智能变电站通信网络关键技术

智能变电站通信网络关键技术
摘要：智能变电站是以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化
为基本要求，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动
等高级功能的变电站，通信网络系统是实现变电站智能化的关键技术。

本文主要
分析了智能变电站通信网络关键技术，仅供大家参考。

关键字：智能电网;变电站;通信网络
1智能变电站通信网络概述
1.1体系分层
1.1.1过程层
所谓过程层主要包含变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次
性设备，以及所属智能组件和独立智能电子装置。

1.1.2间隔层
间隔层设备主要指继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主IED等二次
设备，实现使用一个间隔数据，并作用在此间隔一次设备的功能，和各种远方输
入/输出、传感器、控制器通信。

1.1.3站控层
站控层主要包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统和对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、警告、信息交互等功能，并实现数据采集、监视控制、操作闭锁、同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等功能。

1.2网络结构
1.2.1站控层网络
利用网络设备和站控层的其他设备之间相通信，和间隔层网
络通信。

在逻辑功能上，覆盖站控层之间数据交换接口，站控层和间隔层之间数
据交换接口，网络结构拓扑最好选用单相型。

1.2.2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、间隔层之间数据交换接口。

间隔层网络支持与过程层数据交换接口。

1.2.3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两种组网方式，其一，网络方式，网络结构拓扑宜采用星型，宜按照双网配置。

其二，采用点对点连接方式。

2 智能变电站通信网络的特点分析
通信网络（CommunicationNetwork）简称CN，是实现信息交换的关键。

目前，国内的智能变电站基本上都是以CN作为平台，对一、二次设备的运行参数进行
实时传送，以此来实现全站的自动化运行。

因此，CN的性能优劣直接关系到整个
变电站的运行稳定性。

这就要求智能变电站的CN应当具备如下特点：（1）CN应
当能够实现站内所有智能电子设备的互联互通，同时对于抗干扰要求较高的系统
应当为其配置独立的子网络，并采用集中分布式的组网方案。

（2）可将双星型
作为智能变电站CN的拓扑结构，两个网络可以互为备用，CN的核心部分则可采
用网状结构，这样可以减少节点环，能够有效防止数据跨节点传输影响通信性能
的情况发生。

（3）CN在逻辑上应具备对资源进行划分的能力，可为一些重要程
度相对较高的功能开辟出独立的逻辑网络。

（4）应当对时延测量等技术进行合
理运用，以此来确保数据通信的实时性。

3 智能变电站通信网络关键技术
3.1时延测量技术
所谓时延具体是指一个报文从网络的一端传送到另一端所需的时间。

智能变电站CN系统中的时延测量则是指SV报文在CN内的传输时间可通过测量的方法获得，该技术的关键是同步时间体系的构建，这个体系应当在CN 系统内部自动同步，并且不能受到外界因素的影响。

智能变电站的PON适合时间同步体系的构建，所以可借助PON的同步机制对SV报文的传输时延进行测量。

SV原始报文包含MAC源地址和目的地址、VLAN标识、SV数据等，可进行时延测量的附加字段包括路径时延、驻留时间、总时延及报文CRC。

通过对时延测量技术的运用，CN系统能够在非常短的时间内获取SV报文的传输质量，如果出现异常，检修人员可对时延进行读取，以此作为故障定位的主要依据，由此大幅度提升了故障的查找效率。

3.2无线网形态互联网和电力自动化wimax互联网
在无线网状态的网络地区，一般是掺杂式互联网系统构造，无线网状网可以在供电企业还有不同用户间构成正确衔接式无线互联网。

此互联网的所有无线网状地区都可以动态自我构成或是自我分配。

此分配不但可以为供电企业省去诸多麻烦，而且网状路由器的桥接器与网关所带性能可以推动无线网状地区和无线互联网融合在一起。

而对于wimax还有无线网状网掺杂式互联网体系构造的优点而言，主要展现在以下几方面。

（1）提高稳定性
无线网状地区的无线枢纽无线衔接传递过程还有其接收过程供应良性循环渠道。

这便有效规避互联网地区以内单点问题亦或是会产生的困难式衔接，因此利用此技术过程中无论是出现互联网器件问题还是形成互联网堵塞情况，供电企业互联网同样是长久性稳定运行。

