中国电力 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (9): 79-87.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202411017
• 提升新能源和新型并网主体涉网安全能力关键技术 • 上一篇 下一篇
叶远波1(
), 王吉文1, 孙振兴2, 王志强3, 赵勇呓2(
)
收稿日期:2024-11-10
发布日期:2025-09-26
出版日期:2025-09-28
作者简介:基金资助:
YE Yuanbo1(
), WANG Jiwen1, SUN Zhenxing2, WANG Zhiqiang3, ZHAO Yongyi2(
)
Received:2024-11-10
Online:2025-09-26
Published:2025-09-28
Supported by:摘要:
新一代智能变电站融合部分装置实体,物理链路承载信息增多,链路故障后易涌现海量告警信息,增大了链路定位难度。为此,提出分区协同下适应新一代智能变电站的通信链路故障定位方法。首先建立了通信链路的图论表征方法,以连通矩阵定义节点属性,并表征节点相对位置和链路连接关系;依托告警信息推演表征节点故障状态,构建交换机节点状态重构方法,弥补交换机无告警监视的不足;基于分区协同思想构建3类连接单元并建立链路定位目标函数,采用多策略改进长鼻浣熊优化算法(multi-strategy improved coati optimization algorithm,MSCOA)求解,实现链路定位目标。基于某220 kV智能变电站的定位结果表明,该方法实现简单,收敛迅速,覆盖网络全面,对于不同位置、不同类型的链路故障均能实现准确定位,能够为现场运维提供关键指导。
叶远波, 王吉文, 孙振兴, 王志强, 赵勇呓. 分区协同下适应新一代智能变电站的通信链路故障定位方法[J]. 中国电力, 2025, 58(9): 79-87.
YE Yuanbo, WANG Jiwen, SUN Zhenxing, WANG Zhiqiang, ZHAO Yongyi. Communication Link Fault Localization Method Adapted to New Smart Substations Under Partition Collaboration[J]. Electric Power, 2025, 58(9): 79-87.
| 故障说明 | 影响 | 后台告警信息 | ||
| 合并单元- 保护装置 直连链路中断 (链路8) | 缺失电压电流采样信号, 保护功能丢失 | 线路保护装置异常 | ||
| 线路保护装置电流、电压断线 | ||||
| 线路合并单元SV通信异常 | ||||
| 智能终端- 保护装置 直连链路中断 (链路7) | 跳闸回路中断, 保护无法正常 动作 | 线路保护装置异常 | ||
| 线路智能终端异常或故障 | ||||
| 线路智能终端GOOSE通信异常 |
表 1 直连链路告警信息
Table 1 Alarm information of the direct link
| 故障说明 | 影响 | 后台告警信息 | ||
| 合并单元- 保护装置 直连链路中断 (链路8) | 缺失电压电流采样信号, 保护功能丢失 | 线路保护装置异常 | ||
| 线路保护装置电流、电压断线 | ||||
| 线路合并单元SV通信异常 | ||||
| 智能终端- 保护装置 直连链路中断 (链路7) | 跳闸回路中断, 保护无法正常 动作 | 线路保护装置异常 | ||
| 线路智能终端异常或故障 | ||||
| 线路智能终端GOOSE通信异常 |
| 故障链路 | 链路类型 | 包含的告警节点 | ||
| 2 | 分支链路 | 1、3 | ||
| 6 | 3、9 | |||
| 1 | 集总链路 | 1、3、4、5、6 | ||
| 15 | 3、4、5、9 |
表 2 交换机告警信息
Table 2 Alarm information of the direct link
| 故障链路 | 链路类型 | 包含的告警节点 | ||
| 2 | 分支链路 | 1、3 | ||
| 6 | 3、9 | |||
| 1 | 集总链路 | 1、3、4、5、6 | ||
| 15 | 3、4、5、9 |
| 故障 链路 | 节点状态信息 | 输出最优解 | 定位 结果 | |||
| 6 | [0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0] | [0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0] | 6 | |||
| 14 | [0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0] | [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0] | 14 |
表 3 单链路故障定位结果
Table 3 Localization results for single-link faults
| 故障 链路 | 节点状态信息 | 输出最优解 | 定位 结果 | |||
| 6 | [0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0] | [0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0] | 6 | |||
| 14 | [0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0] | [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0] | 14 |
| 故障 链路 | 节点状态信息 | 输出最优解 | 定位 结果 | |||
| 9、 40 | [0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1] | [0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0] | 9、 40 | |||
| 4、 20 | [0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0] | [0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0] | 4、 20 |
表 4 多链路故障定位结果
Table 4 Localization results for multi-link faults
| 故障 链路 | 节点状态信息 | 输出最优解 | 定位 结果 | |||
| 9、 40 | [0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1] | [0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0] | 9、 40 | |||
| 4、 20 | [0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0] | [0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0] | 4、 20 |
| 方法 | 需要拓扑 | 故障样本 | 装置改造 | 定位范围 | ||||
| 本文 | √ | × | × | 全网 | ||||
| 文献[ | √ | √ | × | 全网 | ||||
| 文献[ | √ | × | √ | 过程层 |
表 5 算法准确率统计
Table 5 Statistics of algorithm accuracy
| 方法 | 需要拓扑 | 故障样本 | 装置改造 | 定位范围 | ||||
| 本文 | √ | × | × | 全网 | ||||
| 文献[ | √ | √ | × | 全网 | ||||
| 文献[ | √ | × | √ | 过程层 |
| 方法 | 链路20故障 | 方法 | 链路19、23故障 | |||
| BGA | 88 | BGA | 75 | |||
| BPSO | 92 | BPSO | 83 | |||
| MSCOA | 99 | MSCOA | 96 |
表 6 算法准确率统计
Table 6 Statistics of algorithm accuracy 单位:%
| 方法 | 链路20故障 | 方法 | 链路19、23故障 | |||
| BGA | 88 | BGA | 75 | |||
| BPSO | 92 | BPSO | 83 | |||
| MSCOA | 99 | MSCOA | 96 |
| 1 |
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DOI |
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|
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| 3 |
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|
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