智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

李文彥

【摘 ?要】近些年，在我國的經(jīng)濟發(fā)展背景下，人們生活水平不斷提高，對供電領(lǐng)域提出了較高要求，智能電網(wǎng)建設(shè)面臨空前絕后的契機與壓力。智能變電站作為智能電網(wǎng)中所有流程諸多信息交互的主要銜接點，在電網(wǎng)順利運作方面有著決定性的作用。本文將主要圍繞智能變電站的特點展開分析，并探究智能變電站通訊網(wǎng)絡(luò)。

【關(guān)鍵詞】智能變電站;通信網(wǎng)絡(luò);關(guān)鍵技術(shù)

引言

現(xiàn)代化通訊技術(shù)的逐漸創(chuàng)新，促進了遠程掌控體系的建設(shè)，此體系能高效監(jiān)控供電體系常規(guī)運作情況。通信技術(shù)包括4個方面，分別為無線通訊、光纖通訊、衛(wèi)星通訊以及電力線通訊。以上通訊技術(shù)紛紛有著本身的優(yōu)點與缺點，所以要針對這兩方面展開認真全面的評判，有助于保證智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)展現(xiàn)自我價值。

1智能變電站的特點

智能變電站集成智能化設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)信息接口、測控保護技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)等先進的設(shè)備技術(shù)于一體，可實現(xiàn)對智能變電站運行維護的自動化控制，利用狀態(tài)監(jiān)測手段實時監(jiān)控變電站運行狀況，自動識別故障隱患，為運維部門進行故障排除提供可靠依據(jù)。智能變電站在應(yīng)用智能組件的基礎(chǔ)上擁有高級應(yīng)用功能，采用全景式數(shù)據(jù)采集模式，運用數(shù)據(jù)挖掘處理技術(shù)，對采集數(shù)據(jù)進行分析處理，滿足事故分析、隱患控制、故障告警等需求。與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站的應(yīng)用優(yōu)勢更加明顯，具體體現(xiàn)在以下方面。

1.1 電子互感器性能優(yōu)越

智能變電站的電子互感器可避免六氟化硫泄露、絕緣油爆炸等傳統(tǒng)互感器易出現(xiàn)的安全隱患，具備體積小、抗飽和能力強、線性度好等優(yōu)勢，可節(jié)省金屬材料的使用，滿足低碳環(huán)保的要求。

1.2 通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化

傳統(tǒng)變電站缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)備的對接中需要設(shè)置轉(zhuǎn)換器，增加了變電站運行系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了設(shè)備成本。而智能變電站中的設(shè)備均設(shè)置了通信接口，而這些通信接口按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)置，便于智能設(shè)備之間相互對接。同時，智能設(shè)備在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)中運行，可通過數(shù)據(jù)中心快速查詢智能設(shè)備的運行情況，便于追溯電網(wǎng)故障的原由。

1.3高級應(yīng)用互動化。高級應(yīng)用功能是智能化變電站區(qū)

別于數(shù)字化變電站和常規(guī)變電站的重要特征之一。原有的變電站已經(jīng)實現(xiàn)了自動化功能，但只是具備采樣、告警及控制等基本功能，運行出現(xiàn)問題時還需工作人員自身去分析解決問題，并沒有起到輔助決策作用。而在智能變電站中，自動化系統(tǒng)通過高級應(yīng)用功能對采集的大量信息進行挖掘、分析、評估，實現(xiàn)順序控制、智能告警及故障信息綜合分析決策、設(shè)備狀態(tài)可視化、支撐經(jīng)濟運行與優(yōu)化控制、站域控制、源端維護等功能，達到與各級機構(gòu)友好互動。

1.4通信平臺網(wǎng)絡(luò)化

變電站自動化系統(tǒng)統(tǒng)一組網(wǎng)，采用IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)。通過該標(biāo)準(zhǔn)將繼電保護裝置、安全自動裝置、測量控制裝置、故障錄波及網(wǎng)絡(luò)分析記錄裝置、相量測量裝置、行波測距裝置、電能計量裝置等聯(lián)系起來，實現(xiàn)信息互動，各設(shè)備之間的連接均采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信。智能輔助控制系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)化連接，實現(xiàn)圖像監(jiān)控、火災(zāi)報警、消防、照明、采暖通風(fēng)、環(huán)境監(jiān)測等系統(tǒng)的智能聯(lián)動控制。該系統(tǒng)還可通過一體化信息平臺與變電站自動化系統(tǒng)接口，與遠方主站端系統(tǒng)通信，并通過MPLS-VPN實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)與安全分區(qū)的隔離，保證系統(tǒng)功能安全。。

