智能变电站通信网络技术
智能变电站通信网络技术方案
智能变电站通信网络技术方案1 智能变电站通信网络总体结构智能变电站通信网络采用IEC 61850国际标准，IEC 61850标准将变电站在结构上划分为变电站层、间隔层和过程层，并通过分层、分布、开放式网络系统实现连接。
变电站层与间隔层之间的网络称为变电站层网络，间隔层与过程层之间的网络称为过程层网络。
变电站层网络和过程层网络承载的业务功能截然不同。
为了保证过程层网络的实时性、安全性，在现有的技术条件下，变电站层网络应与过程层网络物理分开，并采用100M及以上高速以太网构建。
通讯在线保护及故障系统服务器系统服务器GOOSE视频监视终端信息管理兼操作员站2兼操作员站1远动远动联动服务器子站工作站1工作站2变电站层MMS/GOOSE网变电站层网络超五类屏蔽双绞线其他智能电能保护故障间隔层设备计量测控录波SMV网光缆过程层网络GOOSE网合并智能单元单元过程层光缆电缆电子式开关设备互感器(主变、断路器、刀闸)智能变电站通信网络基本构架示意图2 变电站层网络技术方案功能:变电站层网络功能和结构与传统变电站的计算机监控系统网络基本类似,全站信息的汇总功能(包括防误闭锁)可依靠MMS/GOOSE网络实现。
拓扑结构选择:环形和星形拓扑结构相比，其网络可用率有所提高(单故障时两者均不损失功能，少数的复故障环形网可以保留更多的设备通信)，但是支持环网的交换机和普通星型交换机相比价格大大提高。
国内经过多年的技术积累，装置普遍具备2~3个独立以太网口, 星型网络在变电站实际应用有着更加丰富的使用经验。
国内220kV及以上变电站层网络一般采用双星型拓扑结构;110kV及以下变电站层网络一般采用单星型拓扑结构。
变电站层双星型网络结构示意图系统服务器兼操作员站远动工作站变电站层变电站层网络变电站层交换机2变电站层交换机1保护测控保护测控保护测控保护测控间隔层变电站层双环型网络结构示意图3 过程层网络技术方案功能:过程层网络分为SMV采样值网络和GOOSE信息传输网络。
智能变电站网络通信技术
智能变电站网络通信技术A 组网方案结合国家电网公司关于智能变电站的技术导则规范，考虑南方电网公司对于数字化变电站的规划，当前智能变电站网络通信的结构主要有以下四种：（1）采用光纤点对点与GOOSE网络相结合的方式，其中，国网智能变电站中的保护装置是“直采直跳”，即点对点采样、点对点跳闸，亦存在“直采网调”的保护构架，集中在南网的数字化变电站；（2）采用光纤点对点、采样值网络与GOOSE网络相结合的方式，对于保护装置是光纤点对点的模式，而就测控、计量、故障滤波则是从采样值网络获取相关信息；（3）采用过程总线方式，即采用交流采样（SMV）和GOOSE组网的方式，其中又分为共网或分网模式；（4）采用完全过程总线方式，即交流采样9-2、IEEE 1588 和GOOSE 统一组网。
方案四与方案三实际的运行方式相似，方案三用IEEE1588进行对时处理，而方案二是用国际流行的B码对时。
现对上述三种方案做简要阐述及评价：方案一的结构与现行常规变电站的网络结构模式是一致的，只是规约由IEC60870 改为IEC 61850，在这一点上3个方案是一致的。
在方案一中，过程层采用光纤点对点与过程总线相结合的方式，即交流采样合并单元采用点对点的方式，将交流实时数据用光纤传输至保护、测控、计量、录波，这样采样数据独立传输，跳合闸等开关量信息采用GOOSE网络方式，为保证动作的可靠性，GOOSE 网必须保证一定冗余，即按照双网方式组建，且必须同时工作于主机方式。
在目前100 M以太网技术成熟的条件下，采样数据独立传输虽然有需要敷设大量光缆的缺点，但其优点是能够保证数据响应实时性。
方案二的结构同方案一类似，不同之处则在于测控、计量、录波等二次设备是通过采样值网络获取相关信息，该方案可一定程度上减少光缆的铺设，并促进数据信息的共享互用。
方案三的特征点在于采样值和GOOSE信号均组网传输，有利于信息的共享化。
在采样值和GOOSE共同组网的情况下，为了保证GOOSE报文的实时性，可以利用VLAN技术将过程层划分为一些功能子网，启用交换机分级服务质量提供优先传输机制，保证重要报文优先传输，减少重要帧的排队延时。
智能变电站网络通信结构设计与工程应用
智能变电站网络通信结构设计与工程应用随着智能电网的快速发展，智能变电站的建设成为电力系统的重要组成部分。
