變電站自動化網(wǎng)絡(luò)通信研究

王華琳

摘 要：在當(dāng)今的變電站系統(tǒng)中，自動化網(wǎng)絡(luò)通信是一個非常重要的因素，它與變電站的自動化網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)有著直接的關(guān)系，尤其對于現(xiàn)代的變電站自動化系統(tǒng)，都是以計算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為基礎(chǔ)的。文章首先對變電站自動化網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析，從而引出在變電站自動化系統(tǒng)中引用網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)應(yīng)具備的要求，最后分析網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)在變電站自動化系統(tǒng)中的實際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變電站；自動化系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)通信

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）18-0070-01

隨著我國計算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，使得變電站的自動化系統(tǒng)也得到了快速的發(fā)展，并且同時也由集中式發(fā)展變成了現(xiàn)在的分層式發(fā)展。所以，在變電站的自動化系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)起到了非常關(guān)鍵的作用，這讓變電站自動化網(wǎng)絡(luò)通信不得不進(jìn)一步提高可靠性和高效性。文章就對當(dāng)今變電站自動化網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行分析。

1 當(dāng)今變電站自動化網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展?fàn)顩r

在當(dāng)今時代，變電站自動化系統(tǒng)已經(jīng)得到了較快的發(fā)展，并且站內(nèi)的通信系統(tǒng)也得到了加強(qiáng)。在20世紀(jì)90年代初，就已經(jīng)出現(xiàn)了很多種變電站通信方案，最常用的一種方式就是主從通信方式，這種方式雖然很簡單，但是對于通信的串行點(diǎn)對點(diǎn)也存在著缺陷。后來，在我國引進(jìn)各種先進(jìn)技術(shù)之后，對組網(wǎng)的能力也進(jìn)行了增強(qiáng)，使得在變電站自動化系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，同時也使得變電站自動化的通信網(wǎng)建成了。

2 變電站自動化網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)應(yīng)滿足的要求

①響應(yīng)能力較強(qiáng)。在變電站自動化系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的作用就是將現(xiàn)場的運(yùn)行和操控信息都做到及時的傳輸。所以，對于電力企業(yè)中的變電站自動化系統(tǒng)，一定要擁有一套非常嚴(yán)格的實時響應(yīng)指標(biāo)，讓網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)具備快速較好的響應(yīng)能力。

②具有較好的抗干擾性和可靠性。在變電站自動化系統(tǒng)中，都會因為周圍的環(huán)境因素而對網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行干擾，如果變電站自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不僅影響到數(shù)據(jù)的正常傳輸，同時還會對整個變電站造成嚴(yán)重的影響。所以，在變電站自動化系統(tǒng)中，對于網(wǎng)絡(luò)通信必須要有很高的抗干擾性和可靠性，進(jìn)而保證現(xiàn)場信息的順暢傳輸。

③分層式結(jié)構(gòu)。當(dāng)今的變電站自動化系統(tǒng)，都是有分層結(jié)構(gòu)所決定的。所以，要想從根本上對變電站自動化系統(tǒng)進(jìn)行分層分布式的結(jié)構(gòu)改革，首先就要對通信系統(tǒng)進(jìn)行分層，讓整個系統(tǒng)的每個層次都擁有各自的特殊性能要求。

3 網(wǎng)絡(luò)通信在變電站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 局域網(wǎng)通訊方式在變電站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

對于局域網(wǎng)，按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，可分為主從網(wǎng)與對等網(wǎng)兩種結(jié)構(gòu)。在實際的應(yīng)用中，主從網(wǎng)容易形成瓶頸，而導(dǎo)致整個通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生阻塞現(xiàn)象；在理論上，對于變電站通信網(wǎng)中的每一個節(jié)點(diǎn)的地位和重要性都是相同的，所以大多數(shù)情況下都會采用平等式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從20世紀(jì)90年代開始，國際上就出現(xiàn)了一種面向?qū)ο蟮木钟蚓W(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該技術(shù)擁有很高的性能，并且非常適合用于采集和控制等工業(yè)環(huán)境，同時它也擁有很多的衍生品種。但在一般的情況下，都會采用平等式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不僅遵循國際ISO/OSI協(xié)議，同時還有較高的傳輸速率和抗干擾能力，成為了國內(nèi)SAS中的最流行的一種通信技術(shù)。現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)十分健壯，并且以太網(wǎng)的帶寬甚至還達(dá)到了10 Mbit/s或是以上，因此，現(xiàn)在的廠家也已經(jīng)開發(fā)了很多種全以太網(wǎng)的SAS。例如，在國電南自的PS-6000變電站系統(tǒng)中，它所采用的是10 M/100M以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，而IED設(shè)備就可以通過相應(yīng)的接口直接與以太網(wǎng)相連了。在變電站自動化系統(tǒng)中應(yīng)用開放式的TCP/IP協(xié)議，可以使得與廣域網(wǎng)的連接更加方便，同時與復(fù)合網(wǎng)相比，還能省去相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，不僅減少了工作人員的維修和護(hù)理工作量，同時也簡化了整個變電站自動化系統(tǒng)。