（2）装置资本投入较少
由于网状互联网单单是需要线路中一些节点衔接到有限互联网即可，因此建设无线网状互联网能大大减少基本设施资本投入，还能利用适当的开销展开互联网优化，这些都为供电企业提高自身在市场中的核心竞争力奠定坚实基础。

（3）笼罩地区宽广
目前，无线局域网不同数据信息速度通过运用较大速率协调
和分配都展现出递增效果。

即使wlan数据速度被大幅度提高，然而针对现实中
传递功率而言，其存取地点终端客户高峰时期时，wlan笼罩范畴或是衔接功效会
渐渐下滑。

但是wimax技术能确保局域掌控中心还有远距离掌控中心之间进行的
远程通讯功效并不会随之下滑。

因此掺杂式互联网wimax骨干网可以实现自动化
运作所需的快速远程通讯。

另外，在掺杂式互联网体系里，勿相忘装地区可以进
行自我我分配，维持互联网的通畅性，能确保电网的正常运作提供有利条件。

3.3中低压接入网
骨干通信网主要指覆盖范围在110（66）kV以上的地区和用户，与之相对应的，中低压接入网的覆盖范围即为110（66）kV以下的地区和用户，和骨干通信网的作用类似，中低压接入网主要起调度的作用，是一个场站、
地区甚至个人的调度场所。

一般来说，在进行中低压接入网端口连接时，需要注
意以下几点：
（1）首先，在电力通信网络工作运行时，中低压接入网可
以承载配电自动化、中压电力线载波等情况，另一方面，可以承接无线公网的运用，适用范围较广泛，使用场所也更加多元；
（2）其次，在电力通信网络合理运行的过程中，难免会出
现收集用户用电信息等业务工作，为了满足这一需求，在远程通道中，科技工作
者经常采用光纤、无线公网等方式进行信息收集；而本地服务则一般采用短距无
线的方式进行信息采集。

目前，我国在中低压通信网方面投入较大，投入成本较高，耗费了大量资金和人力物力，但是由于中低压通信网络可以覆盖更大范围，
更适合社会化需求，因此短期内必须继续采用这一方法。

我国在中低压通信网的
网络管理方面仍存在漏洞和缺憾，缺少一套行之有效的管理措施，管理体制僵化，急需改革，这些都对电力通信网络的发展起到不利影响，甚至在一定程度上拖慢
了我国电网设施的完善和发展。

3.4业务隔离技术
在智能变电站CN系统中有多种不同类型的报文，如快速报文、中速报文、低速报文等。

为使这些报文能够从同一个端口在网络内进行传输，需要控制报文的业务隔离。

智能变电站中的核心交换机可借助业务子网实现业务
隔离，由此除了可以确保业务的安全性之外，还能使时延的独立性得到保证。

CN
系统可按照业务的属性对子网进行划分，据此对网络资源进行配置，通过隔离，
能够减轻业务之间的相互影响。

同时，以子网管理通道可对不同业务的传输过程
进行隔离，资源的竞争随之消除，确保了智能变电站业务传输的稳定性。

4 结语
通信技术使得各种高压设备、智能控制装置、智能辅助系统和信息一体化平
台以及与用户进行网络化的双向通信，实现无缝链接，提高对变电站的驾驭能力
和优质服务的水平，是实现智能变电站的基础。

通过智能变电站通信网络技术，
可以有效保证电力输送的稳定性和安全性。

参考文献：
[1] 张志诚.智能变电站通信网络及其监测技术的应用研究[J].信息通信，2017（03）.
[2] 孙海波，金乃正，马平，高强.新一代智能变电站通信网络关键技术[J].光通信研究，2017（04）：1-3+58.。