变电站综合自动化的通信系统
变电站综合自动化系统通信方式的探讨
变电站综合自动化系统通信方式的探讨内部和外部的变电站综合自动化系统通信网络的可靠性，稳定性的关键是根据变电站自动化系统的整体需求，确保合理选择软件的基础上，系统的可靠性和稳定性变电站的安全稳定运行和硬件设备，通信信道，通信接口和通信协议。
标签：变电站；综合自动化；通信方式；探讨。
一、引言变电站综合自动化系统本质上是一个分层分布式控制系统由多台计算机的几个子系统，包括监测，保护装置电能质量自动控制系统组成。
在每个子系统中，由多个智能模块来构成，如计算机的保护，变压器保护，电容器保护和各种线路保护。
因此，在综合自动化系统当中，我们必须要在每个子系统当中来进行信息的交换，这样可以减少重复，而且还可以简化各变电站二次设备之间的互连配置，从而提高各子系统之间数据通信的安全性。
二、变电站综合自动化系统通信网络应用1.1变电站自动化系统通信网络的要求根据变电站综合自动化系统对于操作环境的特殊要求，数据网络在变电站自动化系统应符合下列要求：①快速的实时响应能力；②可靠性高；③良好的电磁兼容性；④层状结构。
变电站通信网络的信息应该是随着时间的国际标准相一致的：在设备层和隔离层之间，在各个装置之间的间距，间隔层是1毫秒?各单元间100ms的间隔；间隔层和变电站层之间10毫秒? 1000毫秒；个人站级设备之间，变电站和控制中心之间≥ 1000毫秒。
1.2变电站通信网络1.2.1 RS-422/485总线隔离层的功能RS-422/485各种数据总线结构实际上是由一个IPC完成时，IPC接收的智能卡外围设备接口RS-422/485通信和处理直接显示为背景监测后收集RS-232串行智能电子设备，并通过对主计划串口发送。
RS- 485是一种低成本，操作半双工总线结构简单，在实际应用中，RS422和RS485串行传输速率是好的指标的100kbps的1000米的传输速率，短距离速度可以达到10Mbps ；RS422串行端口全双工，RS485串行端口设置为半双工，主要是从问题和答案的介质访问方法，是一种总线结构。
变电站综合自动化系统的通讯方式及选择
变电站综合自动化系统的通讯方式及选择作者：张慷焕来源：《电子技术与软件工程》2016年第05期摘要本文首先对变电站综合自动化系统常见的通讯形式进行分析，其次就总线型通讯系统各种方案予以比较，最后提出了变电站综合自动化系统常用的通讯系统结构及方式。
【关键词】变电站综合自动化系统通讯系统总线型通讯系统通讯方式数据通信在综合自动化系统中具有极其重要的作用，数据网络应具备快速实时响应能力、高可靠性和优良的电磁兼容性能。
以下将根据变电站的特殊环境和综合自动化系统的要求对通讯形式的各种结构进行分析。
1 各种结构的通讯形式分析通讯系统常见的结构形式有星形结构、环形结构和总线形结构。
1.1 星形结构属于中央控制形，多台计算机与一台主机相连，主机执行集中式通信控制策略，任意两节点间由主机建立通信传输路径。
优点：单个节点故障只影响一个设备，不影响全网；控制方式和访问协议简单；容易检测和隔离故障，可方便的将故障节点从系统中删除。
缺点：当主机故障时整个系统就会瘫痪；如果通信量较多、速度要求高时，主机将成为瓶颈，若采用双机冗余提高可靠性，则系统的复杂程度和成本将会增加。
远动系统采用循环式规约的电力系统，调度端与各厂站的通信通常采用星形结构。
1.2 环形结构由中继器组成，通过点到点链路的闭合环形成局域网络，每个站点都通过一个中继器连接到网络上，每个中继器都与两条链路相连。
每个结点都有控制发送和接收的访问逻辑。
分组发送数据。
常用的传输介质是双绞线，也可以采用同轴电缆和光纤。
优点：传输速度高；同一个环上的不同节点间可用不同的介质连接；传输速率也可不同。
缺点：可靠性差，某个结点故障会阻塞信息通路，引起子网故障；因某一节点故障会使全网不工作，难以诊断故障，需对每个结点进行检测；不易重新配置网络。
1.3 总线形结构通过一条公用的主干链路连接所有站点，两个节点间通过总线直接通信，而且任何时刻只允许两个站点间通信。
此结构具有速度快，延迟和开销小的特点。
变电站综合自动化系统的通信技术
变电站综合自动化结业论文变电站综合自动化系统通信系部：电力工程系班级：供用电12-4姓名：豆鹏程学号：**********【摘要】变电站综合自动化功能的实现，离不开站内工作可靠、灵活性好、易于扩展的通信网络，以来满足各种信息的传送要求。
