摘要：电网与人们的生活息息相关，电网质量的好坏直接影响着城市生活。随着电网结构的复杂化，电网设备也变得越来越多，各种电网故障问题层出不穷，为人们的生活带来了很大的不便。如何寻找出有效的电网故障诊断系统一直是人们热切关注的话题，目前诊断电网调度故障还是过度依赖人工操作，而这样的操作方式在恶劣的环境下耗时长、成本高，取得的效果也并不理想。互联网技术为很多系统的设计都提供了新的思路。基于此，本文主要分析了基于大数据的电网调度故障自动诊断系统设计。
关键词:大数据;诊断系统;系统设计;故障诊断
引言
电力调度是是为确保电网安全稳定运行而产生的集电网计划管理、网络监测、负荷投切、潮流调整、故障隔离与恢复为一体的电网管理手段。近年来随着电网规模的不断增力口、智能设备的不断投入、联网规模的不断扩大，电力调度在电网安全运行中也得到越来越大的重视。
1电网调度的功能
①调度运行功能。该功能主要是对电力系统中电厂及各种电气设备的运行情况进行协调运作，保证电力系统发电的稳定性。在实际调度过程中，主要是利用调度倒闸进行相关操作。同时，在实际操作过程中，一旦发生问题要及时解决，防止问题扩大对整个系统造成影响，保证系统的稳定运行。②调度计划功能。在电网运行前，要对电网运行负荷进行预测，并对预测结果进行分析，选择更加适合发电机工作的开机方式，以满足系统安全校核的需求，并进一步保证整体系统的稳定运行。③运行方式。运行方式是整个电力系统的重要组成部分，通过对设备和电网的各项数据进行分析研究，能为电力系统的运行提供数据和技术上的支持。④继电保护功能。该功能主要针对电网中的继电保护和安全自动装置进行计算。⑤通信自动化功能。通过对电网运行过程中的各项数据进行自动采集、传送和显示，能为指挥者提供更准确的数据，也是保证电网其他设备正常运行的基础[1]。
2电网调度运行常见事故及处理方案
2.1线路故障处理
线路故障常见的有单相接地故障、两相短路和三相短路。引起单相接地故障的主要是外界因素，包括空气潮湿、小动物触碰造成的危害等，单相故障有一定的过渡性，通常不会引起立即跳闸，首先故障处的电压降低，这一阶段在短时间内能够维持一到两小时对用户的供电，但是如果不妥善处理则会造成绝缘的薄弱环节被周围非故障相对电压击穿，发展成为短路甚至烧毁。对单相接地故障的处理必须及时，才能够避免造成故障损失扩大。
单相接地故障的处理步骤首先是做好记录并寻找故障处，可以通过将母线分段运行、将断路器一拉一合等方式来判定单相接地的故障点，然后用熔断器来限制短路电流，最后是对故障线路进行切除，并排除安全隐患[2]。
两相与三相短路故障指的是三相供配电系统中有任意两相导体间存在短路或者三相导体间存在短路，造成短路的原因可能是设备绝缘部分的老化造成运行过程中被击穿，以及恶劣天气或者大风引起线缆断线等，短路故障会对正常供电造成很大影响，在短路部位电流急剧增大，在短时间内释放热量甚至引发火灾，而且根据电磁感应效应，三相短路中电流产生的磁场会激发电动势能，从而对周围的通信设施造成干扰，影响居民的正常生活。
2.2二次设备故障处理
配电网二次设备故障指的是对电网运行状态进行监控的系统发生问题，影响到监测数据的采集并引发电网调度问题，包括线路微机问题、继电保护系统问题、母差保护问题等。二次设备故障的处理难点是故障的研判，当线路微机出现问题时，需要维修人员对故障的来源作出准确的判断，如果是线路保护的高频收发讯机发生问题，应当将主保护退出运行并进行维修处理，如果是高频通道测试出现异常，则应当将高频保护退出倒闸后再采取维修措施[3]。
3基于大数据的电网调度故障自动诊断系统硬件设计
