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摘 要：建立张士集控中心所接入的调度实时数据网与变电站之间的动态网络模型；研究辽宁省电力有限公司500kV变电站集中监控系统张士集控中心与其接入的500kV变电站之间的网络设备路由，形成动态及静态路由对照表；采用定时巡检方式实现对变电站集中监控系统104规约网络的自动巡检功能。
关键词：调度实时数据网；动态网络模型；自动巡检功能
引言
辽宁省电力有限公司500kV变电站集中监控系统已接入500kV变电站23座，IEC60870-5-104规约通道基于应用层与TCP/IP传输功能相结合，具有较强的传输可靠性的优点，成为上述变电站与集控系统实时通讯的主值班通道。
104规约通道运行在电力系统实时调度数据网，该主网络一般为环状拓扑结构，由大量路由器，交换机等网络设备构成。任何一个网络设备故障均可能造成集控中心与各厂站端104通道通讯故障，而一些中间枢纽节点故障就会造成多个变电站104规约通道与集控中心通讯失败。现阶段在集中监控系统中建立一种有效分析104规约网络通信状态并在与某变电站与集中监控系统通信故障时找出问题环节的有效手段势在必行。期望通过这种104规约通道自动巡检技术的研发，实现在某500kV变电站与集中监控系统104规约通道故障时，通过比对生成巡检报告与建立的电力实时数据网模型，找出出现故障的相关环节。
图1
例如2013年11月24日辽宁省电力有限公司500kV变电站集中监控系统已接入23座500kV变电站中，在同一时刻，大连运维分部负责运维的5座500kV变电站（金家变、南关岭变、雁水变、黄海变、瓦房店变）全部与集中监控系统张士集控中心的104规约通道故障中断，而其他500kV变电站与集控系统的104规约通道通讯正常。通过认真分析，这种故障现象不是由于变电站侧或集控中心侧设备故障引发的，而是由于电力调度数据网中某网络设备（如路由器、交换机等）故障造成的。由于无法及时找出故障点，给104规约通道的恢复处理工作带来了较大的难度。（如图1）
因此，我们希望通过这种104规约通道自动巡检技术的研发，在类似故障发生后迅速找出故障环节及故障设备，缩短恢复通道维修时间。
1 建立张士集控中心所接入的调度实时数据网与变电站之间的动态网络模型（如图2）
辽宁省电力调度实时数据网VPN（虚拟专用网络）实现各级调度中心之间以及调度中心与相关发电厂、变电站之间的互联，在专用通道上利用IP路由交换设备组网，实现在SDH或PDH层面上与系统内公用的电力信息包括SCADA/EMS调度自动化系统（综合自动化、远动）、电能量计费系统、继电保护管理信息系统、动态预警检测系统和安全自动装置信息等数据传输业务。从而满足电力生产、电力调度、继电保护等信息传输需要，协调电力系统发、送、变、配、用电等组成部分的联合运转，保证电网安全、经济、稳定、可靠运行。
2研究辽宁省电力有限公司500kV变电站集中监控系统张士集控中心与其接入的500kV变电站之间的网络设备路由，形成动态及静态路由对照表1。
电力调度数据网采用的是动态路由方式与静态路由方式相结合的运行模式，动态路由是网络中路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新路由表的过程。它能实时地适应网络结构的变化，路由选择会重新计算路由，并发出新的路由更新信息。这信息通过各个网络，引起各路由器重新启动其路由算法，并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑得变化。
通过采用104规约通道定时巡检技术，定时获取正在电力调度数据网使用的动态路由信息，形成最新的对照路由表，以此为依据在电力调度数据网某一网络设备出现故障时，集控系统主站与某500kV变电站或某几个500kV变电站出现104规约通道通讯故障时，与检测巡检生成的报告及日志文件进行比对，从而找出存在故障的网络区段或网络节点设备。
3 采用定时巡检方式实现对变电站集中监控系统104规约网络的自动巡检功能
在集控系统相应负责104规约网络通讯的前置机上根据动态网络模型及在线网络装置IP列表开发定时巡检脚本Shell程序实现对以各变电站104规约端口网络IP的检测。（图2）
该脚本程序文件具有安全性、灵活性等特点，程序运行对集控系统的影响可控，检测内容可以根据需要灵活扩充。增加新的目标检测站，只需要在该脚本程序文件中添加相应目标检测站名称及IP网络地址即可，即可生成所需的的检测文件及路由对照表。
4 应用情况及成果
104规约通道智能巡检技术已经在辽宁省电力有限公司500kV变电站集中监控系统中得到实验性应用，在检测104规约通道通讯状态方面取得了一定经验。
开发了实现定时巡检功能，将对部分变电站进行遍历巡检的可执行脚本文件编入open3000集控系统前置机定时任务进程文件中（如图4）：
