數字化變電站的網絡通信模式研究

鐘奇

摘 要 隨著科學技術的不斷發展，機電一體化的發展使得電力系統的壓力越來越大，所以對電氣設備穩定性與智能化的要求也越來越高，但是我國現存的變電站的系統存在著些許不足，已經不能滿足當前社會的電網的安全發展與市場的需求。本文對變電站向數字化變電站發展的趨勢進行研究，深入的了解其網絡通訊模式。

【關鍵詞】數字化 變電站 網絡通信

隨著供電系統的快速發展以及電氣設備的廣泛應用，變電站所承受的壓力越來越大，再加上現如今機電一體化的快速發展，對變電站的要求更高了一層，所以當前時代下變電站的數字化是變電站發展的主要趨勢，也是滿足當前電網發展需求的唯一途徑。

1 數字化變電站的特點

數字化變電站技術是我國變電站應自動化技術要求的發展方向，國家電網公司已經將數字化變電站技術列入了電網自動化技術的五大課題之中。數字化變電站技術有幾個主要的特征，主要表現在以下幾個方面：

1.1 智能化的一次設備

數字化變電站改變了過去變電站中傳統的運用的電磁式的互感器，數字化變電站將光電式的互感器取代了電磁式的互感器，將過去的強電模擬信號改變成光電數字，其控制電纜也被光纖所代替。在一次設備被檢測出的信號回路與被控制的操作驅動的回路中都采用了微處理器與光電技術，在站內外進行信息通訊的路線進行了智能化，簡化了常規的電式繼電器還有控制回路的結構，實現了一次設備的智能化。

1.2 網絡化的二次設備

變電站內的二次設備是為了對一次設備進行監察、保護、控制、測量、調節等等，例如繼電保護裝置、測量控制裝置、故障錄波裝置、防誤閉鎖裝置、電壓無功控制等等，這些在線監測裝置全部都向標準化、模塊化的微處理機的設計制造靠攏，在設備之間的連接全部采用的是高速的網絡通信，就連通信連接的接口也都沒有了以往的重復接口，通過網絡真正的實現了資源共享、數據共存等，數字化的變電站二次設備的傳輸都是基于光纖網絡實現的。

1.3 自動化的運行管理系統

變電站現存的運行管理系統已經基本上具備了自動化的基礎，數字化變電站的應用是在基本的自動化基礎之上優化了光纖傳遞以及網絡通信的資源共享等功能，無論是網絡信息的傳遞還是二次設備的檢測，都可以實現系統自動執行。

2 數字化變電站的通訊網絡的要求

（1）通信網絡的通信技術是變電站系統自動化的關鍵，它的主要任務就是針對變電站自動化系統內部的信息交換以及其他系統之間的信息交流，所以網絡是通信的基礎，所以，一個安全、穩定、高效的網絡通信對數字化的變電站的系統自動化有著非常重要的作用。

（2）在網絡通信的過程中對其性能的要求也有很高的要求，第一就是對網絡通信的可靠性有一定的要求，電力生產的重要性就要求變電站中網絡通信的可靠性達到一定的標準，首先要避免的就是變電站中設備的故障導致信息傳遞的中斷，隨著數字化變電站的發展，系統中的自動化技術會越來越依賴網絡通信，所以對通信網絡的可靠性的要求越來越高。再一個就是通信網絡的開放性，變電站的功能與性質決定了網絡通訊好還應具備開放的功能，滿足站內的設備連接以及向外擴展，并且還應采用國際標準，方便用戶之間的系統連接。最后對通信網絡的實時性也有著很高的要求，系統內部的數據的監控、命令的遙控、信號的傳遞等等都需要信息的實時傳送，并且在系統中倘若出現了故障就更需要傳遞大量的信息，所以這就要求變電站中通信網絡的實時性能夠滿足系統自動化的需要。

（3）變電站的系統運行中不僅僅對功能和性能有著嚴格的要求，對實施方法也有著較高的要求，首先是變電站中光纖的網絡化，主要是一次設備和二次設備之間都要實現數字化的光纖網絡化通信，主要是電氣的傳輸以及二次設備中的檢測、維護等等。再次就是變電站內統一的標準化，統一的數據、信息、功能等模型，這種信息資源共享模式可以做到信息可以無縫銜接，還可以保證信息通信的可靠性、實時性，實現變電站內設備的正常運行以及合理的監測。其次就是一次設備的智能化，一次設備是參與生產、分配和輸送的電氣設備，在變電站系統的運行中有著非常重要的地位，數字化變電站的關鍵亦是一次設備的數字化、智能化。還有在戶外或者控制室內的二次控制電纜應該盡量的減少接線的占地面積，減少系統運行的成本。在對系統的數據進行采集時，應該就地采集，減少在信息傳輸過程中的不穩定性，提高信息傳遞的效率。

3 數字化變電站的網絡通信模式

數字化變電站的網絡通信模式全都是建立在通信標準體系之上的，這個通信標準體系就是IEC61850標準，IEC61850標準就是關于變電站的自動化技術的一個比較完整的標準體系，它是數字化變電站的理論基礎，同時也是構建數字化變電站的技術依據。數字化技術在變電站中的應用改變了變電站中各種系統的連接形式，根據系統內部的連接形式的不同數字化變電站中的網絡通信模式可以分為三種模式：

3.1 點對點模式

點對點模式在數字化變電站中的使用使得系統運用中的保護數據測量與控制通信數據相分離，增加了防故障的強度，增加了整個系統的容量，這種模式在通信中的使用還為下一步的變換數據的過程總線做了充足的準備。

3.2 過程總線模式

過程總線模式就是將通信系統中分離的控制與測量數據系統連接在一起，上文我們所提到的IEC61850標準就對這種模式做出了充分地考慮，這種模式的運用減少了通訊模塊的復雜性，比第一種點對點模式更為便捷，速度也比點對點模式更快。

3.3 點對點模式與過程總線模式的結合

點對點模式與過程總線模式各有其優點，也都存在不足之處，所以想要通信模式更為優化，便將這兩種模式結合起來，點對點模式與過程總線模式中都采用了以太網，在以太網技術不斷發展基礎之上將變電的總線和過程總線連接在一起不會影響變電站內的通信連接，這種統一總線可以做到信息的完全共享訪問與存儲方式也可以做到完全共享，在間隔層中的設備里只需要一個接口，這樣可以大大的減少設備間的維護與運行的費用。

4 結語

數字化的變電站是當前社會的發展的需要，是科學技術進步的必然結果，而網絡通信是變電站技術中的核心技術。當前社會的科學技術發展迅猛，人們的各方面的需求也是在不斷地增加，按照當前的社會科技的發展，變電站的數字化、自動化還有智能化都將在不久之后得以實現，這也是變電站技術的發展的必要趨勢。

作者單位

武進開放大學 江蘇省常州市 213149