电网规模大，接线方式复杂，内部安装大量自动装置和保护设备，对应的电网调度自动诊断系统也要更加先进，从而增强诊断效果。电网调度故障诊断系统加入了通信技术，确保信息的实时运行，同时引入微机保护装置和故障录波器使系统更加自动化。
本文研究的电网调度故障自动诊断系统能够同时管理和分析故障信息，对二次设备提供的信息有很好的接收能力，在诊断出故障信息后，能够给出相应的解决办法。硬件结构中通讯系统采取的标准是EtherCAT协议，该协议适用于以太网的使用标准，数据可以通过定时预测判断，精度高，效果好，对于机械设计和控制有很好的效果，EtherCAT协议以数据帧格式传递信息，传递过程不会改变数据帧原本的结构。通讯系统的以周期性的方式传递故障信息，传递内容除了故障信息外还有数据地址。
故障诊断系统硬件的应用模块主要负责与其它编程和配置进行交互，交互的应用设备不同，连接方式也不同，任务端可以顺利访问各个主站的功能函数［6］。设定的故障诊断系统支持多种数据传输方式和交换方式，能够提供的邮箱服务包括COE邮箱服务、AOE邮箱服务、VOE邮箱服务、SOE邮箱服务、EOE邮箱服务，由EtherCAT提供PI(ProcessImage)的地址文件，文件具有回执能力，自动生成配置文件，在主站接口生成映像，反映电网调度故障诊断结果。
为了实现诊断数据的实时传输，设置了DistributionClock分布时钟模块，该模块的设置使主站和从站中的设备能够同时接收中心系统发出来的信息，不出现延时时间。故障自动诊断系统的各个部件帧频不同，所以扫描周期也不同，为了提高扫描效果，设置POD模块，使用户能够独立扫描帧频速率。OSAL的抽象模块能够从主站提供核心。
4基于大数据的电网调度故障自动诊断系统软件设计
步骤1:对电网调度故障诊断系统做上电复位处理，在初始化模块中对系统做初始化处理，K线系统发出通信信号，系统的采集装置能够自动采集每个故障录波器的内部数据。
步骤2:传递给处理装置，结合GPS定位系统，寻找产生故障的位置和故障元件，在计算机上做仿真实验，分析故障类型，并对诊断的结果进行统一处理。
步骤3:将整合的结果再次反馈给中心模块，由中心模块做统一的分析和处理，确定故障类型，将故障结果回执给执行单位。根据数据库中记录的历史故障数据诊断故障问题，寻找出可疑的故障元件和故障类型，读取元件的各个参数信息，判断内部属性，在属性缓冲区做进一步调查，如果在经过一段时间的工作后，元件恢复正常，则不需要传递给中心模块，如果在一段时间内元件始终保持不正常的状态，则证明元件存在问题。
步骤4:执行单位根据反馈结果，采取一定的执行措施，对故障进行处理，处理结束后，信息再次反馈给中心装置。如果一次处理能够解决问题，则直接将处理结果显示在液晶显示屏上，若一次处理不能解决问题，则要多次处理，解决故障问题，处理结果同样也会显示在液晶显示器上[4]。
结束语
基于大数据技术设计了一种新的电网调度故障自动诊断系统，该系统能够有效诊断出造成电网调度故障的因素，及时提出解决方案，提高工作人员分析速度，确保系统稳定运行。系统内部引入了智能化技术，能够通过历史故障的综合信息寻找出故障数据，并建立故障数据模型，根据该模型诊断出电网调度故障产生的原因。
参考文献
[1]郑茂然，余江，陈宏山，等．基于大数据的输电线路故障预警模型设计[J].南方电网技术，2017，11(4):30－37．
[2]杨玉新，马伟，赵阳．基于大数据分析的电网精准规划信息系统设计[J].现代电子技术，2017，40(7):155－158．
[3]陈雄坤，李暖群，陈劲跃．基于大数据建设下电力调度自动化的安全与实现[J].自动化应用，2017，22(2):82－84．
[4]王守鹏，赵冬梅．电网故障诊断的研究综述与前景展望[J].电力系统自动化，2017，41(19):164－175．