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智能变电站网络分析与故障录波一体化系统设计与实现摘要南京南瑞继保电气有限公司的研究人员何君、刘明慧等，在2018年第8期《电气技术》杂志上撰文，通过分析智能变电站网络分析装置和故障录波装置发展现状，提出了一种适用于网络分析和故障录波应用场景的一体化系统设计方案。
系统结构由管理单元和采集单元组成，文中阐述了系统信息采集方案和数据处理流程，并分别论述了管理单元和采集单元的软件实现方案，解释了管理单元和采集单元总体功能定义和各应用模块组成架构。
通过实例对比分析，指出了一体化设计的优势，总结了设计方案的实用性和有效性。
文献[13]提出管理单元和前置采集单元的一体化系统设计架构，系统内部使用站控层MMS网络通信。
文献[14]提出“分散采集+集中分析”的思想，同样基于管理单元和采集单元架构，采集单元负责采集网络报文，管理单元实时分析和记录。
上述文献基于单装置的设计不能满足不同规模数据流量和组网方式情况下网络报文数据的采集要求。
基于采集单元和管理单元的系统设计缺乏统一的技术标准，采集单元和管理单元功能定位不够合理，“分散采集+集中分析”对管理单元实时性能要求较高，未充分发挥采集单元的作用，采集单元和管理单元采用站内MMS网络通信不适应现行标准和规范对于网络分析记录装置的要求。
本文基于“分散采集分析+集中配置展示”思路，提出一种新的网络报文分析和故障录波一体化系统设计，系统由多（单）台套采集单元和一台管理单元组成，采集单元实现报文实时采集分析和故障录波功能，管理单元负责系统配置及分析结果的展示。
1 系统设计本文设计的网分报文分析与故障录波一体化系统采其系统架构图如图1所示。
图1 系统架构为适应不同电压等级和不同组网方式智能变电站的报文采集需求，系统基于分散采集分析和集中展示的思路，采集单元完成报文采集、记录、分析以及故障录波功能，管理单元承担网络报文分析及故障录波后台功能。
采集单元通过高速采集口采集过程层网络、站控层网络和站内调度通信网络报文，广播报文或GOOSE、SV等组播报文直接将交换机转发范围内的某端口接入采集端口，MMS、104等单播报文需要在交换机上做镜像，然后将镜像端口接入采集端口。
220kV 变电站自动化系统网络结构的分析摘要：本文基于湖北十堰郧县220kV变电站的新建工程设计对其自动化系统网络结构的优化配置进行分析，从站控层、交换机配置、智能变电站采样值传输协议、“直采直跳”等问题提出优化建议，并得出了优化配置的结论。
关键词：220kV变电站；自动化系统；网络结构针对国家电网公司湖北十堰郧县220kV变电站新建工程的设计招标，在变电站无人值守”及“智能化”自动化网络结构优化及配置方面，笔者做出了相应的计算分析，提出了更为合理的结构配置，本专题创新思路主要体现为：信息共享、设备集成、配置优化、维护简单、可行可靠，具体优化配置以下5点。
一、站控层网络MMS、GOOSE、SNTP三网合一、共网传输，过程层网络采样值、GOOSE两网合一、共网传输（220kV、主变采用星型双网、110kV采用星型单网），实现全站数据传输的数字化、网络化、共享化，有效减少了装置端口和交换机的数量。
如图1所示：图1 220kV线路间隔方案四网络结构示意图主变间隔过程层不单独组网，接入各电压等级过程层网络。
全站220kV、110kV保护及主变保护均采用“新型”直采直跳方式，采用合并单元智能终端一体化装置，采样值、GOOSE数据实现共网口传输，可有效减少装置端口数量，尤其对跨间隔保护，如：母线保护、主变保护而言，能节省近一半的光口数量，能有效改善装置因光口数量多长期运行的发热问题。
二、交换机配置与组屏分析1、过程层网络概述过程层采用100M星型以太网，通过网络流量精确计算确定带宽分配原则，在可靠网络负载范围内多间隔共用交换机，减少了过程层交换机数量（本期8台，远景23台，远景较典设方案节省交换机18台）。
2、过程层交换机配置针对采样值、GOOSE信息的订阅/发布机制，采用GMRP（组播注册协议）技术进行基于装置端口MAC的自动寻址，替代VLAN技术对交换机的繁琐设置，有效控制网络流量，保证了数据实时性和处理效率，减少了施工运行和改扩建时网络配置的工作量和差错率。
第48卷第1期电力系统保护与控制V ol.48 No.1 2020年1月1日Power System Protection and Control Jan. 1, 2020 DOI: 10.19783/ki.pspc.190280基于移动互联的变电站故障录波及报文分析装置研究洪嘉炜1，杨剑友2，奚洪磊2，周震宇2，王 云1，赵张磊2，陈佳佳2(1.小波科技有限公司，上海 200063；2.国网浙江省电力公司温州供电公司，浙江 温州 325000)摘要：面对复杂的电网故障，需要一种基于移动互联网的便携式故障记录和信息分析装置。
该装置可以准确评估故障性质、故障定位结果和故障严重程度。
基于移动终端的特点，重新设计了录波数据的获取、分析、分享等各个功能模块。
另外，该装置可以通过对多源记录数据的微分计算和分析，确定故障点，判断保护动作行为的正确性。
实际应用案例表明，该装置可实现故障分析智能化与便利化，并有效提高故障分析水平及处理效率，减少故障恢复时间，提高供电可靠性。
关键词：移动互联；差动计算；故障录波；报文分析Research on fault recording and message analysis device based on mobile internet HONG Jiawei1, YANG Jianyou2, XI Honglei2, ZHOU Zhenyu2, W ANG Yun1, ZHAO Zhanglei2, CHEN Jiajia2(1. Xiaobo Technology Company, Shanghai 200063, China; 2. State Grid Wenzhou PowerSupply Company, Wenzhou 325000, China)Abstract: To solve complex grid faults, a portable fault recording and message analysis device based on mobile internet is needed. The device can help us get accurate assessment of fault nature, fault