2智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1時延測量技術(shù)

所謂時延具體是指一個報文從網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另一端所需的時間。智能變電站CN系統(tǒng)中的時延測量則是指SV報文在CN內(nèi)的傳輸時間可通過測量的方法獲得，該技術(shù)的關(guān)鍵是同步時間體系的構(gòu)建，這個體系應(yīng)當(dāng)在CN系統(tǒng)內(nèi)部自動同步，并且不能受到外界因素的影響。智能變電站的PON適合時間同步體系的構(gòu)建，所以可借助PON的同步機制對SV報文的傳輸時延進行測量。SV原始報文包含MAC源地址和目的地址、VLAN標(biāo)識、SV數(shù)據(jù)等，可進行時延測量的附加字段包括路徑時延、駐留時間、總時延及報文CRC。通過對時延測量技術(shù)的運用，CN系統(tǒng)能夠在非常短的時間內(nèi)獲取SV報文的傳輸質(zhì)量，如果出現(xiàn)異常，檢修人員可對時延進行讀取，以此作為故障定位的主要依據(jù)，由此大幅度提升了故障的查找效率。

2.2業(yè)務(wù)隔離技術(shù)

在智能變電站CN系統(tǒng)中有多種不同類型的報文，如快速報文、中速報文、低速報文等。為使這些報文能夠從同一個端口在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進行傳輸，需要控制報文的業(yè)務(wù)隔離。智能變電站中的核心交換機可借助業(yè)務(wù)子網(wǎng)實現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離，由此除了可以確保業(yè)務(wù)的安全性之外，還能使時延的獨立性得到保證。CN系統(tǒng)可按照業(yè)務(wù)的屬性對子網(wǎng)進行劃分，據(jù)此對網(wǎng)絡(luò)資源進行配置，通過隔離，能夠減輕業(yè)務(wù)之間的相互影響。同時，以子網(wǎng)管理通道可對不同業(yè)務(wù)的傳輸過程進行隔離，資源的競爭隨之消除，確保了智能變電站業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

2.3業(yè)務(wù)隔離技術(shù)

在智能變電站CN系統(tǒng)中有多種不同類型的報文，如快速報文、中速報文、低速報文等。為使這些報文能夠從同一個端口在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進行傳輸，需要控制報文的業(yè)務(wù)隔離。智能變電站中的核心交換機可借助業(yè)務(wù)子網(wǎng)實現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離，由此除了可以確保業(yè)務(wù)的安全性之外，還能使時延的獨立性得到保證。CN系統(tǒng)可按照業(yè)務(wù)的屬性對子網(wǎng)進行劃分，據(jù)此對網(wǎng)絡(luò)資源進行配置，通過隔離，能夠減輕業(yè)務(wù)之間的相互影響。同時，以子網(wǎng)管理通道可對不同業(yè)務(wù)的傳輸過程進行隔離，資源的競爭隨之消除，確保了智能變電站業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。當(dāng)遵循以下基本原則：一是要充分考慮兼容性;二是要以提高變電站工程的運行管理效率為前提;三是要按照站內(nèi)設(shè)備的具體類型構(gòu)建相應(yīng)的模型;四是要有效規(guī)范細節(jié)性問題，借此提升標(biāo)準(zhǔn)的可操作性;五是要統(tǒng)一規(guī)定數(shù)據(jù)的不同類別;六是相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)廠商應(yīng)當(dāng)參與標(biāo)準(zhǔn)的制定。

結(jié)語

綜上所述，智能變電站的業(yè)務(wù)越來越多，對站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的要求也越來越高，為進一步提升智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的整體性能，應(yīng)當(dāng)對通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)進行研究。通過對先進技術(shù)的合理運用，能夠增強通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸穩(wěn)定性，從而為智能變電站提供可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

參考文獻：

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[2]石玉琦.智能化變電站自動化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方式研究[J].通訊世界，2016（20）：27-28

（作者單位：國網(wǎng)山西技培中心大同分部）