洪悦　王喆　李霄

【摘 要】以湖北500kV木兰变电站PMU通讯中断缺陷处理为例，介绍几个常用的网络命令的使用方法，重点阐述电力调度数据网通信故障的分析思路与处理步骤。本文可为电力调度数据网双平面建设调试及网络通信中断处理提供参考。

【关键词】PMU；电力调度数据网；双平面；网络命令

The Analysis and Treatment of PMUs Interrupted Communication

HONG Yue WANG Zhe LI Xiao

（Maintenance Branch of Hubei Electric Power Co.， Ltd.， State Grid Corporation of China，Wuhan Hubei 430050，Chian）

【Abstract】Taking the PMU communication interruption defect of Hubei 500kV Mulan substation as an example， this paper introduces the application methods of several commonly used network commands， and elaborates the analysis and treatment of communication interruption of the electric power dispatching data network. This paper can provide reference for dual network plane debugging and communication interruption treatment of the electric power dispatching data network.

【Key words】PMU； Electric power dispatching data network； Dual network plane； Network command

0 引言

电力调度数据网，是用于传输电网调度自动化、继电保护与安全自动装置控制等信息的专用网络。随着电力调度数据网双平面建设的不断深入，网络的可靠性、实时性、安全性得到明显的改善。电力纵向加密装置、硬件防火墙设备的引入以及承载的电力业务不断增多，近年来在数据网上发生的通信中断事件越来越多。本文以一起变电站PMU装置通信中断的处理过程为例，重点阐述电力调度数据网通讯故障的分析思路，并介绍几个常见的网络命令的使用方法。

1 电力调度数据网拓扑结构分析

目前，湖北境内500kV变电站已全面建成电力数据网湖北省调接入网、华中接入网双平面网络，实时网络传输远动、PMU、稳控等信息，非实时网络传输电量TMR、故障录波及保护子站、在线监测等信息，网络纵向边界均部署电力专用纵向加密装置进行加密认证，其网络拓扑结构如图1所示。

2 PMU通信中断分析与处理

2.1 PMU通信原理简介

PMU是相量测量装置Phasor Measurement Unit的英文缩写，在厂站端采集线路、主变三相电压、三相电流、开关量等实时数据，根据通信规约将采集的同步相量数据传输到主站，传输通信链路一般采用TCP/IP协议[1]。TCP 8000端口是数据通道端口，主站端为服务器端；8001端口为管理通道端口，厂站端为服务器端。通讯时，主站端通过建立管理通道先下发召唤配置命令，接着厂站端根据主站端要求的实时数据发送速率上送数据。实时数据发送速率通常有每秒100、50、25帧三种[2]，其中华中分部要求发送速率为50帧/s，正常通讯时数据流量约为30KB/s。

2.2 故障现象

湖北500kV木兰变电站PMU采用中国电科院PAC2000系统，属于典型的分散分布式结构，主机放置下500kV#1保护小室，站内其他保护小室采集单元与主机之间通过光纤连接，实时数据经数据集中器汇总后通过光电转换器与通信机房电力调度数据网连接，其数据流向图如图2所示。

2016年6月23日，华中分部调度报告：PMU主站与500kV木兰变PMU子站华中接入网通道连接异常。检修人员到达现场后，经检查发现：PMU主站通信状态中命令管道连接成功，数据管道交替显示“连接成功”、“正在连接”。

2.3 故障分析与处理

ping命令是常用的网络命令，它通常用来测试与目标主机的连通性[3]。ping命令每秒发送一个数据包并且为每个接收到的响应打印一行输出，计算信号往返时间并显示信息包丢失情况，命令执行后显示一个简要的统计信息。由于命令管道成功建立，说明网络链路层没问题，从运行ping命令的结果也证实了这一点。数据管道异常首先怀疑应用层的问题，根据PMU通信原理得知，数据管道主站端是服务器，侦听TCP8000端口。于是打开一个终端，执行命令：telnet40.10.10.7 8000（40.10.10.7为华中分部PMU主站端IP地址）。命令执行结果如下：

Trying 40.10.10.7...

Connected to 40.10.10.7.

Escape character is ‘^].

Connection closed by foreign host.

结果显示主站端8000端口已打开，说明应用进程已启动。考虑到曾发生过纵向加密装置配置错误导致业务不正常的情况，临时将縱向加密装置A切换至旁路状态，使信息不经加密装置直接从实时交换机上送路由器。观察主站通信状态，故障依旧，说明与纵向加密装置无关，于是恢复加密装置至正常运行状态。运行ping命令时，在电力调度数据网实时交换机对应端口上，发现收发指示灯闪烁不均匀。PMU后台管理机采用QNX（Linux的一种）操作系统，ping包的默认大小为64Byte。观察交换机端口的收发指示灯，闪烁频率并不是每秒一次，怀疑数据包有丢包的情况。于是，在终端输入以下命令：ping -s 40960 40.10.10.7，表示每次发送40KB的测试包。连续发送（下转第400页）（上接第411页）测试包3分钟，按ctrl+c终止ping命令，得到ping命令的统计信息：

----40.100.67.254 PING Statistics----

180 Packets transmitted， 171 Packets received，5% packets loss.

丢包率达到了5%！为了进一步确定数据包丢包范围，将上述命令改为ping -s 40960 40.100.67.254（40.100.67.254为站内通信网关IP地址），发现丢包率为4.9%，确认了丢包发生在PMU主机与实时交换机之间的网络，并非在电力调度数据网上。网线制作不规范或网线头压线不紧，都有可能导致数据丢包。从图2的数据流向图可知，PMU主机与电力调度数据网实时交换机之间是经光电转换器通过光纤连接，在排除了两端的网线以及光电转换器问题后，还有一个可能性，那就是光路的问题。现场使用光功率计测试光纤的衰耗，发现衰耗率远大于正常值。工程实施时使用的是4芯的多模光缆，两端分别有两芯备用。于是更换一对备用尾纤，再次运行ping命令，连续监视10分钟，丢包率为0，这时，PMU装置的数据管道稳定在“连接成功”状态，PMU装置通信中断的问题得到圆满解决。原来，先前使用的那一对尾纤在线槽内弯曲半径太小，导致数据包的丢失，而PMU主机收到不完整的数据帧后请求重发，造成数据通道的频繁中断。

3 结语

随着电力调度数据网建设步伐的加快，在数据网上承载的电力业务越来越多，越来越重要。电力专用纵向加密装置的部署，在增强电力调度数据网边界安全性的同时，也增加了数据通道维护的复杂性。本文以湖北500kV木兰变电站PMU装置通信中断的处理过程为例，阐述了电力调度数据网通讯故障的分析思路。经过处理后，该站PMU装置运行将近半年，再未出现过数据中断现象，进一步说明了本文所述的分析处理方法是有效可行的。

【参考文献】

[1]陈实，许勇，王正风，等.电网实时动态监测技术及应用[M].北京：中国水利水电出版社，2009.

[2]国家电网公司企业标准（Q-GDW131-2006）.電力系统实时动态监测系统技术规范[S].

[3]（美）W.Richard Stevens.TCP/IP详解[M].北京：机械工业出版社，2000.

[责任编辑：朱丽娜]