智能变电站通信网络的传输研究

智能变电站通信网络的传输研究

发表时间：2017-01-16T15:07:22.153Z 来源：《电力设备》2016年第23期作者：罗凌君王庆华庞晓峰

[导读] 本文将着重分析探讨智能变电站通信网络的传输，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

（国网安徽省电力公司滁州供电公司安徽滁州 23900）

摘要：随着国家电网公司“三集五大”体系的不断推进，各个地区逐渐推行了变电站无人值班化管理。智能变电站具有全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享化的显著优点，为电力调度控制中心实行集中监控提供了有利的条件，因而得到了广泛应用。基于此，本文将着重分析探讨智能变电站通信网络的传输，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

关键词：智能变电站；通信网络；传输

1、智能变电站及通信网络的传输

1.1、智能变电站概述

智能变电站是电网运行可靠的节点支撑，一方面作为能量传输枢纽，承担电为传输的转移与分配任务，另一方面要实现保护、计量、控制等重要业务，为电网运行提供重要的运行信息。因此是电力系统的重要组成部分和中屯、环节。

智能变电站的主要特征在于： 一次设备智能化，全站信息数字化，信息共享标准化，高级应用互动化。电子式互感器的推广及智能一次设备的应用进一步推进了数字化进程，基于通信协议IEC６1850面向对象统一建模的方式，推动二次设备网络化，实现信息共享与互动。高速网络通讯技术也给智能变电站的发展提供了良好的基础。智能变电站的发展目标是希望实现比Ｗ往各种模式变电站范围更宽、层次和结构更复杂的＂电力流、信息流、业务流＂的高度融合，级向与上级电网调度进行信息交互，横向与相连变电站、电源、用户之间进行信息共享和互动，在充分掌握系统信息的情况下实现电网的安全、稳定、协调、可靠运行。

1.2、工业以太网交换机

1.2.1、智能变电站对过程层交换的要求

智能变电站在功能、电磁兼容、环境温度和机械结构等方面对过程层交换机提出了很高要求。过程层交换机在强电磁干扰下报文传输可靠性、温度范围、端口配置、吞吐量、存储转发时延、环网自愈时间、组播流量控制和优先级、网络安全控制等方面应满足智能变电站过程层的应用要求。1）强电磁干扰下报文输出可靠性。在变电站中，正常和异常运行状况下都会产生和遭受各种电磁干扰，这些干扰会对交换机通信数据的转发产生影响，会导致报文丢从而影响变电站的可靠安全运行。2）温度影响。智能变电站的部分过程层设备需要就地安装，随着设备的就地化，过程层交换机往往也需要户外就地安装，中国幅员广阔，南北温度差异大，对交换机的运行温度范围要求较苛刻。3）端口配置。交换机应具备足够数量的100Mbit/S的光纤端口，一般为8、16或24个。智能变电站用交换机需要支持星形网，必要时需要支持环网等多种组网方式。一般交换机应支持2个千兆光纤端口。4）环网自愈时间。交换机一般采用快速生成树协议实现环网自愈，但是故障后自愈恢复的时间比较长，无法满足变电站的要求。所以，智能变电站用交换机针对智能变电站的应用采用自己的环网自愈技术。

1.2.2、工业以太网交换机结构与功能原理

交换机由CPU、交换芯片和以太网PHY组成。CPU负责管理和配置交换芯片；交换芯片主要完成以太网帧转发等数据交换功能；以太网PHY主要实现物理层的数据转发。交换机在设计上满足工业宽温设计、4级电磁兼容设计、冗余交直流电源输入，PCB板做“三防”处理。电源故障、端口中断可由继电器输出报警，采用冗余双直流电源输入，主动式电路保护以及过电压、欠电压自动断路器保护。交换机装置软件由操作系统系统支撑平台层和业务控制管理层组成。操作系统支撑平台层基于开元AMRLinux2.4操作系统，配备专门开发适用于本交换机硬件环境的驱动程序模块。

2、智能变电站通信网络传输控制

2.1、加大规划、设计方案审核力度

在设计的初始阶段，工作人员应该充分掌握建设变电站的一些注意事项，比如智能变电站的通信接入方式、电缆线路的布放、服务设备的配置和选择等。同时，设计人员还应该随时与维护人员沟通，从而确保其制定的临时方案安全、有效。在评审方案时召开组织会议，主要审查初步设计和可行性研究报告中的重要部分，及时处理发现的通信安全问题，避免因沟通不畅而引发难以解决的问题。

2.2、完善管理制度，提高运维水平

为了提高整体的运行维护水平，明确每个工作人员的职责，要严格按照属地化运维原则及运维界面的相关要求，在加强各部门、各单位间合作的同时，明确各自的职责和任务，提高运维效率。为了进一步规范通信的维护工作，提高整个过程的应急处理能力，要对不同的通信事故积极开展施工规范化作业，并制订有效的应急方案，加强通信安全和应急管理。建立和完善各单位间的协调机制，并在处理故障的过程中，充分发挥各单位的优势，从而在一定程度上提高维修水平和维修效率。

2.3、提高施工工艺水平，加强防范措施

在加大通信电缆检查力度的同时，要严格按照施工规范施工，并重点检查隐蔽工程，保证光缆的焊接质量，电缆的接地方式、铺设路径符合施工要求。为了提高通信设备的安全性和可靠性，要采取有效的措施，尤其是在极寒或者冰冻等恶劣的天气环境下，要对变电站光缆引下线光缆构架处做好防水封堵工作。在此过程中，为了提高光缆的抗破坏能力，可以加套保护钢管和PVC（聚氯乙烯）管。此外，在通信机柜内，应该做好防火堵漏措施以及整改和后续监督工作。为了减少交通事故的发生，在发现问题时，要及时采取措施处理。

2.4、运维人员的应对与措施

智能变电站网络模式的变化以及新技术的普遍采用，对运维人员提出了新的挑战。运维人员必须在以下方面进行提高，才能适应目前运维模式的转变。1）提高分析和决策能力；随着变电站智能化程度的进一步提高，可以提供丰富的现场设备参数和运行状况，甚至能够进行准确的分析判断，这就要求运维人员能够快速反应，正确分析，采取适当的应对策略。2）加强培训，提高智能化变电站的知识水平；IEC61850的应用使变电站成为了一个一体化信息平台，不同厂家、不同型号的智能设备实现了相互通信和互操作，改变了原来的网络机构，形成了三层两网模式，带来了新的概念和术语，如GOOSE、SV等术语，故障报文也与原来不同，如GOOSE断链、SV采样异常、对