location result and failure severity. Based on the characteristics of mobile terminals, this paper redesigns the function modules of acquisition, analysis and sharing of recorded data. In addition, the device adds the function of differential calculation and analysis of multi-source recorded data, which can quickly confirm the fault point and judge the correctness of the protection action behavior. Many practical application cases show that the device can realize intelligent and convenient fault analysis, improve the level of fault analysis and processing efficiency effectively, reduce the time of fault recovery and enhance the reliability of power supply.This work is supported by National Key Basic Research Program of China (973 Program) “Basic Subject issues in Efficient Energy Use” (No. 2010CB736204) and Science and Technology Project of Zhejiang Electric Power Co., Ltd.(No. 5211WZ15013Q).Key words: mobile internet; differential calculation; fault recording; message analysis0 引言随着变电站数量的不断增加及运检强度的不断增大，电网故障的应急处理，需要运检人员能够及时、全面、准确地掌握故障信息。
故障录波及网络报文分析系统在智能化变电站的应用摘要：随着电力系统自动化技术的发展，大多数智能化变电站均分别配置了网络报文及故障录波装置，使其各自实现各自的功能。
基于此，本文提出了一种应用于智能化变电站的故障录波及网络报文分析系统UK5505，该系统将故障录波及网络报文分析进行了一体化整合，并利用该系统在某110KV的智能化变电站中的运行进行了工程实例分析。
关键词：智能化变电站；故障录波；网络报文；110KV变电站前言当今社会，人们的日常生活以及生产活动与电力系统均有着密不可分的关系，电力系统发生故障将会对人们的生活、生产活动带来极为不利的影响，并可能造成巨大的经济损失。
然而，引起电力系统故障的因素有很多种，对于运行维护人员来说，处理电力系统故障是一项极为复杂且重要的工作。
随着计算机、通讯、电子技术的发展，电力系统自动化也得到了高速发展。
自2008年全国开始数字化变电站试点，而如今智能化变电站获得大面积推广，在这个过程中，大多数智能化变电站均分别配置了网络报文及故障录波装置。
网络报文装置用于实时监控全站网络状态，进行报文接收、记录、存储（包括MMS通信网络、GOOSE通信网络和SV采样值网络的报文记录），并能自动或手动进行报文详细分析，直观地给出分析结果，同时提供高效的查询手段和统计功能及变电站网络冗余的历史报文记录数据、方便快捷的记录数据索引。
而故障录波装置则通过接收、过滤GOOSE通信网络和SV采样值网络的报文来完成对站内电流、电压、开关状态、异常、故障等信号的记录、存储，并能自动或手动进行故障录波分析，直观的给出分析结果，一般可分为稳态实时记录和故障记录。
然而，需要指出的是，自数字化变电站试点开始至今，大多数变电站的网络报文及故障录波装置都作为独立的2个装置进行设计、组屏。
但是，由于很多网络和报文异常带来的波形变化在波形中无法解释，且当网络故障或报文异常引起继电保护装置动作时，很难将网络报文数据和故障录波数据进行关联、综合分析。
YS-ES1智能化变电站故障录波及网络记录分析装置-说明书v3[1].0南京航天银山电气有限公司技术资料编号：201306270001YS-ES1智能化变电站故障录波及网络记录分析装置版本V3.0航天科工深圳（集团）有限公司南京航天银山电气有限公司前言本说明书仅适用于最终用户，对翻版、其他任何商业或其他目的的用途，本公司保留追究其法律责任的权利。
由于本装置的良好扩充性能，在本说明书中可能没有涵盖装置的所有功能，用户有不明之处，欢迎向本公司致电或E-mail垂询。
第一章、概述1.1 应用范围该装置设计采用FPGA结合嵌入式实时操作系统vxWorks，适应电力系统发展需求的嵌入式电网通信记录、分析装置。
装置能自动识别IEC61850-MMS、IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、GOOSE、IP等多种网络通信协议。
具有可扩展性好、时间延时小、实时在线监视等优点，提供多种模式的分析手段，适应不同层次的客户使用，操作简便。
该装置适用于智能电网的数字化变电站中，用于监视、记录、分析数字化变电站中的所有交互的报文信息，同时也可以应用于需要记录、分析网络报文的场所，在智能电网的建设中将会起着重要的作用。
1.2技术特点1.分布式架构设计：本装置采用分布式架构设计，可以根据接入量使用多个采集单元，同时配有集中管理单元，将各个采集单元的数据进行合成。
2.嵌入式硬件、嵌入式操作系统：采用高档FPGA以及高速ARM进行采集处理，同时在前置单元采用了实时性很强的vxWorks操作系统，集中管理单元采用了Linux 操作系统。
3.分布式大容量存储：集中管单元配有两块1T硬盘，暂稳态独立存储，使数据更加安全。
4.基于TCP/IP以及IEC61850、IEEE1588等规范的深层完整解析：深入并完整地基于TCP/IP以及IEC61850、IEEE1588解析网络报文，通过三种模式，即简明模式、专业模式、原始模式满足不同层次用户的需求，真正达到了方便使用的目的。