在变电站综合自动化系统中，通信网络是一个重要的环节。
本文对通信网络的要求和组成、信息的传输和交换及通信的功能作了有详细的介绍。
【关键字】变电站综合自动化系统；信息传输；数据通信变电站综合自动化系统的通信引言变电站综合自动化系统实质上是由多台微机组成的分层分布式的控制系统，包括监控、继电器保护、电能质量自动控制系统等多个子系统。
在各个子系统中，往往又由多个智能模块组成，例如微机保护子系统中，有变压器保护、电容器保护和各种线路保护等。
因此在综合自动化系统内部，必须通过内部数据通信，实现各子系统内部和各子系统间信息交换和实现信息共享，以减少变电站二次设备的重复配置和简化各子系统间的互连，提高整体的安全性。
[2、5]另一方面，变电站是电力系统中电能传输、交换、分配的重要环节，它集中了变压器、开关、无功补偿等昂贵设备。
因此，对变电站综合自动化系统的可靠性、抗干扰能力、工作灵活性和可扩展性的要求很高，尤其是无人值班变电站。
综合自动化系统中各环节的故障信息要及时上报控制中心，同时也要能接受和执行控制中心下达的各种操作和调控命令。
[2]因此，变电站综合自动化系统的数据通信包括两方面的内容：一是综合自动化系统内部各子系统或各种功能模块间的信息交换；而是变电站与控制中心的通信。
一、变电站内的信息传输[2、3、5]现场的综合自动化系统一般都是分层分布式结构，传输的信息有以下几种：（一）现场一次设备与间隔层间的信息传输间隔层设备大多需从现场一次设备的电压和电流互感器采集正常情况和事故情况下的电压值和电流值，采集设备的状态信息和故障诊断信息，这些信息主要是：断路器、隔离开关位置、变压器的分接头位置、变压器、互感器、避雷针的诊断信息以及断路器操作信息。
简述变电站综合自动化系统的结构及组成
简述变电站综合自动化系统的结构及组成
变电站综合自动化系统是指用于实现变电站自动化控制和监视的一种集成化系统。
该系统通过集成各种自动化设备和软件，实现对变电站的综合监控、保护、控制和通信等功能。
变电站综合自动化系统的结构主要包括以下几个方面：
1. 数据采集系统：负责采集各种传感器和仪器的输入数据，如电流、电压、温度等。
通常采用PLC、RTU等设备来实现数
据采集。
2. 控制系统：负责对变电站设备的控制操作，包括开关的控制、断路器的操作、遥控等。
通常采用主站与站控器相结合的方式，使用远动装置来实现远距离的控制功能。
3. 保护系统：负责对变电设备和电力系统进行保护，包括对电流、电压、频率等参数进行监测和保护。
通常采用继电器保护装置、差动保护装置等设备来实现。
4. 监控系统：负责对变电站设备及电力系统的状态进行监测和显示，包括对各种仪器设备的状态、运行参数等进行实时监控，并通过人机界面显示给操作人员。
通常采用SCADA系统来实现。
5. 通信系统：负责变电站内各个设备之间的通信以及变电站与上级调度中心之间的通信。
通常采用通信协议如IEC 61850等
来实现设备之间的互联互通。
综合自动化系统通常还包括数据存储、数据处理分析、故障诊断、报警管理等功能，以及人机界面、报表输出、事件记录等辅助功能。
总而言之，变电站综合自动化系统主要由数据采集系统、控制系统、保护系统、监控系统和通信系统等组成，通过集成和协调各个子系统，实现对变电站设备和电力系统的快速、准确的运行控制和监视。
变电站综合自动化系统通信功能的研究
不断 创新 和发 展 。 通 过科 研 机构 技术 发展 对变 电站综 合 自 动 化 系统 的 传 统 的微波 、 载波 、 光 纤、 卫 星等 传输 链路 ， 这些 通道 基本上是 专线 或 持续 改进 ， 可靠性 和功 能也 不断 的提高 ， 结 构也 分成了不同的 形式 ， 到 临时专 线 。 而 近年发展 起 来的 网络技 术可为其 提供 一个或 多个 虚拟 通 目前为止大概 有如下 的几种形式 ： 分布分 散式结 构形 式 、 分散与集 中相 道 ， 尤其是 国家 电力一般数 据 网的建 立， 为这 种数 据传输 方式 提供了强 结合、 分层分面式 系统集 中组 屏的结构 形式集 中式 结构形式 等。 有 力的手 段。 １ ． 变 电所综合 自动化 系统通 信的 要求与 特点 ３ 变 电站综合 自动化 通信安全 需求
