110kv智能变电站组网方案的探讨

赵莉

(北京四方继保工程技术有限公司,北京 100085)

110kv智能变电站组网方案的探讨

赵莉

(北京四方继保工程技术有限公司,北京 100085)

利用全站信息数字化、信息资源共享化以及通信平台网络化的特点，智能变电站可以自动地控制全站信息，并进行智能调节。以下对智能变电站的特点进行分析，并对智能变电站的组网方案加以探讨。

110kv智能变电站 IEC 61850 组网方案

根据《智能变电站技术导则》中的描述，智能变电站自动化包括一体化监控系统和输变电设备状态监测以及辅助设备等。其中最为核心的部分是一体化监控系统，这关系到智能变电站能否安全有效的投入使用。110kv智能变电站组网与设备的实时控制以及一次设备传输有关，构建合理的组网方案有利于变电站更加稳定高效地运行。

1 智能变电站的特点

为了保证传输变电站的安全性和节能性，智能变电站对先进技术以及低碳环保材料加以利用。利用全站信息数字化、信息资源共享化以及通信平台网络化的特点，智能变电站可以自动地控制全站信息，并进行智能调节。智能变电站将智能化一次设备和网络化二次设备相互关联，同时不忽略自动化运行，使变电站能够实现自动变电的功能。就其作用而言，智能变电站能保证电力系统安全运行，也能在遭受外力破坏的情况下对信息泄露进行防治，减少国家电力的损失。在智能电路中应用自动运行的传感设备，能够预测并处理局部损坏情况，降低电力系统的损失。

2 智能变电站所做的改变

2.1 信息传输

智能变电站利用光纤替换电缆，达到对相关信息传输进行保护的作用。同时利用网络替换电缆在自动化信息传输中实现信息共享。

2.2 通信标准

从目前来看，智能变电站摈弃了早期的通信规约IEC60870-5-103标准，而改用IEC61850标准。其中IEC61850通信协议对传统采样值和实时开关量予以支持，并且其互操作性较高，能够对高级应用予以支持。IEC 61850系列是新变电站自动化方式，并对通信行为与相关要求进行规范，对工程、维护、运行等有着影响。

2.3 端子连接

对于智能变电站而言，在一次设备和二次设备之间利用网络通信技术，并放弃使用常规变电站物理端子，而改用虚端子。此外，智能变电站还利用逻辑连接对物理连接进行替换，目的是减少二次接线的复杂度和数量。

3 监控系统的站控层组网架构

3.1 网络安全区划分

在智能变电站的二次设备中，包括站控层、间隔层、过程层这三层网络结构。依照相关管理规定的要求，站控层有四个安全区。对安全I区而言，对主机所采集的实时数据进行实时监控，并对其进行分析然后展示，在服务器中存入数据。在I区数据通信网关机中，在与调度中心进行数据传输时利用直采直送来实现。对安全II区而言，运用服务器与输变电设备对通信设备进行监测和辅助，对电源、消防以及环境监测等方面的信息进行采集，并分析这些数据然后进行可视化展示，在服务器中存入数据。在II区数据通信网关机中，在对II区数据和模型这类信息获取时要通过防火墙，同时与调度中心交互信息，可以查询信息和远程浏览。而对于III区和IV的数据通信网关机而言，应该利用正反向隔离装置向其发布信息，并通过其将这些信息传输给其他主站系统。

3.2 监控系统的站控层组网架构

对主-子交换机级联方式加以利用，两台智能电子设备之间的传输路由在4个交换机之间。在考虑间隔数量的前提下才能对交换机进行合理配置，且在交换机间配备备用端口。在间隔数量不多的情况下，应该对继电器中的室主交换机进行取消，在主控室主交换机中接入室子交换机。

4 110kv智能变电站组网方案

4.1 MMS+SV+GOOSE三网合一

使SV、GOOSE和MMS端口合一，其中在交换机级联口不配置SV，在交换机为MMS配置PVID=102，并根据过程层连线需求在交换机上完成静态组播配置。GOOSE通用面向对象事件，SMV单播采样值服务，MMS人工制造报文。SV、GOOSE、MMS实行“三网合一”，能够确保控制上的可靠，并对智能站的二次通信网络进行了简化。且对站域保护控制、一体化测控装置就行了研发，是的保护性能提高，保护控制策略得到优化。站域保护采用直采网跳方案。装置接人3回110kV进线ECVT、1个110kV分段ECT、3台主变高压侧ECVT和6个主变低压侧分支ECVT,共计l3个SV直采口。同时具备1个GOOSE组网口对于双套配置的1 10kV主变高低压侧智能组件,仅第一套智能组件接入站域保护装置。

4.2 点对点光纤+过程层网络+站控层网络

这种方式能够对直采直跳进行保护，采用插值之后进行同步，保护设备十分可靠，在保护设备中不利来交换机。SVGOOSE和MMS分网传输，交换机的负载不大。但是却存在投资大和系统复杂的不足之处。此外保护功能不高，自动化功能较高。对于该组网方案我们可以这样进行改善：SV和GOOSE共网，减少风险，同时不依赖网络，使投资减少并且变电站复杂性降低。SV和GOOSE共光纤并单元，并在智能终端化光纤中减少50%过程层的点对点光纤。对SV和GOOSE分时传输技术加以利用，避免插值再采样同步误差的现象发生。

4.3 无过程网

利用点对点光纤在过程层设备和间隔层设备之间传输信息，其中间隔层设备依靠站控层网络实现信息交换，并利用间隔层设备对报文传输进行转发。这样做可以降低投资，使站控层网络规模和网络最简化。

4.4 全网络方式

三层两网结构符合IEC61850通信协议的要求，满足信息共享，使过程层SV与GOOSE共网。在组网过程中由于使用较少的光纤，因此功能分布更加灵活。但其也存在着一些缺点，比如：交换机和对时系统被保护功能和单元件故障可能护功能大大依赖，出现故障时会大范围保护退出。

5 结语

就目前形势来看，智能化变电站更适合发展要求。其中选择合适的组网方案对于智能变电站来说至关重要。因此本文就智能变电站和传统变电站进行了比较，并对智能变电站的特点进行说明，同时分析了各类组网方案，希望可以给智能变电站的建设提供参考。

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[2]常康,薛峰,杨卫东.中国智能电网基本特征及技术进展评述[J].电力系统自动化,2009,33(17)：10-15.