變電站現場通信網絡架構及其關鍵技術研究

周照智 肖丹 張長春

【摘要】? ? 變電站的現場通信網絡架構，需要實現電力、業務、信息的傳遞樞紐作用，通過網絡架構，實現復雜的通信融合。在現代計算機、網絡、自動化技術迅速發展時期，我們得益于先進技術的升級，將創新的通信技術運用到變電站的系統中，實現了變電站的數字化運作，本文針對變電站現場通信網絡架構及其關鍵技術進行研究，促進我國變電站和電力行業的安全性、智能化、自動化快速發展。

【關鍵詞】? ? 變電站? ? 現場通信? ? 網絡架構? ? 關鍵技術

我國電力行業正處于技術變革時期，變電站也在逐漸進行新技術引進與設備改造。目前一些變電站的通信網絡仍然體現出碎片化的特點，沒有形成系統，在變電站的整體業務系統中還知識相對零散的組成部分，沒有形成完整的通信網絡架構，這樣不利于變電站業務的工作效率的提升，也不利于變電站的自動化和智能化發展。因此我們需要從根本上對變電站現場通信網絡架構進行分析和調整，并研究其關鍵技術，進一步推進變電站業務和效率的發展提升。

一、變電站現場通信網絡架構

變電站的通信網絡架構基于IEC61850-9-2 標準，根據實際情況的需要，采用不同的網絡架構，實現過程層與變電站層網絡的合并，并將變電站網絡進行數字化、智能化、自動化改造。

第一種網絡架構是裝置單環網絡，這種網絡的特點是裝置內部帶有交換功能，具有進出兩個網絡端口，單環網中所有裝置采用的是串聯的通信模式，這種網絡結構相對簡單，投資成本較低，但是由于是串聯結構，裝置之間的信息傳輸就會因為裝置數量的增多而造成延時增加，影響信息傳遞的實時性，而且當有故障發生時，自愈和處理時間也會比較長，一個裝置的檢修工作就會對單環網絡產生很大影響，因此這種結構對網絡中裝置的性能和情況要求就比較高，裝置之間需要能夠進行交換。

第二種是交換機環形網絡，這種網絡結構是采用交換機之間是實時環網，這種網絡的能夠在交換機網絡出現故障時通過環網運行進行自愈，不會影響到網絡的正常通信，具有較強的實時性和故障適應性，能夠更有效的保障通信。

第三種是星形網絡，這種網絡結構是在交換機之間用級聯進行組網，這種網絡的實時性最好，能夠有效降低網絡延時，同時避免產生網絡風暴。

二、變電站通信網絡的關鍵技術

變電站通信網絡中的關鍵技術有無源光纖網絡（PON）、時延測量和業務隔離等。

2.1無源光纖網絡技術

在進行智能變電站建設中，我們需要讓智能設備與變電站核心交換機之間進行連接，這時就要運用PON技術作為接入網絡，利用交換機實現設備之間的數據通信交換，實現數據的傳輸與聯通，在變電站的網絡架構中，無源光纖網絡需要由光纜網絡（ODN）、光轉換單元（OUT）、交換機等設備和構建組成，終端的多路智能電子設備接口有PON提供，將多路智能電子設備接口集合組成PON 接口，然后復接在同一個光纜網絡中，在連接到交換機，實現各種設備數據的接入和聯通。我們利用無源光纖網絡實現多路終端數據的接入，進一步擴展變電站交換機的接入能力，然后對數據進行匯集。PON 接入技術可以減少數據傳輸的延時性，保證網絡架構系統中數據的固定時延，保證數據信息的實時交換。同時，這種技術具有靈活的拓撲結構，可以根據需要組成不同構架的網絡結構，實現上文中提到的星型結構網絡架構，在變電站系統中的任何位置設置接入點。

2.2時延測量技術

時延測量是變電站通信網絡架構是否順暢運行的一項重要指標，是指一條報文信息在網絡中傳遞所需的時間，在變電站的通信網絡架構中時延測量就是SV 報文在網絡架構中的進行傳輸所需要的時間的測量技術。在變電站的通信網絡架構中，同步時間體系非常重要，需要實現內部自動同步，并且盡量降低外界干擾，變電站的通信網絡架構可以借助 PON技術的同步功能，來檢驗和測量系統內的時延，指標需要包括駐留時間、路徑時延和總時延，讓網絡架構系統在短時間內得到SV 報文的傳輸，提供檢修調整的數據，輔助定位故障位置，提高故障排查和維修的效率。對于網絡架構系統中不同類型的保溫，我們還需要實現報文傳輸的業務隔離。確保業務的安全性，保證時延的獨立性，對網絡資源進行有效合理的配置，消除業務之間的影響，保證傳輸的穩定。

結束語： 綜上所述，隨著變電站業務的發展，現場通信網絡架構及其關鍵技術的研究越來越深入，我們將計算機等相關領域的新技術與變電站的網絡架構相融合，實現變電站的智能化、自動化，提高通信效率，保障通信安全，提高變電站整體性能，推進變電站和電力行業的發展，為我國的現代化建設提供穩定可靠快速的電力能源保障。

參? 考? 文? 獻

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