變電站二次設備就地化系統網絡架構研究

吳紅建

摘要：變電站是電力系統的重要組成部分，在電力應用中發揮著重要的作用。從變電站的具體利用來看，其效果與二次設備就地化系統網絡的構架有著比較密切的關系，如果構建合理，二次設備的效果發揮顯著，變電站的具體利用效果會更加突出，如果不合理，效果便會大打折扣。本文針對變電站二次設備利用中的挑戰對其的具體布置等做全面性的分析，旨在指導實踐構建具有穩定性和安全性的電力應用系統。

關鍵詞：變電站；二次設備；就地化系統；網絡架構

隨著技術的進步和其應用領域的加深，智能化電網獲得了顯著的發展。就當前的智能化電網分析來看，其中的變電站普遍采用“三層兩網”的系統架構，在這種架構模式下，合并單元、智能終端等新型智能電子設備的應用率在顯著的提升，具體的設備安裝方式等也發生了明顯的改變。以上的變化雖然促進了智能變電站的進步，但是對二次展業產生了一些消極影響，為了避免這些影響需要對具體的架構做更為合理的分析和布置，因此研究相關性的內容具有重要的現實意義。

一、變電站二次設備就地化系統網絡架構整體原則

變電站二次設備就地化系統網絡架構在具體構建的時候需要遵循具體的原則，而就目前的設計分析來看，其原則主要有三個：其一是全站二次保護控制設備均要采用就地化無防護的安裝，以此來滿足整體更換以及即插即用的具體要求。其二是單間隔的保護控制設備要采用電纜采樣以及電纜跳閘的模式。在做跨間隔保護的時候需要進行分布式設計。其三是考慮不同設備對數據的具體要求不同，所以在整體架構的時候要多設置靈活的接口。

二、全站二次設備配置方案

全站二次設備在具體的配置中需要有明確的方向和目標，原則分析可以讓具體的設計有明確、清楚的目標和內容。

（一）單間隔保護配置原則

第一，在具體做設備配置方案設計的時候需要遵循單間隔保護配置原則。之所以利用此原則一方面是因為此原則配置的具體保護其在問題類型反應方面更加的突出，所以其提供的保護也會更加的有效。另一方面是利用此種保護原則，具體的設備維修便利性更加的突出。簡言之，單間隔保護配置原則在具體系統構架中現實意義突出。

（二）公用采集控制終端配置原則

第二，在做具體方案設計的時候需要采用公共采集控制終端配置原則。從具體的實踐分析來看，要對跨間隔保護就地化問題做有效的解決，采用分布式架構現實效果突出。同樣，利用分布式架構方式，站域保護等設備在間隔信息的采集方面也會發揮更為優越的數據共性優勢，這樣，裝置開入和電纜開出可以得到簡化。

（三）主從結構的測控裝置配置原則

第三，在具體的方案設計的時候利用主從結構的測控裝置配置原則，這樣可以實現保護就地化后變電站二次設備的統一配置和安裝，測控裝置也采用就地化無防護安裝方式。總體來講，采用這樣的裝置配置原則，二次設備的種類可以得到有效減少，裝置的通用性效果明顯的提升。

三、網絡架構方案

考慮到智能化變電站的具體構建，在二次設備就地化系統網絡架構的時候出現了兩種方案，以下是對方案的具體分析。

（一）三網合一架構

首先是基于PRP的三網合一構架方案。要具體分析此方案，需要從技術應用，網絡構架和性能做具體的判斷。就技術而言，主要是PRP技術。PRP協議的利用主要是通過網絡當中的節點實現網絡冗余，而非網絡結構，在網絡冗余的基礎上雙連接點的執行冗余目標得以實現。就網絡架構分析來看，三網合一是基于PRP的冗余雙網架構，通過傳輸站控制層，MMS信息、保護、測控聯閉鎖信息、站域保護以及故障錄波等能顧實現可靠性，相關設備的可靠性也會顯著的加強。具體分析三網合一架構的網絡性能發現在此種架構形式下，MMS、SV、以及GOOSE網絡的綜合性能都比較的突出，而且跨間隔保護的HSK網絡效果也比較的顯著。

（二）基于全HSR環網的網絡架構

其次是基于全HSR環網的網絡架構方案。在三網合一的基礎上利用HSR環網做就地化二次設備網絡架構，交換機在全站建設中做了取消，整體通信利用雙向的HSP環網進行。在此方案下做具體的網絡架構，采用的主要原則是功能獨立、專業獨立和檢修便利。綜合利用以上原則，形成了相互獨立且互不影響的三層網絡：其分別是1）站控層MMS網絡，此網絡主要在站控層設備通信和間隔層裝置間做利用，保證了信號傳輸的穩定性。2）網采網跳環網。站域保護、穩控以及錄波通過專用的環網進行采樣和跳閘。戰域等設備的退出不影響網絡及其他裝置的運行。3）測控環網。主要用于測控裝置采集SV報文。

（三）方案比較

綜合對比上述的兩種架構方案，其均有HSR等新技術的利用，但是具體分析發現其存在著顯著的不同：其一是三網合一方案在具體利用中采用了延時可測交換機，裝置的網絡接口有了明顯的減少，在退出設備運行的時候網絡不會發生變化。其二是三網合一的架構方案，信息的傳遞是通過一個網絡進行的，而且信息種類多，數量大，所以整個網絡架構的工程工作量比較的突出。其三是基于HSR環網的網絡架構方案，有多個HSR接口的裝置，其減少了對交換機的依賴性。最后是采用基于全HSR環網的網絡結構方案，當發生裝置異常退出時，會出現單項網絡運行的情況。

四、結語

綜上所述，變電站二次設備就地化系統的網絡架構對其具體的運行保護來講具有重要的意義，尤其是在智能化變電站發展的過程中，合理的網絡架構可以有效的削減不利影響，提升變電站的穩定性和可靠性，因此總結分析具體的網絡架構現實意義顯著。

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