图4 图5 路由遍历检测文件
定时巡检功能具备较强的灵活性，可以根据需要安排在不同的时间段、以不同的频次自动执行104通道巡检程序脚本。
将检测结果实时保存在检测日志文件中。
设计了104通道巡检程序脚本检测结果的文件流输出方案，将定时及出现故障后即时进行的检测结果自动以LOG（日志）目录中相应的TRACE.LOG文件进行保存。在TRACE.LOG文件中详细列出对所有巡检站进行巡检时的巡检日期、巡检目的站地址、巡检遍历过程及结果，供维护人员进行检测分析。（图5）
与建立的动态及对照数据网路由表进行比对，发现故障网络设备当辽宁省电力有限公司500kV变电站集中监控系统张士集控中心与各500kV变电站之间电力调度数据网某台网络设备出现故障时，在遍历结果中，相应网络地址后的响应回报时间以“*”形式出现。
在电力数据网网络设备正常状态下，通过TRACERT命令进行遍历搜索，相关的网络设备将回应自己的IP地址、目标至命令源的响应时间。
以张士集控中心所辖上述3个变电站为例，通过自动巡检技术进行104通道巡检时，均在安装在省公司的10.21.204.X的路由器网段不能进行正常回应，那么以上三个变电站的104通讯均会发生异常或故障，此时自动巡检平台可以利用告警窗等方式提示“省公司10.21.204.X网段故障”，迅速确定通道故障区域和设备。
500kV变电站集中监控系统104规约通道智能巡检技术已向国家知识产权局申请实用新型专利一项，受理通知书见附件1。
结束语
500kV变电站集中监控系统104规约通道自动巡检技术的研发，提出了用遍历路由方式对所接入104规约通道进行巡检的技术方案，从而检测在数据网中某一网络设备可能存在的故障。解决了当前在集中监控系统104规约通道维护过程中，对某一厂站104规约通道与集控主站104规约通道通讯故障时无法快速发现故障区域及故障设备的现实问题。该自动巡检技术采用了可扩充脚本程序文件作为自动巡检工具，具有安全性高、灵活易扩充等优点。在自动生成检测日志文件及定时自动进行巡检等方面具有一定的创新型。该项目实施后将有助于在500kV变电站集中监控系统主站端与所接入的各500kV变电站104规约通道出现故障时，迅速发现故障点并及时处理使其恢复正常。保证了104规约通道安全稳定运行，各500kV变电站数据及时顺畅地传输到集控主站，从而保障电网的安全稳定运行。
参考文献
[1]蔡斌，徐威，蒋陵.新型电力通信光缆巡检系统的应用[J].电力系统通信 29卷188期.
[2]国家电网公司人力资源部.电网调度自动化主站维护，2012.
作者简介：刘家强（1973-），男，辽宁沈阳人，辽宁省电力有限公司二次检修专责。
附件1
关键词：调度实时数据网；动态网络模型；自动巡检功能
引言
辽宁省电力有限公司500kV变电站集中监控系统已接入500kV变电站23座，IEC60870-5-104规约通道基于应用层与TCP/IP传输功能相结合，具有较强的传输可靠性的优点，成为上述变电站与集控系统实时通讯的主值班通道。
104规约通道运行在电力系统实时调度数据网，该主网络一般为环状拓扑结构，由大量路由器，交换机等网络设备构成。任何一个网络设备故障均可能造成集控中心与各厂站端104通道通讯故障，而一些中间枢纽节点故障就会造成多个变电站104规约通道与集控中心通讯失败。现阶段在集中监控系统中建立一种有效分析104规约网络通信状态并在与某变电站与集中监控系统通信故障时找出问题环节的有效手段势在必行。期望通过这种104规约通道自动巡检技术的研发，实现在某500kV变电站与集中监控系统104规约通道故障时，通过比对生成巡检报告与建立的电力实时数据网模型，找出出现故障的相关环节。
图1
例如2013年11月24日辽宁省电力有限公司500kV变电站集中监控系统已接入23座500kV变电站中，在同一时刻，大连运维分部负责运维的5座500kV变电站（金家变、南关岭变、雁水变、黄海变、瓦房店变）全部与集中监控系统张士集控中心的104规约通道故障中断，而其他500kV变电站与集控系统的104规约通道通讯正常。通过认真分析，这种故障现象不是由于变电站侧或集控中心侧设备故障引发的，而是由于电力调度数据网中某网络设备（如路由器、交换机等）故障造成的。由于无法及时找出故障点，给104规约通道的恢复处理工作带来了较大的难度。（如图1）
因此，我们希望通过这种104规约通道自动巡检技术的研发，在类似故障发生后迅速找出故障环节及故障设备，缩短恢复通道维修时间。
1 建立张士集控中心所接入的调度实时数据网与变电站之间的动态网络模型（如图2）
辽宁省电力调度实时数据网VPN（虚拟专用网络）实现各级调度中心之间以及调度中心与相关发电厂、变电站之间的互联，在专用通道上利用IP路由交换设备组网，实现在SDH或PDH层面上与系统内公用的电力信息包括SCADA/EMS调度自动化系统（综合自动化、远动）、电能量计费系统、继电保护管理信息系统、动态预警检测系统和安全自动装置信息等数据传输业务。从而满足电力生产、电力调度、继电保护等信息传输需要，协调电力系统发、送、变、配、用电等组成部分的联合运转，保证电网安全、经济、稳定、可靠运行。
