徐丹婷

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司檢修公司，湖北 武漢 430050）

0 引 言

與傳統(tǒng)綜自站不同，智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大部分使用“三層兩網(wǎng)”式結(jié)構(gòu)?！叭龑觾删W(wǎng)”由站控層、間隔層、過程層、站控層網(wǎng)絡(luò)以及間隔層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成[1]。該結(jié)構(gòu)不僅實現(xiàn)了站內(nèi)信息的共享，降低了二次接線的數(shù)量，而且調(diào)用站內(nèi)各類信息更加方便，還為一鍵順控等新技術(shù)提供了平臺。

1 智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

將變電站的自動化系統(tǒng)按照功能進行分層分類，提出了相應(yīng)的3個層次，如圖1所示。按照從上到下的順序，將整個網(wǎng)絡(luò)分為站控層、間隔層以及過程層。其中，用連線表示各層之間設(shè)備的通信和每層間傳遞的數(shù)據(jù)及命令信息。例如，站控層可與間隔層進行保護和控制數(shù)據(jù)的相互交互，將傳輸過來的數(shù)據(jù)進行基礎(chǔ)處理和高級應(yīng)用，并上傳給相應(yīng)調(diào)度和后臺機監(jiān)控[2]。間隔層接收到來自站控層發(fā)送的各類遙控操作命令，但命令需要能夠通過五防邏輯判斷才能出口執(zhí)行。間隔層內(nèi)的保護裝置需要與測控裝置完成數(shù)據(jù)間的相互傳遞，以便實現(xiàn)相互閉鎖和裝置間數(shù)據(jù)交互等功能[3]。

站控層一般使用冗余設(shè)計（雙網(wǎng)配置Made Message Standard網(wǎng)絡(luò)）收集全站信息，實現(xiàn)對全站一次設(shè)備和二次設(shè)備的監(jiān)控[4]。間隔層接收來自過程層的信息，監(jiān)視全站設(shè)備的運行情況，主要起保護作用。過程層一般由各類數(shù)據(jù)采集裝置組成，主要包括各類一次設(shè)備、各間隔的合并單元以及智能終端。過程層與間隔層之間需要使用光纖完成各類數(shù)據(jù)的交互，并上傳各類一次設(shè)備的狀態(tài)。

圖1 “三層兩網(wǎng)”式結(jié)構(gòu)

2 各層網(wǎng)絡(luò)典型通信異常原因分析

當前，智能變電站的站控層一般使用雙網(wǎng)運行方式。雙網(wǎng)指MMS A網(wǎng)和MMS B網(wǎng)。雙網(wǎng)中，任何一個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信中斷都不會對站控層的運行產(chǎn)生很大影響，故而不會波及到位于調(diào)控中心內(nèi)的調(diào)自系統(tǒng)[5]。但是，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的中斷會導致站控層網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性有所下降，在另一個網(wǎng)絡(luò)也發(fā)生故障時可能導致失去全站設(shè)備的監(jiān)控，因此需要及時處理。

站控層網(wǎng)絡(luò)通信異常的原因主要有以下幾種。（1）裝置內(nèi)部物理網(wǎng)卡的MAC地址與其他裝置沖突。在調(diào)試和運行中，MAC地址沖突會造成Address Resolution Protocol風暴，進而影響網(wǎng)絡(luò)上的其他裝置。（2）IP地址沖突。當有復數(shù)裝置存在IP地址沖突時，監(jiān)控后臺的Address Resolution Protocol更新后會連接所有具有相同IP地址的裝置，從而造成具有相同IP地址的裝置通信受限。（3）交換機被環(huán)接。當交換機被錯誤環(huán)接時，需要經(jīng)由交換機傳遞的報文有可能在交換機內(nèi)部循環(huán)發(fā)送而形成網(wǎng)絡(luò)風暴，導致接收報文裝置的網(wǎng)絡(luò)通信受限。（4）網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)風暴。一旦形成網(wǎng)絡(luò)風暴，裝置內(nèi)存會被迅速占用，導致裝置無法進行任何處理而失去網(wǎng)絡(luò)連接。（5）裝置本身接口問題或裝置間連接的網(wǎng)線存在故障。