变 电站 综 合 自 动 化 系统 的 技 术核 心 是数 据 通信 的 可靠 性 和经 济 变 电站 综 合 自 动 化 系统通信 的安 全 需求 ， 通 常是对 防范 异 常信 息 性， 在变 电中更需 要综 合 自 动化 系统和 其所在的 特殊 的环境 要求 ， 需 要 修 改或破 坏对信息及 时可靠地访 问和使用 ， 对在信 息访 问和公开方面 ， 使得内的数 据 网络具 有一定 的技术要求和 特点： 防 护性 的被授 权的限制要 求较低 。 根据指导文件 ， 确定综 合 自 动化 系统 （ １ ） 较 高的可靠性 。 电力系统 的特点就 是保证 可靠的运 行， 包括 数 通信 网的主要 安全需 求如 下： 访 问控制采 取高 强度的访 问控 制策略 ， 确 据 通信 网络的可靠运 行， 一旦数 据网络发生 故障则 会引起 变电站 正常的 保 资源只能 被适 当的人员访 问 ， 特 别 对于此通 信 网在特 定情况下 ， 如 紧 监 控 和调 度命令的发布 ， 轻则 造成调 度命令不能 及时 的执 行， 重则会 造 急事件 允许访 问机制 被绕 过识 别和认证 、 核对用 户设 备的过 程 ， 并在 认
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统是指用电子、通信和控制技术实现
对变电站设备和过程的监测、控制和管理的智能化系统。
其主要功能包括变电站设备状态监测、故障诊断、数据采
集和处理、远程控制和操作、报警与录波、安全保护等。
变电站综合自动化系统由以下几个主要组成部分构成：
1. 变电站智能终端单元 (RTU)：用于采集变电站各种设备
的模拟量和数字信号，并将数据传输给主站进行处理。
RTU还可以接收主站的控制命令，执行远程操作。
2. 主站系统：负责监控、控制和管理整个变电站。
主站系
统通过与RTU的通信，实现对变电站设备状态的实时监测
和故障诊断，以及对设备的远程操作和控制。
3. 通信网络：用于连接变电站的各个设备和综合自动化系
统的通信网络。
通信网络可以采用各种通信技术，如有线、无线、光纤等，以确保数据的可靠传输和通信的稳定性。
4. 数据管理系统：用于存储、处理和管理变电站的各种数据。
数据管理系统可以对采集的数据进行实时分析和统计，生成各种报表和图表，为变电站运行和维护提供有力的支持。
变电站综合自动化系统的应用可以提高变电站运行的可靠
性和安全性，提高设备利用率和运行效率，减少人工操作
和维护工作，减少故障的发生和处理时间，提升整个电网
的运行水平和管理能力。
变电站综合自动化系统的结构和通信
变电站综合自动化系统的结构和通信摘要：变电站实现综合自动化,将其运行监视、正常和事故操作、继电保护、变电站电压和无功功率自动控制、事故和动态过程的记录等功能由计算机完成,站内和站外的交换由通公网实现,已成为当前技术发展的必然趋势。
但综合自动化系统的结构和性能,如何既能保证高度性,提高运行性能又能节约投资,同时还能灵活应用和便于扩建。
关键词：变电站综合自动化系统；结构通信；变电站综合自动化系统自20世纪90年代以来，一直是我国电力行业中的热点之一。
它既是电力建设的需要也是市场的需要，我国每年变电站的数量以3%～5%的速度增长，每年有千百座新建变电站投入运行；同时根据电网的要求，每年又有不少变电站进行技术改造，以提高自动化水平。
近几年来我国变电站综合自动化技术，无论从国外引进的，还是国内自行开发研制的系统，在技术和数量上都有显著的发展。
一、变电站综合自动化系统的现状。
1.技术标准问题。
目前变电站综合自动化系统的设计还没有统一标准，目前在变电站综合自动化系统选型当中存在着如所选系统功能不够全面，产品质量不过关，系统性能指标达不到要求等情况，主要有以下问题：（1）由于变电站综合自动化设备的生产厂家过分重视经济利益，用户又过分追求技术含量，而不重视产品的性能及实用性，因而一批技术含量虽较高，但产品并不过关，甚至结构、可靠性很差的所谓高技术产品不断被使用。
厂家只要有人买就生产，改进的积极性不高，甚至有些产品生产过程中缺乏起码的质量保证措施，有些外购部件更是缺乏管理，因而导致部分投产的变电站问题较多；（2）有些厂家就某产品只搞技术鉴定，没搞产品鉴定。
2.不同产品的接口问题。
接口是综合自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥善解决的问题之一，包括RTU、保护、小电流接地装置、故障录波、无功装置等与通信控制器、通信控制器与主站、通信控制器与模拟盘等设备之间的通信。
