數(shù)字化變電站通信技術(shù)探討

毛世偉

【摘要】 我國的變電站正在積極進行轉(zhuǎn)型，在自動化的道路上已經(jīng)取得了一定的成效。而為了更好地發(fā)展，提高變電站的工作效率，變電站要進一步轉(zhuǎn)變成數(shù)字化變電站的形式。數(shù)字化變電站是一種包含了很多高新科學(xué)技術(shù)的新型變電站，包括抗干擾技術(shù)、智能化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。這種變電站的運行更加安全、可靠、穩(wěn)定，是未來變電站的主要發(fā)展方向。本文將針對數(shù)字化變電站中通信技術(shù)的展開討論。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)字化 變電站 通信技

一、什么是數(shù)字化變電站

數(shù)字化變電站就是通過一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息交流平臺，在變電站的各個系統(tǒng)之間實行數(shù)字化通信的變電站形式。數(shù)字化變電站由過程層、間隔層、變電站層三部分組成[1]。數(shù)字化變電站的組網(wǎng)系統(tǒng)分為兩部分：變電站內(nèi)部之間運用的站內(nèi)組網(wǎng)和各個變電站之間應(yīng)用的站間組網(wǎng)。本文探討的主要是站間組網(wǎng)的通信技術(shù)。在我國，數(shù)字化變電站已經(jīng)開始逐步試用，但是由于資金、設(shè)施等條件限制，還不能夠大規(guī)模普及應(yīng)用。

數(shù)字化變電站的特征有三方面：首先是具有大量數(shù)字化和智能化的設(shè)備。數(shù)字化變電站內(nèi)不再應(yīng)用傳統(tǒng)的電磁式互感器，取而代之的是電子式互感器，甚至更先進的光電式互感器；在站內(nèi)的斷路器、變壓器等設(shè)備上，安裝了用于發(fā)射信號、監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)的智能終端。這些都是幫助變電站實現(xiàn)數(shù)字化通信所采取的設(shè)備方面的手段。其次是設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化。很多設(shè)備在數(shù)字化的基礎(chǔ)上，還能通過通信接口連接到光纖網(wǎng)絡(luò)進行通信。光纖以太網(wǎng)作為數(shù)字化變電站的主要通信形式，比以往的電纜網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)定、迅捷。第三是管理系統(tǒng)的運行自動化。數(shù)字化變電站的管理系統(tǒng)，能夠接受網(wǎng)絡(luò)信號，自主地對信息平臺的信息進行收集和整理，從而對設(shè)備做出操控。

二、數(shù)字化變電站通信的可行性

在目前我國的試用數(shù)字化變電站項目中，內(nèi)部采用的光纖來進行信息和信號的傳輸。光纖和設(shè)備質(zhì)量的好壞，決定了帶寬資源的多少，傳輸速度的快慢。確認(rèn)數(shù)字化變電站的通信是否可行，就要從數(shù)字化變電站之間互相傳輸數(shù)據(jù)的速度上入手。以往的學(xué)術(shù)觀點都認(rèn)為，總帶寬100M是數(shù)字變電站正常進行通訊的基本要求。而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，傳輸速度和帶寬資源的上限大大提高，說明了在數(shù)字化變電站中采用通信技術(shù)是可行的。

三、數(shù)字化變電站的通信技術(shù)

3.1多標(biāo)記交換技術(shù)

數(shù)字化變電站的組網(wǎng)主要圍繞以太網(wǎng)的形式設(shè)計的[2]。以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的兼容和處理主要靠傳輸設(shè)備和交換機兩種方式。這兩種方式各有利弊，工作的重心也不一樣。通過傳輸設(shè)備，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)能夠擁有穩(wěn)定的傳輸通道，通信傳輸穩(wěn)定可靠。不過這種方式會占據(jù)大量的網(wǎng)絡(luò)資源，對于流量的應(yīng)用效率不高，在業(yè)務(wù)排隊時候的優(yōu)先級別也比較低。交換機在流量的利用率上比傳輸設(shè)備高，在網(wǎng)絡(luò)資源的需求上又比傳輸設(shè)備低。但缺點是在監(jiān)控和管理通信信號的傳輸時，沒有傳輸設(shè)備操作方便，而且信號傳輸?shù)陌踩煽啃缘?。而在?shù)字化變電站中，多標(biāo)記技術(shù)的出現(xiàn)讓這種兩難的狀況得到了緩解。多標(biāo)記技術(shù)用傳輸設(shè)備作為數(shù)據(jù)鏈路層，用交換機作為網(wǎng)絡(luò)層，將交換機與傳輸設(shè)備的優(yōu)勢結(jié)合在一起，通信信號的傳輸既安全可靠，又能夠方便快捷，占據(jù)較低的網(wǎng)絡(luò)資源。

3.2 ASON組網(wǎng)技術(shù)

以往的變電站，為了保證信息的安全性，往往要鋪設(shè)很多冗余的設(shè)備和線路，增加了變電站的通信成本。SDH組網(wǎng)是我國變電站傳統(tǒng)應(yīng)用的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)適合結(jié)構(gòu)相對簡單的環(huán)形網(wǎng)。而ASON組網(wǎng)則是在SDH組網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)[3]。這種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)能夠運用交換和傳輸兩層手段保證信息的安全。傳輸層是組網(wǎng)系統(tǒng)的底層，傳輸設(shè)備可以有力保護信息的安全可靠，支撐電網(wǎng)的通信傳輸。而交換層則利用光纖物理的直連作為通道，最大化程度上保護了信息的安全。比起SDH組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，ASON組網(wǎng)技術(shù)還有的優(yōu)點在于修復(fù)能力強大，能在故障時進行自我修復(fù)，在短時間內(nèi)恢復(fù)路由的正常運行。

3.3 MPLS技術(shù)

數(shù)字化變電站在保證通信的安全時，還要確保功能能夠正常實行。變電站在發(fā)生故障或者其他一些特殊情況時，如果網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸不能及時處理，造成阻塞，就會影響通信的性能。MPLS技術(shù)的出現(xiàn)，讓通信技術(shù)的性能得到了保證。MPLS技術(shù)同時擁有IP技術(shù)與ATM技術(shù)的優(yōu)勢，能夠高效運用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)換，降低了通信的成本，還能夠確保兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)交換能夠穩(wěn)定運行。

結(jié)論：雖然我國對于數(shù)字化變電站的通信技術(shù)的探索研究仍然處在初級階段，但是提升的空間很大。數(shù)字化變電站應(yīng)該從組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)入手，在保證通信安全的情況下，增強通信技術(shù)的性能，保證通信可以安全、快捷、高效、準(zhǔn)確地進行。

參 考 文 獻

[1]王躍東，李振威，呂旭明.數(shù)字化變電站通信信息技術(shù)可行性研究[J].東北電力技術(shù)，2015，09：4-7.

[2]葉福有.數(shù)字化變電站通信技術(shù)的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015，26：85+89.

[3]李振威，楊萬清，吳江寧，潘學(xué)萍.數(shù)字化變電站通信技術(shù)可行性研究[J].電氣應(yīng)用，2013，S2：240-243.