智能变电站利用先进的通信技术和智能控制设备，实现对变电站设备和运行情况的远程监控和调控，提高变电站的可靠性和运行效率。
网络通信结构设计是智能变电站建设的关键环节，合理的网络通信结构设计将直接影响智能变电站的运行效果和性能。
首先，智能变电站的网络通信结构设计应该具备高可靠性和高安全性。
智能变电站作为电力系统的重要节点，必须保证网络通信的稳定性和可靠性，以防止数据传输的中断和故障发生。
通信网络应具备适当的冗余备份和容错机制，以应对网络故障和设备故障的发生。
此外，智能变电站的网络通信结构应具备高安全性，能够有效防止恶意攻击和网络入侵，保护关键数据的安全。
其次，智能变电站的网络通信结构设计应考虑网络带宽和传输延迟的问题。
智能变电站的设备和系统需要频繁地进行数据交换和信息传输，因此需要具备足够的网络带宽来支持数据的快速传输。
此外，智能变电站的网络通信结构设计还应考虑传输延迟的问题，确保数据能够及时准确地传输到目标设备和系统。
另外，智能变电站的网络通信结构设计还应考虑网络拓扑和协议的选择。
网络拓扑的选择将直接影响通信的效率和可靠性，常见的拓扑结构包括星型、环型和网状结构等。
不同的拓扑结构适用于不同的应用场景，需要根据实际情况进行选择。
此外，智能变电站的网络通信还需要选择适当的通信协议，确保设备和系统之间的互联互通。
最后，智能变电站的网络通信结构设计应考虑与其他系统的互联互通。
智能变电站作为电力系统的重要组成部分，需要与其他系统进行数据交换和信息共享，包括电力调度系统、配电自动化系统等。
因此，智能变电站的网络通信结构设计应具备良好的互联互通性，能够与其他系统进行无缝对接和数据交换。
总之，智能变电站的网络通信结构设计是智能电网建设的关键环节。
合理的网络通信结构设计将直接影响智能变电站的运行效果和性能。
一个高可靠性、高安全性、高带宽、低延迟、良好互联互通的网络通信结构将能够为智能变电站的运行提供稳定可靠的通信支持，提高变电站的可靠性和运行效率。
智能变电站技术解决方案
智能变电站平台
提供统一的平台，实现变电站 的监控、控制、保护、计量等 功能。
系统功能
数据采集
智能变电站系统能够实时采集电网运行数据，包括电压、 电流、功率等参数。
数据处理
系统对采集到的数据进行处理和分析，提供电网运行状态 监测、故障诊断和预警等功能。
智能变电站具有高效、可靠、安全、环保 等特点，提高电网运行效率和供电质量。
智能变电站定义
技术特点
技术优势
01 提高运行效率
智能变电站采用自动化和智能化技术，减少人工干预， 提高运行效率。
02 增强安全性
智能变电站通过实时监测和预警，及时发现和处理潜在 的安全隐患，提高电网运行的安全性。
03 优化资源配置
降低运维成 本
智能变电站减少了 人工干预，降低了 运维成本，提高了 经济效益。
促进绿色发 展
智能变电站采用环 保技术和节能措施， 有助于减少能源消 耗和环境污染，促 进绿色发展。
06
智能变电站发展趋势
技术创新方向
智能化升级
智能变电站将向更高程度的自动化、智能化发展， 提升运行效率和安全性。
Байду номын сангаас
数字化转型
谢谢
智能变电站技 术解决方案
目录
01 智能变电站概述 02 智能变电站关键技术 03 智能变电站系统架构 04 智能变电站解决方案 05 智能变电站应用案例 06 智能变电站发展趋势
01
智能变电站概述
定义与特点
智能变电站采用先进的信息、通信和控制 技术，实现变电站运行管理自动化、信息 化和互动化。
04
智能变电站解决方案
变电站现场通信网络架构及其关键技术研究
变电站现场通信网络架构及其关键技术研究变电站作为能源传输和分配的关键设施，承担着重要的作用。
为了保障变电站的运行和安全，现场通信网络的建设和运行显得尤为重要。
本文将对变电站现场通信网络架构及其关键技术进行研究探讨。
一、变电站现场通信网络架构变电站现场通信网络是指用于变电站现场监控、维护和保护的通信系统。
根据实际需求和技术条件，变电站现场通信网络通常由多个子系统组成，包括监控系统、保护系统、通信系统和辅助系统等。
这些子系统之间需要进行数据交换和互联，以便实现变电站的自动化、信息化和智能化。
1. 监控系统监控系统是用于对变电站设备和电气参数进行实时监测和管理的系统。