这些不同厂家的产品要在数据接口方面沟通，需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通信规约等问题。
变电站综合自动化通信的协议与标准
变电站综合自动化通信的协议与标准随着电力系统的不断发展和变化，变电站综合自动化通信系统逐渐成为电力行业的重要组成部分。
为了保证变电站通信的准确性、稳定性和安全性，各国电力行业制定了一系列的协议和标准。
本文将介绍变电站综合自动化通信的一些常用协议和标准，并讨论它们在提升变电站通信可靠性和效率方面的作用。
一、IEC 61850协议IEC 61850是由国际电工委员会（IEC）制定的，用于变电站综合自动化通信和控制系统的交互的通信协议。
该协议定义了通信网络结构、实时数据传输、设备配置和监控等方面的规范。
IEC 61850协议采用基于服务的架构，允许各种设备和系统通过通用的通信协议进行互联。
它提供了高度灵活性和可扩展性，适用于各种规模和类型的变电站。
IEC 61850协议的优势在于它的统一性和互操作性。
它定义了一致的数据模型和通信接口，使得不同厂家生产的设备能够无缝衔接。
这有助于降低系统集成和维护的成本，提高变电站的可扩展性和可管理性。
此外，IEC 61850协议支持多种通信方式，包括以太网、串行通信和无线通信等，可以适应不同的通信需求。
二、DNP3协议DNP3（Distributed Network Protocol）是一种用于远程监控和控制系统的通信协议。
它广泛应用于电力、水务、石油和天然气等行业。
DNP3协议的设计目标是提供高可靠性、高性能的通信解决方案。
它支持多种通信介质，包括串口、无线通信和以太网等，适用于各种不同的通信环境。
DNP3协议具有高度的灵活性和可扩展性，可以适应不同规模和复杂度的变电站。
它定义了一种灵活的数据模型和通信接口，可以满足不同应用的需求。
此外，DNP3协议支持多种通信方式，包括主从式通信和对等式通信，可以确保数据的高可靠性和实时性。
三、MODBUS协议MODBUS是一种常用的串行通信协议，广泛应用于工业自动化领域，包括变电站综合自动化通信系统。
MODBUS协议简单易懂，易于实现和维护，成本较低，因此得到了广泛的应用。
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多点通信
4
交换的概念
根据用户终
端的请求建立 3
和拆除用户之
间连接的过程
称为交换
2
用户终端
用户线
中继线 多路复用技术
交换局
网络通信
5
6
交换系统
1
通信系统的分类
按传输信号的特征分类 按传输媒介分类 按通信业务分类 按传输手段分类
模拟通信 数字通信
无线通信 有线通信
按调制方式分类
话务通信 计算机通信 图像通信
第十章 变电站综合自动化的通信 系统
Vivi
• 参考书： • 清华大学出版社《数据通信基础》、 • 人民邮电出版社《通信原理教程》、
1.0 数据通信的基本概念
the development of communication technic and communication society
克服距离上的障碍，迅速而准确的传送信息是通信的主要任务。
我国古代最早 的通信方式是 war flame。
文字发明后， 利用驿站传递 文书。
1837年莫尔斯电报 telex
传输线
发报
收报
通信技术的发展与信息社会
1876年贝尔电话
话筒
耳机
1864年麦克斯韦从理 论上预言了电磁波的 存在
1887年赫兹用实验证 实了电磁波的存在
通信技术的发展与信息社会
1895年意大利的马可尼和俄国的波波 夫把电磁波应用到无线电报通信中
通信系统的组成
发送设备
信
调
混 频
源
制
放 大
信道
接收设备
传 输
混 频
解
信
媒 介
放 大
调
宿
噪声
调幅
频 模拟通信系统的组成 频
检波
调频
谱
谱
鉴频
调相
搬
搬
鉴相
移
移
通信系统的组成
调幅、调频、调相 调制的逆变换
发送设备
信道
接收设备
信
信 源
信 道
调
源
编 码
编 码
制
传 输
解
信 道
信 源
信
媒 介
调
译 码
译 码
宿
把信源发出的 模拟信号变为数 字信号。另外为 了降低数码率而 进行压缩编码。
1906年德弗雷斯特发明了valve (电子管)
