關于電力自動化的通信網絡研究

摘要：隨著社會的不斷進步，經濟的高速發展以及人們生活水平的不斷提高，通信網絡已經成為構成電氣自動化應用的重要核心，因此，一個既能夠節省成本又十分可靠的網絡體系結構就變得尤為重要。本文中，筆者就對電力自動化系統中的通信網特點和要求進行了簡要的分析，關于電力自動化通信網絡進行了研究。

關鍵詞：電力自動化 通信網絡 研究

現代的通信技術高速發展對可靠的遠程控制系統進行了激活和發展，它對于監控電力自動化系統的性能以及實時運行狀態至關重要。這些電力自動化通信技術通常分為四類：衛星通信、無線通信、光纖通信及電力線通信。這四類通信技術中的每一種通信技術都具有自身的優點和缺點。但是，就目前來說，嵌入式以太網以及LonWorks現場總線這兩種通信方案一直是人們關注的對象，下面，筆者就對這兩種通信方案進行分析，從而對電力自動化通信網絡進行簡要的分析。

一、嵌入式以太網方案

嵌入式以太網方案要求站內必須要有三個彼此相互獨立的光纖以太網，筆者將其命名為網絡一、網絡二和網絡三，其中，網絡一和網絡二為監控網，網絡三則為錄波網。筆者認為，沒有使用嵌入式以太網代替LonWorks現場的總線網，而是將站內的通信網設計成為兩層，其中的間隔以上使用10MB每秒的嵌入式以太網構成其站內通信主干網絡，使其很好的負責運動機、后臺機等計算機以及各間隔進行其通信。在其間隔的內部使用LonWorks現場總網線將各種保護的裝置都連接在一起。LonWorks網上的各種信息通過間隔層測控單元這一媒介傳到主干網上。而最低層各種保護設備則不可以作為任何改動，同時保持了向下的兼容性。這種嵌入式方案實際上都將嵌入式以太網和Lonworks的現場總線的技術相互結合，使其各自發揮了各自的優勢。

二、LonWorks現場總線網方案

電力自動化變電站的內部一共有兩個Lonworks網絡，分別是錄波網以及監控網。錄波網負責將電力自動化系統的故障錄波信息進行傳遞，而監控網則是用來將各種狀態信息和控制信息進行傳送的。網絡通信速率一般為78KB每秒，其最大的通信距離為兩千米，通信的介質是屏蔽的光纖或者屏蔽雙絞線。其中每個保護裝置都帶有Lonworks網絡的接口，運行機、工程師站以及后臺機等計算機上面都插有PCLTA的卡，于是，其PC機上以及保護裝置都可以對Lonworks網絡進行連接。以上筆者所陳述的方案比較簡單和方便可靠，Lonworks現場總線網方案可以應用到中、低壓變電站的自動化系統之中，Lonworks現場總線網方案已經成功的被用于很多110kV、35kV的變電站，但是，當將Lonworks現場總線網方案應用于220 kV及其以上的大型高壓變電站時，由于其網絡流量增大，網絡節點增多，78KB每秒的網絡寬帶就變得不夠使用，特別是當多個保護同時操作的時候，網上的沖突加劇，重發的次數增多，通信的效率也就降低了。因此，Lonworks現場總線網方案并不適用于大型的高壓變電站。

三、嵌入式以太網方案以及Lonworks現場總線網方案比較

Lonworks現場總線網方案中只有Lonworks這一層網絡，其站內的幾十個保護裝置都均聯其上。因此，其網上的流量大、節點多，但是其寬帶只有78KB每秒，在多臺保護同時操作特殊的情況下，其網絡負載突然的加重，會出現比較嚴重網絡沖突的現象，其報文的重發次數也逐漸增多，網絡通信的效率大大降低。而嵌入式以太網方案中，有兩層網絡，其主干網的寬帶已經達到了10MB每秒，雖然其間隔內Lonworks網絡仍然是78KB每秒的寬帶，但是，其上所聯結點數目大大的減少，只有幾臺。

將嵌入式以太網方案以及Lonworks現場總線網方案進行比較，我們會發現嵌入式以太網方案能夠滿足變電站的自動化系統要求，并且留有一定的余地，在與PC機的接口方面，PC機一定要用PCLTA卡等專用的板卡，將板卡和Lonworks網絡的接口，由于這些板卡都是專用品，所以其價格比較貴，當PC機的臺數增加時，PC機使用比較廉價的以太網卡就可以聯接到以太網上面，因此，嵌入式以太網方案之中的PC接口更加廉價和方便。

四、結論

本文中，筆者在進行電力自動化通信網絡研究時，給出了適合于不同電壓等級和規模的變電站電力自動化系統內部的通信網絡方案，并且對嵌入式以太網技術進行了介紹，對嵌入式以太網方案以及LonWorks現場總線網方案這兩個方案分別進行了分析，最后筆者又對嵌入式以太網方案以及Lonworks現場總線網方案進行了比較。筆者認為，理論只有應用到實際操作之中去才能夠發揮其作用，因此，筆者主張將關于電力自動化的通信網絡研究這一理論知識應用到電力自動化之中去。

參考文獻：

[1]高會生，靳瑋瑋，劉廣．變電站繼電保護數據流端對端實時性仿真研究[J]．華北電力大學學報(自然科學版)，2007.(01) .

[2]廖國棟，王曉茹，王利平，鐘山，童曉陽．嵌入式以太網在變電站自動化系統中的實現[J]．電力系統自動化，2006.(06).

[3]李勝，賈占嶺，應站煌．非綜自變電站改成基于IEC61850規約變電站改造方案[J]．電力自動化設備，2010.(05).