其主要功能包括实时数据采集、数据处理和存储、远程控制和人机界面等。
监控系统通常由一组监控终端、工作站和服务器组成，它们之间通过网络互联，并与其他子系统进行数据交换和共享。
2. 保护系统3. 通信系统4. 辅助系统1. 数据传输技术数据传输技术是变电站现场通信网络的基础。
在变电站现场通信网络中，数据传输技术需要满足高速、可靠和安全的要求。
常用的数据传输技术包括光纤通信、微波通信和有线网络等。
光纤通信具有带宽大、抗干扰性强和安全可靠等优点，适合于变电站内部设备之间的数据传输；而微波通信具有传输距离远、覆盖范围广和抗干扰性强等优点，适合于变电站内部和外部设备之间的数据传输；有线网络则适合于变电站内部各子系统之间的数据传输。
数据处理技术是变电站现场通信网络的关键。
在变电站现场通信网络中，大量的数据需要进行采集、处理和存储，因此需要采用先进的数据处理技术来满足实时性、准确性和可靠性的要求。
常用的数据处理技术包括实时数据库、分布式计算和云计算等。
实时数据库能够实现数据的高效存储和快速检索，满足实时监测和控制的要求；分布式计算能够实现数据的高速处理和分布式存储，满足大规模数据处理和分析的要求；云计算能够实现数据的统一管理和智能分析，满足复杂系统的智能化运行和管理的要求。
智能变电站自动化化网络方案
智能变电站自动化化网络方案随着信息技术和通信技术的飞速发展，智能变电站自动化化网络方案已经成为了当前电力系统建设的重要趋势。
智能变电站自动化化网络方案是指利用先进的信息技术和通信技术，对变电站进行智能化改造，实现变电站自动化运行的一种方案。
智能变电站自动化化网络方案将传统的变电站运行方式进行升级，提高了变电站的运行效率和安全性，为电力系统的可靠运行提供了有力保障。
智能变电站自动化化网络方案的实施需要涉及到多个方面的内容，包括通信网络建设、智能设备应用、数据管理与处理、安全保障等。
下面将从这些方面分别进行介绍。
首先是通信网络建设。
智能变电站自动化化网络方案需要对变电站进行大规模的信息化改造，而通信网络是信息化改造的基础。
传统的变电站通信网络通常是基于专用线路或者局域网，通信范围有限，易受天气等外界因素的影响。
而智能变电站自动化化网络方案则需要建设覆盖范围更广、传输速率更高、稳定性更强的通信网络。
目前，常见的通信网络技术包括以太网、光纤通信、无线通信等。
这些技术能够为变电站提供更快速、更稳定的通信服务，为智能设备的应用提供了可靠的通信保障。
其次是智能设备应用。
智能变电站自动化化网络方案的核心在于利用智能设备来实现变电站的自动化运行。
智能设备包括智能终端单元、智能保护装置、智能控制器等。
这些设备通过与通信网络连接，能够实现变电站各种设备的远程控制、远程监测和自动化运行。
智能设备的应用能够大大提高变电站的运行效率和安全性，能够及时发现故障并做出相应处理，确保电力系统的稳定运行。
第三是数据管理与处理。
智能变电站自动化化网络方案的实施将使得变电站产生大量的数据，包括电力系统运行数据、设备状态数据、环境数据等。
这些数据需要进行有效的管理和处理，以便为电力系统的运行提供支持。
智能变电站自动化化网络方案需要建立完善的数据管理系统，包括数据采集、存储、分析和展示等功能。
通过对数据的管理和处理，能够为变电站的运行提供科学依据和决策支持。
新一代智能变电站通信网络及管理系统方案
新一代智能变电站通信网络及管理系统方案本文主要对新一代智能变电站通信网络及管理系统方案问题进行重点研究与分析。
分析过程中，主要立足于新一代智能变电站网络管理特点以及功能需求，对电信网络管理体系结构整体进行统筹规划与合理部署。
并结合关键技术内容，提出新一代智能变电站通信网络管理系统框架形式。
希望通过本文的研究与分析，可以进一步提升智能变电站网络运维能力以及减少网络运维成本。
标签：新一代智能变电站;通信网络;管理系统;方案;前言：通信网络作为智能变电站运行体系的重要组成部分，运行过程中主要承担着传输数据、发布指令等信息任务。
结合当前运行情况来看，智能变电站通信网络可以针对采样值传输、断路器分合状态以及时钟同步信号等信息内容进行全方位整合与处理。
智能变电站会根据通信网络整合的数据内容，对当前设备运行情况进行监督与管理，避免出现运行故障问题。
目前，为进一步提高智能变电站通信网络运行效率，研究人员对传统通信网络状态监测存在的不足问题进行了积极克服。