表1―1 通信技术发展历史简表
表1―1 通信技术发展历史简表 （续）
10项重大通信技术值得人们纪念
(1)摩尔斯发明有线电报。有线电报开创了人类信息 交流的新纪
(2)马克尼发明无线电报。无线电报为人类通信技术 开辟了一个崭新的领域。
(3)载波通信。载波通信的出现，改变了一条线路只 能传送一路电话的局面，使一个物理介质上传送 多路音频电话信号成为可能。
噪声
数字通信系统的组成
为了提高通 信抗干扰能力， 进行波形编码和 纠错编码。
信道编码 的逆处理
信源编 码的逆 处理
交换的概念
通信线路
信
信
发送设备
传输信道
接收设备
源
宿
信 宿
用户终端
单向点→点通信系统模型
接收设备
传输信道
发送设备
双向点←→点通信系统模型
信 源
用户终端
用户终端
通信线路
用户终端
点←→点通信
(4)电视。电视极大地改变了人们的生活，使传输和 交流信息从单一的声音发展到实时图像。
(5)电子计算机。计算机被公认为是20世纪最伟大的 发明，它加快了各类科学技术的发展进程。
(6)集成电路。集成电路为各种电子设备提供了高速、 微小、功能强大的“心”，使人类的信息传输能 力和信息处理能力达到了一个新的高度。
(7)光纤通信。光导纤维的发明，使人们寻求到一种 真正能够承担起构筑未来信息化基础设施传输平 台重任的通信介质。
(8)卫星通信。卫星通信将人类带入了太空通 信时代。
(9)蜂窝移动通信。蜂窝移动通信为人们提供 了一种前所未有、方便快捷的通信手段。
(10)因特网。因特网的出现意味着信息时代的 到来，使地球变成了一个没有距离的小村 落-“地球村”。
噪声
通信系统模型
接受消息 的人或机
器
通信系统
模拟通信系统 ——传递和交换模拟信号的系统。 数字通信系统 ——传递和交换数字信号的系统
模拟信号 特征量取值 连续的信号
数字信号 特征量取值 离散的信号
f(t)
f(nt)
t 连续信号
t 抽样信号
模拟信号波形
f(t)
f(t)
03 1 2 3 1
3
11 0 0 1 0
只能发信，乙方只能收信。
比如
广播电台与收音机、电视台与电视机的
通信(点到多点)、遥控玩具、航模(点到
点)、寻呼等均属此类。
• 半双工通信(Half―Duplex)：在任何一 个时刻，信号只能单向传输，或从甲方 向乙方，或从乙方向甲方，每一方都不 能同时收、发信息。比如对讲机、收发 报机以及问询、检索等之间的通信。
radio
TV
valve电子管 transistor晶体管 IC 集成电路 大规模可编程器件
卫星通信
电视
长途电话
卫星地面站
计算机网络通信
移动通信
基站 基站
基站
example 1：telephone system
telephone transmitter送话器、wire电线、交 换 机 、 carrier 载 波 机 、 telephone receiver 受话器。
例2：广播通信系统构成要素： microphone麦克风、amplifier放大器、send equipment发送设 备、radio wave无线电波、radio收音机等。 如下图所示
数据通信
数字通讯系统是以计算机为中心，结 合分散在远程的终端装置或其他计算机，通 过通讯线路彼此连接起来，进行ignal conversion
modulate
medium
Signal recover
demodulate
receive
通信系统的组成
将信源产生的消息信号
变换成便于传送的形式
信道
信
发送设备 源
传 输 媒 介
从带有干扰的 接收信号中正 确恢复出原始 信号
信 接收设备
宿
产生或发出消 息的人或机器
2
1
1
0
t0
t
二进制码
多进制码
数字信号波形
通信系统根据所传信息的信号表示形式，又分为模拟通信系统和数字 通信系统。 模拟通信系统——传递和交换模拟信号的系统。 数字通信系统——传递和交换数字信号的系统。 模拟信号——特征量（幅度、频率或相位）取值连续的信号。 数字信号——特征量（幅度、频率或相位）取值离散的信号。
按复用方式分类
卫星通信 微波接力通信 按技术特点分类 网络通信
线性调制 非线性调制 数字调制 脉冲调制
频分复用 时分复用 码分复用
扩频通信 跳频通信 保密通信
• 根据信号传输方向与传输时间的不 同，任意两点间的通信方式可分为：
• 单工通信(Simplex)在任何一个时刻，
信号只能从甲方向乙方单向传输，甲方