張厚利

（中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)中重要的安全保障措施，主要用于檢測(cè)和保護(hù)電力設(shè)備與線路在發(fā)生故障時(shí)的安全運(yùn)行。隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，越來越多的電力公司開始將無(wú)線通信技術(shù)引入繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)維。文章旨在研究無(wú)線通信技術(shù)支持下的繼電保護(hù)運(yùn)維，以提高運(yùn)維效率和可靠性。通過相關(guān)分析，證明無(wú)線通信技術(shù)在提高繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)維效率和可靠性方面的潛力。

1 無(wú)線通信技術(shù)概述

無(wú)線通信技術(shù)指通過無(wú)線電波或紅外線等無(wú)線介質(zhì)傳輸信息的技術(shù)。它是現(xiàn)代通信領(lǐng)域的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信、無(wú)線電視、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。無(wú)線通信技術(shù)的基本原理是利用無(wú)線電波或紅外線傳輸信息信號(hào)，發(fā)送端將信息進(jìn)行調(diào)制，并通過天線發(fā)射出去；接收端接收到信號(hào)后，通過解調(diào)還原出原始信息。無(wú)線通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的無(wú)線傳輸，克服了有線通信的限制，提升了通信的便利性和靈活性。常見的無(wú)線通信技術(shù)包括無(wú)線局域網(wǎng)、蜂窩移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信等。無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展使得人們可以隨時(shí)隨地進(jìn)行無(wú)線通信和數(shù)據(jù)傳輸，提高了信息交流的效率和便利性[1]。隨著5G 和6G 等新一代無(wú)線通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，無(wú)線通信將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高速、低延遲、大容量的數(shù)據(jù)傳輸。5G 通信技術(shù)的特點(diǎn)及相關(guān)應(yīng)用如表1 所示。

表1 5G 通信技術(shù)的特點(diǎn)及相關(guān)應(yīng)用

2 無(wú)線通信技術(shù)支持下的繼電保護(hù)運(yùn)維要點(diǎn)

2.1 身份認(rèn)證技術(shù)

身份認(rèn)證技術(shù)在繼電保護(hù)運(yùn)維中的要點(diǎn)如下。第一，在無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用中，采用合適的身份驗(yàn)證機(jī)制來識(shí)別和驗(yàn)證用戶的身份。常見的身份驗(yàn)證方法包括用戶名和密碼、指紋識(shí)別、智能卡等。用戶必須提供有效的身份憑證才能獲得訪問權(quán)限[2]。第二，為了提升身份認(rèn)證的安全性，可以采用雙因素身份認(rèn)證方法，即用戶需要同時(shí)提供兩個(gè)或多個(gè)不同類型的身份驗(yàn)證要素，如密碼和指紋、密碼和手機(jī)驗(yàn)證碼等[3]。這樣可以大大提升身份認(rèn)證的安全性。第三，在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，可以使用訪問控制列表（Access Control List，ACL）來限制特定用戶或用戶組對(duì)設(shè)備的訪問權(quán)限。ACL 可以根據(jù)用戶的身份、角色和權(quán)限級(jí)別來設(shè)定，只有符合條件的用戶才能進(jìn)行相應(yīng)的操作。第四，在無(wú)線通信技術(shù)下，采用安全協(xié)議和加密技術(shù)對(duì)通信進(jìn)行保護(hù)。第五，為了增加安全性，建議定期更換用戶的密碼或身份驗(yàn)證憑證，以防止密碼泄露或被破解。第六，繼電保護(hù)系統(tǒng)的組成部分如圖1 所示，應(yīng)具備日志記錄和審計(jì)功能，記錄用戶的操作行為和訪問記錄，以便追蹤和審查可能存在的安全問題[4]。

圖1 繼電保護(hù)系統(tǒng)的組成

2.2 移動(dòng)智能終端技術(shù)

通過利用移動(dòng)智能終端，運(yùn)維人員可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制和管理繼電保護(hù)設(shè)備，提高運(yùn)維效率和響應(yīng)速度。移動(dòng)智能終端技術(shù)在繼電保護(hù)運(yùn)維中的要點(diǎn)如下。第一，借助移動(dòng)智能終端，運(yùn)維人員可以通過無(wú)線通信技術(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)、參數(shù)和報(bào)警信息等，隨時(shí)隨地獲取實(shí)時(shí)的設(shè)備數(shù)據(jù)，并進(jìn)行必要的操作，如開關(guān)控制、參數(shù)設(shè)置等。第二，開發(fā)針對(duì)移動(dòng)智能終端的應(yīng)用程序，使運(yùn)維人員能夠方便地訪問和操作繼電保護(hù)系統(tǒng)。這些應(yīng)用程序可以提供直觀的用戶界面和功能，以簡(jiǎn)化操作流程和改善用戶體驗(yàn)。第三，通過移動(dòng)智能終端，運(yùn)維人員可以可視化地查看繼電保護(hù)設(shè)備的數(shù)據(jù)和趨勢(shì)分析，使用圖表、圖像和報(bào)表等工具來分析數(shù)據(jù)，幫助更好地了解設(shè)備狀態(tài)和故障情況，從而做出準(zhǔn)確的決策。第四，移動(dòng)智能終端可以接收繼電保護(hù)設(shè)備的實(shí)時(shí)報(bào)警信息，并向運(yùn)維人員發(fā)送通知。這樣，運(yùn)維人員可以及時(shí)響應(yīng)和處理報(bào)警事件，避免潛在的設(shè)備故障和系統(tǒng)事故[5]。

