如何提升变电站自动化系统数据通讯质量

摘 要 ：文章 针对 目前 变 电站 自动 化 系统 的特 点 ，简单地 阐述 了如何提 升数据通讯 质量。 以光 纤 自愈 环形 以太
网模 式 为 例 子 ，证 明 了提 升 变动 站 长 大 会 系统 数 据 通 讯 质 量 的 重 要 性 。
关 键 词 ： 变 电站 ； 自动 化 ；数 据 通 讯 质 量 ；光 纤 自愈 环形 以 太 网
中图分类号 ：Ｔ Ｍ７ ６ ４
一Leabharlann 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：１ ６ ７ ４ － ７ ７ １ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ － ０ １ １ ４ — ０ １
讯 网 络 具 有 较 高 的 容 错 率 和 速 度 ，并 且 符 合 了远 距 离 传 输 的 特 点 ，并 且 在 出 现 问题 时 能 够 在 短 时 间 内修 复 ， 为提 升 数 据 通 讯 质 量 作 出 巨 大 的贡 献 ， 也 为 今 后 变 电 站 自动 化 系 统 数 据 通 讯的发展指明了道路。 （ １ ） 光纤通讯 。 变 电站一般需要进行长距离的数据通讯 ， 而鉴于变 电站所 处的位置经常会有强 电磁、射频、地电位差等 多种 因素 的干 扰 ，这 些 因 素对 通 讯 质 量 都会 产 生 不 利影 响 。而 通过光纤通信则可 以有效降低这些因素带来 的干扰。光纤通信 不但具有优 良的电磁兼容性，也有较强的抗干扰能力，即使在 高强度的电磁环境下运作 ，光纤传输的信息也不会受到 明显的 影响。因此 ，光纤数据通讯在变 电站 自动化系统的数据通讯总 具 有 较 高 的优越 性 ， 是 提 升通 讯 质 量 的有 效 手 段 。 （ ２ ） 容错网络。 变 电站 的 自动 化 系 统 一 旦 出现 通 信 中 断 ，如 果 无法 在 规 定 的 时 间内修复，就会造成严重 的后果。在容错 网络中，如果主要通 信 网络出现 问题 ，备份 的通信 网络可以立刻发挥作用 ，隔离故 障区域 ，不影响整体的运行 。光纤 自愈环型 以太网以其典型的 环 网结构具备 了高可靠性 的通信模式，具有较高的容错功能， 从 而越 来 越 多 的被 应 用 于变 电站 的 自动 化 系统 数 据通 讯 中 。 （ ３ ） 光纤 自愈环型 以太网 自愈功能的实现 。光纤 自愈环型 以太网的 自愈功能的原理是将所有 的信息分布在信号流走 向相反的两个 环 网上进行数据 通讯 ，如 图 １ 。当主 网环正常工作时，备网环 处 于待 机 备 用 状 态 ，一 旦 主 网 环 出现 问题 ，与 故障 点最 近 的两 个环网节点会通过改变数据的流向在主 网环和 备网环上 自动环 回，从而确保数据通信 的流畅，这种 自愈功能可 以极大地提 高 数据通讯的质量 。 （ ４ ）光纤 自愈环型以太 网的特 点。光纤 自 愈 环型 以太 网 以其 高可 靠 性 、 高 网络 监 视 能 力 、优 良的 灵活 性 和扩展性、安装工作方便等特点，在推动数据通讯质量的提 高 中有着显著 的优 势。通过光纤 自愈环型 以太网，可 以有效地 降 低数据通讯维护的时间和精力，即便 出现数据通讯 问题，也可 以在很短的时间内修复，从而确保数据通讯的质量 。
网络与通信工程 厂 弋
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如何提 升变 电站 自动化 系统数据 通讯质量
郑 杰
（ 国 网 山 东 宁 阳 县供 电公 司 ， 山 东泰 安 ２ ７ １ ４ ０ ０ ）
