變電站現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)研究

周照智 肖丹 張長(zhǎng)春

【摘要】? ? 變電站的現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，需要實(shí)現(xiàn)電力、業(yè)務(wù)、信息的傳遞樞紐作用，通過網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的通信融合。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展時(shí)期，我們得益于先進(jìn)技術(shù)的升級(jí)，將創(chuàng)新的通信技術(shù)運(yùn)用到變電站的系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了變電站的數(shù)字化運(yùn)作，本文針對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，促進(jìn)我國(guó)變電站和電力行業(yè)的安全性、智能化、自動(dòng)化快速發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】? ? 變電站? ? 現(xiàn)場(chǎng)通信? ? 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)? ? 關(guān)鍵技術(shù)

我國(guó)電力行業(yè)正處于技術(shù)變革時(shí)期，變電站也在逐漸進(jìn)行新技術(shù)引進(jìn)與設(shè)備改造。目前一些變電站的通信網(wǎng)絡(luò)仍然體現(xiàn)出碎片化的特點(diǎn)，沒有形成系統(tǒng)，在變電站的整體業(yè)務(wù)系統(tǒng)中還知識(shí)相對(duì)零散的組成部分，沒有形成完整的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這樣不利于變電站業(yè)務(wù)的工作效率的提升，也不利于變電站的自動(dòng)化和智能化發(fā)展。因此我們需要從根本上對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行分析和調(diào)整，并研究其關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步推進(jìn)變電站業(yè)務(wù)和效率的發(fā)展提升。

一、變電站現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

變電站的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于IEC61850-9-2 標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)際情況的需要，采用不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)過程層與變電站層網(wǎng)絡(luò)的合并，并將變電站網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化改造。

第一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是裝置單環(huán)網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是裝置內(nèi)部帶有交換功能，具有進(jìn)出兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，單環(huán)網(wǎng)中所有裝置采用的是串聯(lián)的通信模式，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，投資成本較低，但是由于是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，裝置之間的信息傳輸就會(huì)因?yàn)檠b置數(shù)量的增多而造成延時(shí)增加，影響信息傳遞的實(shí)時(shí)性，而且當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，自愈和處理時(shí)間也會(huì)比較長(zhǎng)，一個(gè)裝置的檢修工作就會(huì)對(duì)單環(huán)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生很大影響，因此這種結(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中裝置的性能和情況要求就比較高，裝置之間需要能夠進(jìn)行交換。

第二種是交換機(jī)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是采用交換機(jī)之間是實(shí)時(shí)環(huán)網(wǎng)，這種網(wǎng)絡(luò)的能夠在交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)通過環(huán)網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行自愈，不會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)的正常通信，具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和故障適應(yīng)性，能夠更有效的保障通信。

第三種是星形網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是在交換機(jī)之間用級(jí)聯(lián)進(jìn)行組網(wǎng)，這種網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性最好，能夠有效降低網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，同時(shí)避免產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。

二、變電站通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

變電站通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)有無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)（PON）、時(shí)延測(cè)量和業(yè)務(wù)隔離等。

2.1無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在進(jìn)行智能變電站建設(shè)中，我們需要讓智能設(shè)備與變電站核心交換機(jī)之間進(jìn)行連接，這時(shí)就要運(yùn)用PON技術(shù)作為接入網(wǎng)絡(luò)，利用交換機(jī)實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信交換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與聯(lián)通，在變電站的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)需要由光纜網(wǎng)絡(luò)（ODN）、光轉(zhuǎn)換單元（OUT）、交換機(jī)等設(shè)備和構(gòu)建組成，終端的多路智能電子設(shè)備接口有PON提供，將多路智能電子設(shè)備接口集合組成PON 接口，然后復(fù)接在同一個(gè)光纜網(wǎng)絡(luò)中，在連接到交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備數(shù)據(jù)的接入和聯(lián)通。我們利用無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多路終端數(shù)據(jù)的接入，進(jìn)一步擴(kuò)展變電站交換機(jī)的接入能力，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集。PON 接入技術(shù)可以減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r(shí)性，保證網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的固定時(shí)延，保證數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)交換。同時(shí)，這種技術(shù)具有靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需要組成不同構(gòu)架的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)上文中提到的星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在變電站系統(tǒng)中的任何位置設(shè)置接入點(diǎn)。

2.2時(shí)延測(cè)量技術(shù)

時(shí)延測(cè)量是變電站通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是否順暢運(yùn)行的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是指一條報(bào)文信息在網(wǎng)絡(luò)中傳遞所需的時(shí)間，在變電站的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中時(shí)延測(cè)量就是SV 報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的進(jìn)行傳輸所需要的時(shí)間的測(cè)量技術(shù)。在變電站的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，同步時(shí)間體系非常重要，需要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部自動(dòng)同步，并且盡量降低外界干擾，變電站的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以借助 PON技術(shù)的同步功能，來(lái)檢驗(yàn)和測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)的時(shí)延，指標(biāo)需要包括駐留時(shí)間、路徑時(shí)延和總時(shí)延，讓網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)得到SV 報(bào)文的傳輸，提供檢修調(diào)整的數(shù)據(jù)，輔助定位故障位置，提高故障排查和維修的效率。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)中不同類型的保溫，我們還需要實(shí)現(xiàn)報(bào)文傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)隔離。確保業(yè)務(wù)的安全性，保證時(shí)延的獨(dú)立性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效合理的配置，消除業(yè)務(wù)之間的影響，保證傳輸?shù)姆€(wěn)定。

結(jié)束語(yǔ)： 綜上所述，隨著變電站業(yè)務(wù)的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究越來(lái)越深入，我們將計(jì)算機(jī)等相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)與變電站的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相融合，實(shí)現(xiàn)變電站的智能化、自動(dòng)化，提高通信效率，保障通信安全，提高變電站整體性能，推進(jìn)變電站和電力行業(yè)的發(fā)展，為我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)提供穩(wěn)定可靠快速的電力能源保障。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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