并主动结合在线监测与故障诊断技术手段，实现对智能变电站通信网络运行工作的全面监测与管理。
1 新一代智能变电站通信网络管理系统框架结构分析1.1总体框架新一代智能变电站通信网络管理系统（下文统一简称网管系统）通过借助直观、合理的界面形式，初步实现了各网管功能的有效发挥。
一般来说，网管功能主要围绕设备配置管理拓扑管理以及安全管理等功能作用进行合理展开。
其中，网管系统通过连接一端的接口实现对各管理设备的配置与管理。
同时，通过连接另一端的接口实现对电力系统上层服务的对接管理。
对于交换机网络而言，可以通过网管系统实现对多个业务网的划分管理，完成对不同业务网配置信息的隔离过程[1]。
如此一来，通信数据以及通信质量基本上不会受到不确定因素的干扰影响而出现隐患问题。
除此之外，专用于网管数据传输的网络（可以理解为零号网络）可以通过利用交换机端口提供可使用的带宽。
最重要的是，网管系统可以根据用户实际需求采取针对性部署规划方案进行运行操作。
智能变电站通信网络技术方案
智能变电站通信网络技术方案１智能变电站通信网络总体结构智能变电站通信网络采用IEC 61850国际标准，IEC 618５0标准将变电站在结构上划分为变电站层、间隔层和过程层，并通过分层、分布、开放式网络系统实现连接。
变电站层与间隔层之间的网络称为变电站层网络，间隔层与过程层之间的网络称为过程层网络。
变电站层网络和过程层网络承载的业务功能截然不同。
为了保证过程层网络的实时性、安全性，在现有的技术条件下,变电站层网络应与过程层网络物理分开，并采用10０M及以上高速以太网构建。
通讯在线保护及故障系统服务器系统服务器GOOＳＥ视频监视终端信息管理兼操作员站2兼操作员站1远动远动联动服务器子站工作站１工作站2变电站层MMS/GOOSE网变电站层网络超五类屏蔽双绞线其他智能电能保护故障间隔层设备计量测控录波SＭV网光缆过程层网络ＧOＯＳE网合并智能单元单元过程层光缆电缆电子式开关设备互感器(主变、断路器、刀闸)智能变电站通信网络基本构架示意图2 变电站层网络技术方案功能:变电站层网络功能和结构与传统变电站的计算机监控系统网络基本类似,全站信息的汇总功能（包括防误闭锁)可依靠MＭS／GOOSE网络实现。
拓扑结构选择:环形和星形拓扑结构相比，其网络可用率有所提高(单故障时两者均不损失功能，少数的复故障环形网可以保留更多的设备通信)，但是支持环网的交换机和普通星型交换机相比价格大大提高。
国内经过多年的技术积累，装置普遍具备2~３个独立以太网口，星型网络在变电站实际应用有着更加丰富的使用经验。
国内220kV及以上变电站层网络一般采用双星型拓扑结构;11０kV及以下变电站层网络一般采用单星型拓扑结构。
变电站层双星型网络结构示意图系统服务器兼操作员站远动工作站变电站层变电站层网络变电站层交换机２变电站层交换机1保护测控保护测控保护测控保护测控间隔层变电站层双环型网络结构示意图3 过程层网络技术方案功能:过程层网络分为SMV采样值网络和GOOＳE信息传输网络。
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浅议智能变电站通信网络技术
摘要：目前，由于电力行业的扩张，通信网络已经成为电力自动化系统的重要技术，下文主要结合多年的工作经验，简要综述了智能变电站通信网络的分层以及实现。
关键词：智能变电站；间隔层；过程层；站控层
中图分类号：tm631+.4 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）07-（页码）-页数
随着社会经济的发展，目前我国已经跨入网络时代，网络通信也已成为整个电力系统的关键组成部分之一。
下文主要就是介绍智能变电站中的网络通讯技术，仅供参考。
1.通信网络现状
一般而言，其专用通信网络现已建设成为以光纤通信为主干网的通信线路，覆盖各地区的变电站、电厂。
电力系统数据通信网络不仅能够支持 ems、远动、实时数据通信等业务，而且还能支持基本语音通信业务，如行政及调度电话等。
当前，我国电网自动化系统现场局域网对不同电压等级分别采用了不同类型的通信网络控制，如 rs485 总线、can、互联网等等。
近些年，伴随着智能开关及电子互感器的问世及其在电网中的应用，电力系统设备自动化程度不断提高，这就使得电网中一次设备与二次设备的无缝集成变为可能。