遇到上述站控層網(wǎng)絡(luò)異常情況時，可按照下述步驟進行處理。先進行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測，判斷是否是網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的問題（即排除原因1～原因3），然后檢查現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)是否存在網(wǎng)絡(luò)風暴（概率較低，排除原因4）。一般情況下，網(wǎng)絡(luò)通信異常是由線路損壞或網(wǎng)絡(luò)內(nèi)交換機故障導致，需要詳細監(jiān)測光纜線路和站內(nèi)相關(guān)交換機的運行狀況。發(fā)現(xiàn)存在故障的交換機（可通過交換機面板數(shù)據(jù)交換燈是否閃爍判斷）時，需及時聯(lián)系廠家和自動化檢修人員進行處理。故障交換機經(jīng)過廠家的調(diào)試和檢修人員的檢修后恢復正常通信，同時返回監(jiān)控后臺的相應(yīng)報警信號。

目前，合并單元、智能終端以及保護裝置的數(shù)據(jù)交互一般采用“直采直跳”，即保護裝置直接從合并單元獲取SV信號，再經(jīng)由智能終端獲得斷路器和隔離開關(guān)的狀態(tài)。故障發(fā)生時，可直接通過智能終端完成跳閘。此外，合并單元會將SV信號通過交換機發(fā)送至其他需要采集相關(guān)數(shù)據(jù)的裝置，如母線保護裝置。測控裝置由GOOSE、SV A網(wǎng)以及SV B網(wǎng)獲取相關(guān)采樣和開關(guān)刀閘的狀態(tài)信息，利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳遞各種命令信號。

常見的過程層網(wǎng)絡(luò)異常包括網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)風暴、裝置板件損壞、接口位置錯誤或損壞造成的鏈路中斷、裝置由于溫度過高導致報文傳輸速度異常以及各裝置間連接光纖的損壞。

當現(xiàn)場發(fā)生GOOSE或SV斷鏈時，需要確認斷鏈間隔，檢查光纖通道是否存在問題，及時聯(lián)系檢修人員進行檢查。如果異常是由裝置板件損壞或接口損壞導致，那么應(yīng)及時更換損壞的器件。變電站新建過程中應(yīng)強化對光纖及光纖頭的有效保護，以免留下隱患。此外，運維人員在日常巡視中應(yīng)加強對防小動物隔離擋板的維護，防止小動物對光纖造成損壞。

3 運維人員運維質(zhì)量提升策略

智能變電站的大量普及對運維人員提出了更高要求，因此提出以下相關(guān)策略，以提升運維人員的運維質(zhì)量。

3.1 提高分析、判斷問題的能力

運維人員應(yīng)強化自身對智能變電站的學習，通過現(xiàn)場設(shè)備的運行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)可能存在的問題和已經(jīng)發(fā)生的問題，迅速響應(yīng)，判斷問題的根本原因。自身能夠解決的問題應(yīng)及時采取相應(yīng)的解決方案，而自身無法解決時應(yīng)迅速與專業(yè)人員取得聯(lián)系。

3.2 提高自身對智能變電站的認識水平

運維人員應(yīng)強化自身對各類專業(yè)知識的學習，理解專業(yè)術(shù)語的內(nèi)容，熟練掌握新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的安措布置融會貫通。運維人員需要進行全面系統(tǒng)的學習，內(nèi)容包括GOOSE和SV等新術(shù)語、智能站的故障報文以及合并單元與智能終端等新增設(shè)備。

3.3 提升自身總結(jié)歸納的能力

運維人員應(yīng)對平日內(nèi)發(fā)現(xiàn)的問題進行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)問題的共性，尋找更合理的巡視維護方法，從而提高運維質(zhì)量，保障設(shè)備安全可靠運行。

4 結(jié) 論

“三層兩網(wǎng)”式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了站內(nèi)信息的共享，降低了二次接線的數(shù)量，為一鍵順控等新技術(shù)提供了平臺，但也增大了運維人員運維的難度。本文分析智能變電站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，研究兩層網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的典型通信異常情況，并提出了相應(yīng)的解決措施，對智能變電站運維人員有一定的借鑒作用。