3.2 以太網(wǎng)通信技術(shù)在變電站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

對于該技術(shù)，在實際應(yīng)用中分為了全雙工交換式的以太網(wǎng)和虛擬局域網(wǎng)兩種方式，下面就對其分別進(jìn)行分析。

對于交換式以太網(wǎng)，是利用交換機(jī)而將以太網(wǎng)分成了很多個微網(wǎng)段，并且網(wǎng)段的極大程度微化同時增加了每個網(wǎng)段的帶寬和吞吐量。每一個微網(wǎng)段就是一個子沖突域，在它們之間都用交換機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的隔離，同時，對于交換機(jī)的每個端口，還要形成數(shù)據(jù)通道，讓數(shù)據(jù)信息可以通過私有的通道而傳送到下一個節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而使得在整個變電站自動化系統(tǒng)中，對于數(shù)據(jù)的輸入和輸出而不存在競爭通道的現(xiàn)象了。所以，利用交換式以太網(wǎng)，在一定程度上就對可利用的帶寬進(jìn)行了增加，不僅對數(shù)據(jù)的及時傳送進(jìn)行了保證，同時也從根本上對區(qū)域的沖突進(jìn)行了降低，使得變電站自動化系統(tǒng)中的以太網(wǎng)得到了通信的延遲，進(jìn)一步增強(qiáng)了可預(yù)測能力。

而虛擬局域網(wǎng)的出現(xiàn)，不僅對傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)觀念進(jìn)行了打破，同時也使得當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更方便、更靈活。它可以對物理位置的限制進(jìn)行有效的克服，通過一組特定的設(shè)備形成廣播域，不僅讓帶寬更加合理的使用，同時也對網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性進(jìn)行了增強(qiáng)。它可以根據(jù)相應(yīng)部門的智能對象或是應(yīng)用的對象不同，而將地理位置根據(jù)網(wǎng)絡(luò)用戶來進(jìn)行網(wǎng)段的劃分。而由于虛擬局域網(wǎng)的內(nèi)部和外部是通過路由而進(jìn)行了連接的，所以，利用虛擬局域網(wǎng)的以太網(wǎng)，無論是在通信協(xié)議上還是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，都是開放式的。而從理論上或是網(wǎng)絡(luò)本身來講，對于現(xiàn)場的控制單元和管理單元，都是對等的，同時也應(yīng)受到相同的服務(wù)，但是在實際工作的控制中，由于工業(yè)的要求，使得控制單元在數(shù)據(jù)傳輸時與普通單元都進(jìn)行了實時性和安全性的特殊服務(wù)，因此，在變電站自動化系統(tǒng)中，采用虛擬局域網(wǎng)技術(shù)，需要做好邏輯的分割工作。

綜上所述，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在很大程度上推動了變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展，而由于數(shù)據(jù)傳輸在變電站自動化系統(tǒng)中起著重要作用，所以，開發(fā)既經(jīng)濟(jì)又可靠的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)已經(jīng)成為了當(dāng)今變電站自動化系統(tǒng)中的核心。但根據(jù)變電站的實際工作環(huán)境和自動化系統(tǒng)的要求，使得變電站自動化網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)在發(fā)展的同時也受到很多因素的干擾。因此，無論是廠家還是運(yùn)行單位，在對變電站自動化網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和選擇時，都要考慮變電站的實際地位環(huán)境、需求以及規(guī)模等因素。

4 結(jié) 語

本文通過對變電站自動化網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的研究，來說明了網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)在整個變電站自動化系統(tǒng)中的作用，使得變電站的工作人員在選擇合適的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)時，能將變電站的周圍環(huán)境以及工作需求都進(jìn)行進(jìn)一步的掌握，從而提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性和可靠性，讓整個變電站系統(tǒng)的工作效率大幅度的提高。

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