数字化变电站的网络通信模式研究

钟奇

摘 要 随着科学技术的不断发展，机电一体化的发展使得电力系统的压力越来越大，所以对电气设备稳定性与智能化的要求也越来越高，但是我国现存的变电站的系统存在着些许不足，已经不能满足当前社会的电网的安全发展与市场的需求。本文对变电站向数字化变电站发展的趋势进行研究，深入的了解其网络通讯模式。

【关键词】数字化 变电站 网络通信

随着供电系统的快速发展以及电气设备的广泛应用，变电站所承受的压力越来越大，再加上现如今机电一体化的快速发展，对变电站的要求更高了一层，所以当前时代下变电站的数字化是变电站发展的主要趋势，也是满足当前电网发展需求的唯一途径。

1 数字化变电站的特点

数字化变电站技术是我国变电站应自动化技术要求的发展方向，国家电网公司已经将数字化变电站技术列入了电网自动化技术的五大课题之中。数字化变电站技术有几个主要的特征，主要表现在以下几个方面：

1.1 智能化的一次设备

数字化变电站改变了过去变电站中传统的运用的电磁式的互感器，数字化变电站将光电式的互感器取代了电磁式的互感器，将过去的强电模拟信号改变成光电数字，其控制电缆也被光纤所代替。在一次设备被检测出的信号回路与被控制的操作驱动的回路中都采用了微处理器与光电技术，在站内外进行信息通讯的路线进行了智能化，简化了常规的电式继电器还有控制回路的结构，实现了一次设备的智能化。

1.2 网络化的二次设备

变电站内的二次设备是为了对一次设备进行监察、保护、控制、测量、调节等等，例如继电保护装置、测量控制装置、故障录波装置、防误闭锁装置、电压无功控制等等，这些在线监测装置全部都向标准化、模块化的微处理机的设计制造靠拢，在设备之间的连接全部采用的是高速的网络通信，就连通信连接的接口也都没有了以往的重复接口，通过网络真正的實现了资源共享、数据共存等，数字化的变电站二次设备的传输都是基于光纤网络实现的。

1.3 自动化的运行管理系统

变电站现存的运行管理系统已经基本上具备了自动化的基础，数字化变电站的应用是在基本的自动化基础之上优化了光纤传递以及网络通信的资源共享等功能，无论是网络信息的传递还是二次设备的检测，都可以实现系统自动执行。

2 数字化变电站的通讯网络的要求

（1）通信网络的通信技术是变电站系统自动化的关键，它的主要任务就是针对变电站自动化系统内部的信息交换以及其他系统之间的信息交流，所以网络是通信的基础，所以，一个安全、稳定、高效的网络通信对数字化的变电站的系统自动化有着非常重要的作用。

（2）在网络通信的过程中对其性能的要求也有很高的要求，第一就是对网络通信的可靠性有一定的要求，电力生产的重要性就要求变电站中网络通信的可靠性达到一定的标准，首先要避免的就是变电站中设备的故障导致信息传递的中断，随着数字化变电站的发展，系统中的自动化技术会越来越依赖网络通信，所以对通信网络的可靠性的要求越来越高。再一个就是通信网络的开放性，变电站的功能与性质决定了网络通讯好还应具备开放的功能，满足站内的设备连接以及向外扩展，并且还应采用国际标准，方便用户之间的系统连接。最后对通信网络的实时性也有着很高的要求，系统内部的数据的监控、命令的遥控、信号的传递等等都需要信息的实时传送，并且在系统中倘若出现了故障就更需要传递大量的信息，所以这就要求变电站中通信网络的实时性能够满足系统自动化的需要。

（3）变电站的系统运行中不仅仅对功能和性能有着严格的要求，对实施方法也有着较高的要求，首先是变电站中光纤的网络化，主要是一次设备和二次设备之间都要实现数字化的光纤网络化通信，主要是电气的传输以及二次设备中的检测、维护等等。再次就是变电站内统一的标准化，统一的数据、信息、功能等模型，这种信息资源共享模式可以做到信息可以无缝衔接，还可以保证信息通信的可靠性、实时性，实现变电站内设备的正常运行以及合理的监测。其次就是一次设备的智能化，一次设备是参与生产、分配和输送的电气设备，在变电站系统的运行中有着非常重要的地位，数字化变电站的关键亦是一次设备的数字化、智能化。还有在户外或者控制室内的二次控制电缆应该尽量的减少接线的占地面积，减少系统运行的成本。在对系统的数据进行采集时，应该就地采集，减少在信息传输过程中的不稳定性，提高信息传递的效率。

3 数字化变电站的网络通信模式

数字化变电站的网络通信模式全都是建立在通信标准体系之上的，这个通信标准体系就是IEC61850标准，IEC61850标准就是关于变电站的自动化技术的一个比较完整的标准体系，它是数字化变电站的理论基础，同时也是构建数字化变电站的技术依据。数字化技术在变电站中的应用改变了变电站中各种系统的连接形式，根据系统内部的连接形式的不同数字化变电站中的网络通信模式可以分为三种模式：

3.1 点对点模式

点对点模式在数字化变电站中的使用使得系统运用中的保护数据测量与控制通信数据相分离，增加了防故障的强度，增加了整个系统的容量，这种模式在通信中的使用还为下一步的变换数据的过程总线做了充足的准备。

3.2 过程总线模式

过程总线模式就是将通信系统中分离的控制与测量数据系统连接在一起，上文我们所提到的IEC61850标准就对这种模式做出了充分地考虑，这种模式的运用减少了通讯模块的复杂性，比第一种点对点模式更为便捷，速度也比点对点模式更快。

3.3 点对点模式与过程总线模式的结合

点对点模式与过程总线模式各有其优点，也都存在不足之处，所以想要通信模式更为优化，便将这两种模式结合起来，点对点模式与过程总线模式中都采用了以太网，在以太网技术不断发展基础之上将变电的总线和过程总线连接在一起不会影响变电站内的通信连接，这种统一总线可以做到信息的完全共享访问与存储方式也可以做到完全共享，在间隔层中的设备里只需要一个接口，这样可以大大的减少设备间的维护与运行的费用。

4 结语

数字化的变电站是当前社会的发展的需要，是科学技术进步的必然结果，而网络通信是变电站技术中的核心技术。当前社会的科学技术发展迅猛，人们的各方面的需求也是在不断地增加，按照当前的社会科技的发展，变电站的数字化、自动化还有智能化都将在不久之后得以实现，这也是变电站技术的发展的必要趋势。

作者单位

武进开放大学 江苏省常州市 213149