监测。程序应用GCM算法，将其作为报文设计核心，能够提高系统数据报文传传输的安全性、可靠性。

2.2 数据清洗技术

数据清洗是指网络通信在运行过程中，对数据库中的信息进行反复清洗，清除数据库之中的不良信息，筛选有用的信息，使数据库中的信息更加的安全可靠。基于调度自动化系统中智能算法的应用，能够鉴别需要清洗的数据，基于时间排序的方式，明确各数据之间的差异性，聚类识别数据信息，筛除无用的错误数据。

3 自动化系统在线分析与故障诊断应用

数据采集与数据清洗是调度自动化系统在线分析的重要保障，系统通过数据采集的方式，为通信网络提供在线分析功能，并对异常的数据进行分析定位，诊断故障定位系统。

3.1 网络结构

基于自动化调度系统的应用，首先应在网络结构上进行优化，基于网络结构实现在线分析、故障定位功能，具体内容如图1所示。

图1 自动化系统通信网络结构图

基于对结构图的科学分析，整体网络结构中具备两个监视网络，实现对网络通信信道的监视，为网络数据提供双重保障功能，保障数据传输、运行的安全性，稳定性。在每条网络通信监视信道中，均应用统一的对时系统。在调度自动化系统运行时，系统之中的保护装置、测控装置均会运行，通过监视网络中传输的数据，使其能够达到指定的区域。在上图中，其通过监控站、工作站、远动机站，数据经过保测一体装置是，以太网网络会自动运行，将其传输至通信管理机之中，最终将其上传至监控网络区域。在数据通信过程中，原动机具有强大的数据加密功能，通讯网络具有强大的调度功能，将其最终上传至主站区域。基于上述结构多数据的传输，将其最终传输至数据库之中，基于数据库的分析对比功能，实现对数据的在线分析。

3.2 网络规约

基于自动化系统网络通信技术的应用，实现在线数据分析与故障诊断定位的功能。在自动化系统中，基于标准化网络规约的应用，通过与电网系统的结合，保障智能变电作业，数据分析的标准化，使系统运行更加规范。规约应用是对报文的拓展，具有强大的文件传输、记录扰动功能，可以实现对遥测数据的科学传送。基于网络规约的应用，通常应用到串口通讯之中，基于网络通信帧格式应用，能够增强信道的通信的长报文，实现对数据传输与完善。基于数据的交换以及控制，标准化网络规约在数据在线分析、故障诊断中发挥着重要的价值，在调度自动化系统中具有很强的适应性。

3.3 网络整体

基于在线分析、故障诊断定位功能的实现，整个系统主要应用了三重架构。其中包括记录仪设备、分析仪设备，分析仪主要对子端站、主端站的数据进行分析，记录仪设备具有强大的报文标时储存功能，分析仪基于以太网的应用，实现对报文的读取以及定位。在此过程中，可将网络通信系统分为三个部分，分别为数据采集、数据储存、数据分析，基于高速以太网对各部分的连接，并严格按照网络规约运行通信网络。在对数据进行分析、对故障进行定位诊断过程中，网络通信软件模块具有预留接口、开发接口，应用脚本语言的方式，应用类库对其进行管理。基于逻辑结构角度对通信网络分析、诊断定位系统进行分析，应用自上而下的设计方式，报文储存具备FPGA芯片，芯片的应用会使其具备很强的抗干扰能力。系统中的间隔层会将采集的数据信息导入到过程层网络结构之中，实现对信息的实时储存，发挥对数据的在线分析与定位诊断功能。基于逻辑流程对其进行分析，可以将其分为报文信息采集、报文信息储存、报文数据解析、报文数据分析、故障定位。

4 网络报文系统装置设计应用

4.1 数据清洗技术应用

基于网络报文系统的应用，实现对数据的采集、分析、定位。在传统报文结构中，基于网络通信技术的应用，其受硬件系统的影响较大，在大规模的网络报文数据采集、传输过程中，其经常性会出现死机、丢包等情况，制约了系统通信网络的在线分析与故障定位功能的实现。基于新型网络报文装置的研究与应用，不断对其进行完善，基于装置的内部算法，能够快速的处理大量的数据信息，并使其具有很强的拓展功能，能够在保障通信网络在线分析、故障定位的同时，合理规避硬件设备对上述功能模块的影响。基于自动化系统的逐渐完善，网络架构愈加复杂，系统子站上传的信息呈井喷式发展，出现大量的无用数据。基于数据清洗技术的应用，将不良信息筛选清除，总结各数据之间的的不同，保障在线分析的准确性。

4.2 硬件结构技术优化

基于新型网络报文装置的应用，能实现对网络通信分析、故障诊断功能的科学优化。除了应用完善的网络结构系统实现对数据的清理之外，还需应用完善的硬件结构系统。基于硬件系统结构分析，其包括处理器设备、报文储存单元、PCI-E总线，处理芯片、网络储存装置等。基于硬件结构的完善应用，拓展设备的储存单元，基于高速通讯技术的应用，使其能够快速的处理相应的数据，实现对报文的无损储存。基于该系统应用，储存单元具备四个网口，能够实现报文的储存，并基于拓展功能的应用，将各单元进行有效的连接，实现对报文的储存、优化。

4.3 装置技术特点分析

基于报文装置的应用，基于分布式、模块化结构的设计应用，核心控制单元基于嵌入式高性能芯片的应用，基于网络通信功能的计算处理，使其能够分析、处理相应的数据，在提高实时性的同时，使数据分析更加的稳定。基于电力自动化系统的应用，系统具有很大的信息吞吐量，基于总线的控制功能，能够传输各种信号，基于板间装置总线模式的应用，可以继续拓展相应的报文模块。此外，装置系统应用串口硬盘，数据读写速度较快，能够实现数据的无损传输，应用硬件压缩储存及时，能够实现对海量数据的处理、分析，甚至可以延长数据的储存时间，对各类报文进行科学记录。基于装置技术特点的分析，其在自动化系统中具有强大的在线分析、故障定位功能。

总而言之，基于电力自动化系统的应用，其在电力调度、数据分析上发挥着重要的价值。但大量的数据为通信网络数据分析、故障诊断带来了严重的阻碍，基于调度自动化系统的应用研究，对其技术原理、技术应用进了完善，在辅助应用网络记录仪、子站端网络分析系统的基础上，能够实现调度数据的科学分析实现对故障的全方位定位诊断。