2研究辽宁省电力有限公司500kV变电站集中监控系统张士集控中心与其接入的500kV变电站之间的网络设备路由，形成动态及静态路由对照表1。
电力调度数据网采用的是动态路由方式与静态路由方式相结合的运行模式，动态路由是网络中路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新路由表的过程。它能实时地适应网络结构的变化，路由选择会重新计算路由，并发出新的路由更新信息。这信息通过各个网络，引起各路由器重新启动其路由算法，并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑得变化。
通过采用104规约通道定时巡检技术，定时获取正在电力调度数据网使用的动态路由信息，形成最新的对照路由表，以此为依据在电力调度数据网某一网络设备出现故障时，集控系统主站与某500kV变电站或某几个500kV变电站出现104规约通道通讯故障时，与检测巡检生成的报告及日志文件进行比对，从而找出存在故障的网络区段或网络节点设备。
3 采用定时巡检方式实现对变电站集中监控系统104规约网络的自动巡检功能
在集控系统相应负责104规约网络通讯的前置机上根据动态网络模型及在线网络装置IP列表开发定时巡检脚本Shell程序实现对以各变电站104规约端口网络IP的检测。（图2）
该脚本程序文件具有安全性、灵活性等特点，程序运行对集控系统的影响可控，检测内容可以根据需要灵活扩充。增加新的目标检测站，只需要在该脚本程序文件中添加相应目标检测站名称及IP网络地址即可，即可生成所需的的检测文件及路由对照表。
4 应用情况及成果
104规约通道智能巡检技术已经在辽宁省电力有限公司500kV变电站集中监控系统中得到实验性应用，在检测104规约通道通讯状态方面取得了一定经验。
开发了实现定时巡检功能，将对部分变电站进行遍历巡检的可执行脚本文件编入open3000集控系统前置机定时任务进程文件中（如图4）：
图4 图5 路由遍历检测文件
定时巡检功能具备较强的灵活性，可以根据需要安排在不同的时间段、以不同的频次自动执行104通道巡检程序脚本。
将检测结果实时保存在检测日志文件中。
设计了104通道巡检程序脚本检测结果的文件流输出方案，将定时及出现故障后即时进行的检测结果自动以LOG（日志）目录中相应的TRACE.LOG文件进行保存。在TRACE.LOG文件中详细列出对所有巡检站进行巡检时的巡检日期、巡检目的站地址、巡检遍历过程及结果，供维护人员进行检测分析。（图5）
与建立的动态及对照数据网路由表进行比对，发现故障网络设备当辽宁省电力有限公司500kV变电站集中监控系统张士集控中心与各500kV变电站之间电力调度数据网某台网络设备出现故障时，在遍历结果中，相应网络地址后的响应回报时间以“*”形式出现。
在电力数据网网络设备正常状态下，通过TRACERT命令进行遍历搜索，相关的网络设备将回应自己的IP地址、目标至命令源的响应时间。
以张士集控中心所辖上述3个变电站为例，通过自动巡检技术进行104通道巡检时，均在安装在省公司的10.21.204.X的路由器网段不能进行正常回应，那么以上三个变电站的104通讯均会发生异常或故障，此时自动巡检平台可以利用告警窗等方式提示“省公司10.21.204.X网段故障”，迅速确定通道故障区域和设备。
500kV变电站集中监控系统104规约通道智能巡检技术已向国家知识产权局申请实用新型专利一项，受理通知书见附件1。
结束语
500kV变电站集中监控系统104规约通道自动巡检技术的研发，提出了用遍历路由方式对所接入104规约通道进行巡检的技术方案，从而检测在数据网中某一网络设备可能存在的故障。解决了当前在集中监控系统104规约通道维护过程中，对某一厂站104规约通道与集控主站104规约通道通讯故障时无法快速发现故障区域及故障设备的现实问题。该自动巡检技术采用了可扩充脚本程序文件作为自动巡检工具，具有安全性高、灵活易扩充等优点。在自动生成检测日志文件及定时自动进行巡检等方面具有一定的创新型。该项目实施后将有助于在500kV变电站集中监控系统主站端与所接入的各500kV变电站104规约通道出现故障时，迅速发现故障点并及时处理使其恢复正常。保证了104规约通道安全稳定运行，各500kV变电站数据及时顺畅地传输到集控主站，从而保障电网的安全稳定运行。
参考文献
[1]蔡斌，徐威，蒋陵.新型电力通信光缆巡检系统的应用[J].电力系统通信 29卷188期.
[2]国家电网公司人力资源部.电网调度自动化主站维护，2012.
作者简介：刘家强（1973-），男，辽宁沈阳人，辽宁省电力有限公司二次检修专责。
附件1