2.3 信息傳遞

通過有效的信息傳遞，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的及時(shí)監(jiān)測(cè)、故障的迅速響應(yīng)以及運(yùn)維決策的高效執(zhí)行，技術(shù)要點(diǎn)如下。第一，無(wú)線通信技術(shù)可以用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)和性能指標(biāo)，并將這些信息及時(shí)傳遞給運(yùn)維人員。傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備可以通過無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至中心控制室或數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控。第二，當(dāng)繼電保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障或異常情況時(shí)，無(wú)線通信技術(shù)可以通過短信、郵件、手機(jī)應(yīng)用等方式向運(yùn)維人員發(fā)送報(bào)警信息或事件通知。這樣可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)響應(yīng)和快速處理，減少故障對(duì)系統(tǒng)的影響。第三，利用無(wú)線通信技術(shù)，運(yùn)維人員可以通過遠(yuǎn)程終端設(shè)備對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和控制。無(wú)線通信構(gòu)架如表2 所示。這樣可以減少人工干預(yù)，提高運(yùn)維的效率和靈活性。第四，無(wú)線通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同維護(hù)人員之間的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作。通過云平臺(tái)或共享數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)維人員可以共享設(shè)備狀態(tài)、維護(hù)記錄、故障經(jīng)驗(yàn)等信息，提高運(yùn)維團(tuán)隊(duì)的工作效率和溝通協(xié)作能力。第五，通過無(wú)線通信技術(shù)，可以將繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至大數(shù)據(jù)中心服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行分析和挖掘。這樣可以為運(yùn)維決策提供支持，包括故障預(yù)測(cè)、設(shè)備健康評(píng)估、優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃等方面的決策[6]。

表2 無(wú)線通信架構(gòu)

2.4 大數(shù)據(jù)中心服務(wù)平臺(tái)

通過利用大數(shù)據(jù)中心服務(wù)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的集中管理、分析和優(yōu)化，提高系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)維效率，具體功能如表3 所示。此外，大數(shù)據(jù)中心服務(wù)平臺(tái)在繼電保護(hù)運(yùn)維中的相關(guān)要點(diǎn)如下。第一，大數(shù)據(jù)中心服務(wù)平臺(tái)可以實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)繼電保護(hù)設(shè)備的各種數(shù)據(jù)，包括狀態(tài)、參數(shù)、事件和報(bào)警等。這些數(shù)據(jù)可以通過無(wú)線通信技術(shù)傳輸至數(shù)據(jù)中心，進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析。第二，通過大數(shù)據(jù)中心服務(wù)平臺(tái)，可以對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模的分析和挖掘。利用數(shù)據(jù)分析算法和人工智能技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)隱藏的故障模式、預(yù)測(cè)設(shè)備的健康狀況，并提供智能化的決策支持，幫助運(yùn)維人員優(yōu)化運(yùn)維策略[7]。第三，大數(shù)據(jù)中心服務(wù)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷。運(yùn)維人員可以通過無(wú)線通信技術(shù)遠(yuǎn)程訪問大數(shù)據(jù)中心，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)和性能指標(biāo)，并進(jìn)行故障診斷和排除。第四，通過大數(shù)據(jù)中心服務(wù)平臺(tái)的分析功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)和優(yōu)化。基于設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)和趨勢(shì)分析，可以制定合理的維護(hù)計(jì)劃和策略，提前發(fā)現(xiàn)潛在問題并采取相應(yīng)措施，以提高設(shè)備的可靠性和延長(zhǎng)壽命。第五，大數(shù)據(jù)中心服務(wù)平臺(tái)可以對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的資源進(jìn)行有效管理和調(diào)度。通過分析設(shè)備的使用情況和負(fù)載情況，可以合理分配和調(diào)度設(shè)備資源，實(shí)現(xiàn)最佳的運(yùn)行效率和資源利用率[8]。

表3 大數(shù)據(jù)中心服務(wù)平臺(tái)在繼電保護(hù)中的功能

3 結(jié) 論

無(wú)線通信技術(shù)可以顯著提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)維效率和可靠性，實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和精確的故障診斷，使運(yùn)維人員能夠更好地掌握系統(tǒng)狀態(tài)，及時(shí)采取措施保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，仍然存在一些挑戰(zhàn)，如網(wǎng)絡(luò)安全性、通信覆蓋范圍等。未來的研究可以進(jìn)一步深入探討這些問題，并提出相應(yīng)的解決方案。總之，無(wú)線通信技術(shù)對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)維具有重要的意義，將為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供更強(qiáng)大的支持。