2.智能变电站通信网络
2.1体系分层
a智能变电站分为过程层、间隔层和站控层
（1）过程层。
过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。
（2）间隔层。
间隔层设备一般指继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主 ied等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、传感器和控制器通信。
（3）站控层。
站控层包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能，完成数据采集和监视控制（scada）、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。
2.2网络结构
智能变电站自动化系统采用的网络架构应合理，可采用以太网、环形网络，网络冗余方式宜符合 iec61499及 iec 62439的要求。
a110kv 及以下变电站网络结构
（1）站控层网络。
通过相关网络设备与站控层其他设备通信，与间隔层网络通信。
逻辑功能上，覆盖站控层之间数据交换接口、站控层与间隔层之间数据交换接口。
网络结构拓扑宜采用单星型；（2）间隔层网络。
通过相关网络设备与本间隔其他设备通信、与其他间隔设备通信、与站控层设备通信。
逻辑功能上，覆盖间隔层内数据交换、间隔层与站控层数据交换、间隔层之间（根据需要）数据交换接口。
间隔层网络支持与过程层数据交换接口。
（3）过程
层网络。
通过相关网络设备与间隔层设备通信。
逻辑功能上，覆盖间隔层与过程层数据交换接口。
过程层网络在目前有2种组网方式：网络方式，网络结构拓扑宜采用星型，宜按照双网配置；采用点对点连接方式。
2.3网络划分
2.3.1站控层、间隔层网络交换机宜冗余配置
每台交换机端口数量除满足站控层设备接入要求，还应满足与二次设备室内交换机级联连接的要求，端口数量根据实际工程情况可配置大于或小于 24 口的交换机，但宜尽量减少交换机数量。
2.3.2智能变电站区别与常规变电站
之一就是引入过程层网络，过程层网络因为其可靠性要求高，在采用网络组网方式时，宜独立组网，不与站控层、间隔层公用网络交换机，对克靠性要求特别高宜采用双网冗余机制。
2.4 网络通信设备配置原则
（1）网络交换机应采用工业级或以上等级产品制；（2）当交换机用于传输sv或goose等可靠性要求较高的信息时应采用光接口。
（3）全光口配置的交换机的规格一般选用8口、16口或24口；全电口配置的交换机的规格一般选用16口、24口或48口；光口/电口混合配置的交换机可根据工程具体需求进行选型。
2.4.1站控层网络交换机
a） 110kv及以上电压等级变电站站控层，宜冗余配置2台网络交换机，每台交换机端口数量应满足应用需求。
b）站控层交换机宜采用100m电口，站控层交换机之间的级联端口应采用1000m端口。
c）当交换机处于同一建筑物内且距离较短时宜采用电口联接，其余应采用光口互联。
2.4.2过程层网络交换机
a）根据间隔数量合理配置交换机数量，每台交换机保留适量的备用端口。
b）每台交换机的光纤实际接入数量不宜超过16对。
c）任两台智能电子设备之间的数据传输路由不应超过4个交换机。
d）任两台主变的智能电子设备不宜接入同一台交换机。
e）过程层交换机与智能设备之间的连接采用100m光口，交换机级联端口采用1000m光口。
f）每面交换机柜内布置4-6台交换机。
2.5 网络通讯介质
二次设备室内网络通信介质宜采用屏蔽双绞线；通向户外的通信介质应采用光缆。
过程层网络中采样值和保护 goose 等可靠性要求较高的信息传输宜采用光纤连接（宜采用1310nm多模光缆）。
3.结束语
总而言之，因为电力自动化程度不断提升跨越，理所当然的对网络通信的性能就有了更高的要求。
关键就在于我们必须在设计通信
网络方案时，尽可能选择一种可靠性高、实用性强、经济效益良好的方案，因为它对提高电力系统自动化水平有着至关重要的含义。
参考文献：
[1]冯倩.电力自动化的通信网络分析研究[j].
[2]李亚玲.浅析电力自动化的通信网络分析研究[j].。