变 电 站 自动 化 系 统 数 据 通 讯 的概 述 变 电 站 自动 化 系 统 是 由 不 同 的 子 系 统 构 成 的 ， 主 要 目的 是为 了解 决通信管 理机和不 同子系统之 间的数据通 讯和互相 操 作 的 问题 。为 了 实 现变 电站 自动 化 系 统 的 工作 需 要 ，数据 通 讯 问题 始 终 贯 穿 于 计 算机 的各 项 技 术 问题 之 间 ， 因此 如何 有 效 地提升数据 通讯质量 是 目前变 电站 自动化 系统 的关键 问题之 变 电站具有高可靠性 、高抗干扰性 、高扩展性、工作灵活 等特 点，因此对通讯质量 的优化要求也就 随之更高，这不但关 系到 每 一 所 变 电站 的优 劣 ， 也和 整 个 电网 的 安全 稳 定 息 息 相 关 。 数据通讯 网络作为变 电站 自动化系统中的重要组成部分，是变 电站 自动 化 系 统 中传 输 数 据 的 主 要 通道 ， 因此 该 网络 的性 能对 自动化系统的整体性 能有直接的影响。根据变 电站 自动化系统 的特点和工作环境的要求 ， 数据通讯应该具备实时响应能力快、 可靠性高 、电磁兼容性能优 良、结构分层等要求 。 二、变 电站 自动化系统数据 通讯 网络的现状 从变 电站 自动化 系统中 的通信 特点和相 关要求来 看，数 据通 讯在 自动 化系统 中所 占的 比例 越来越大 ，因此数据 通讯 的质 量也 随之 更加重要 。 目前随着 电网规模 的不断扩 大， 电 网的结构也更 加错综 复杂。变 电站 的信息量 也成倍增 长，因 此对于数据通 讯各 方面的质量要求也越来越 多。 目前 数 据 通 讯 的传 输 方 式 主 要 由三 种 ，分 别 是 串行 数 据 通信技 术、现场 总线技术和 以太 网技 术 。串行 数据通信技 术 存在通 信接 口协议少 、通信 速率地 、实时性 差、大数据包 传 输 率 低 下 、 站 点功 能 不 易扩 展 等 等 诸 多 问题 ，而 且 由于 只 能 设置一 部主机 ，因此一旦主 机故障 ，就 可能 导致 整个通讯 系 统瘫痪 。现场 总线 技术虽然 存在相互操 作性 良好 、数据共 享 性高 、通 信速率 高、实 时性 好、组 网灵 活等特 点，但是 由于 网络性 能因为通信 节点数量 增多而下 降、通信速 率因为 总线 带宽 的限制下 降和 互联性 因为接 口协议 不具备统 一标准而 下 降等 问题 ， 同样制 约数据通 讯质量 的提 升。 以太 网采用总 线 型拓 扑结构 ，具有 更高 的可 靠性和传输 速率 ，而 且可 以在 网 内任意增 加节 点而 不影 响通 讯质量 ，实时性强 。以太 网技 术 因为成本 低、应用 环境成熟 、网络竞争 机制完 善、标准协 议 开 发 等 特 点 ， 因此 是 提 升 自动 化 系统 通 讯 质 量 的最 佳 选 择 。 三 、通 过传 输 介 质 提 升 变 电站 自动 化 系统 数 据 通讯 质 量 传输 介质主要 是指从发送 设备到接 收设备之 间信号传递 所 经 过 的 媒 介 ，是 网 络 中双 方 的 物 理 通 路 ， 也 是 在 数 据 通 讯 中实际传送 信息 的载体 。因此传 输介质 因具备较 高的传输效 率、连通性 、抗干扰性 和性价 比。传输介质 的好坏将 直接影 响变 电站 自动化系 统中数据通 讯质量 的好坏 ，因此在 进行传 输 介质 的选 择时 ，要格 外慎 重。针对变 电站 自动化 系统 中数 据 通讯 的特 点，通过不 断的 实践发现 ，光 纤介质具有 相对较 高的通信速 率和数据传 输质 量，因此现 下绝 大部分变 电站 自 动 化系统 的数 据通讯 的传输介质 都是采用 光纤 ，这也 是有效 提 高 自动化系统中数据通讯质量 的有 力手 段之 一。 四 、 通 过 光 纤 自愈 环 形 以 太 网 结 构 提 升 数 据 通 信 质 量 光纤 自愈环形 以太 网结构 因其在数据传 输中体现 出了较 高 的实时性 、可靠性 、高效性 、长距离传输信 息 的高质 量 以 及 网络布 线简介等 优点，使得变 电站 自动化 系统 中的数据 通