变电站现场通信网络架构及其关键技术研究

周照智 肖丹 张长春

【摘要】    变电站的现场通信网络架构，需要实现电力、业务、信息的传递枢纽作用，通过网络架构，实现复杂的通信融合。在现代计算机、网络、自动化技术迅速发展时期，我们得益于先进技术的升级，将创新的通信技术运用到变电站的系统中，实现了变电站的数字化运作，本文针对变电站现场通信網络架构及其关键技术进行研究，促进我国变电站和电力行业的安全性、智能化、自动化快速发展。

【关键词】    变电站    现场通信    网络架构    关键技术

我国电力行业正处于技术变革时期，变电站也在逐渐进行新技术引进与设备改造。目前一些变电站的通信网络仍然体现出碎片化的特点，没有形成系统，在变电站的整体业务系统中还知识相对零散的组成部分，没有形成完整的通信网络架构，这样不利于变电站业务的工作效率的提升，也不利于变电站的自动化和智能化发展。因此我们需要从根本上对变电站现场通信网络架构进行分析和调整，并研究其关键技术，进一步推进变电站业务和效率的发展提升。

一、变电站现场通信网络架构

变电站的通信网络架构基于IEC61850-9-2 标准，根据实际情况的需要，采用不同的网络架构，实现过程层与变电站层网络的合并，并将变电站网络进行数字化、智能化、自动化改造。

第一种网络架构是装置单环网络，这种网络的特点是装置内部带有交换功能，具有进出两个网络端口，单环网中所有装置采用的是串联的通信模式，这种网络结构相对简单，投资成本较低，但是由于是串联结构，装置之间的信息传输就会因为装置数量的增多而造成延时增加，影响信息传递的实时性，而且当有故障发生时，自愈和处理时间也会比较长，一个装置的检修工作就会对单环网络产生很大影响，因此这种结构对网络中装置的性能和情况要求就比较高，装置之间需要能够进行交换。

第二种是交换机环形网络，这种网络结构是采用交换机之间是实时环网，这种网络的能够在交换机网络出现故障时通过环网运行进行自愈，不会影响到网络的正常通信，具有较强的实时性和故障适应性，能够更有效的保障通信。

第三种是星形网络，这种网络结构是在交换机之间用级联进行组网，这种网络的实时性最好，能够有效降低网络延时，同时避免产生网络风暴。

二、变电站通信网络的关键技术

变电站通信网络中的关键技术有无源光纤网络（PON）、时延测量和业务隔离等。

2.1无源光纤网络技术

在进行智能变电站建设中，我们需要让智能设备与变电站核心交换机之间进行连接，这时就要运用PON技术作为接入网络，利用交换机实现设备之间的数据通信交换，实现数据的传输与联通，在变电站的网络架构中，无源光纤网络需要由光缆网络（ODN）、光转换单元（OUT）、交换机等设备和构建组成，终端的多路智能电子设备接口有PON提供，将多路智能电子设备接口集合组成PON 接口，然后复接在同一个光缆网络中，在连接到交换机，实现各种设备数据的接入和联通。我们利用无源光纤网络实现多路终端数据的接入，进一步扩展变电站交换机的接入能力，然后对数据进行汇集。PON 接入技术可以减少数据传输的延时性，保证网络架构系统中数据的固定时延，保证数据信息的实时交换。同时，这种技术具有灵活的拓扑结构，可以根据需要组成不同构架的网络结构，实现上文中提到的星型结构网络架构，在变电站系统中的任何位置设置接入点。

2.2时延测量技术

时延测量是变电站通信网络架构是否顺畅运行的一项重要指标，是指一条报文信息在网络中传递所需的时间，在变电站的通信网络架构中时延测量就是SV 报文在网络架构中的进行传输所需要的时间的测量技术。在变电站的通信网络架构中，同步时间体系非常重要，需要实现内部自动同步，并且尽量降低外界干扰，变电站的通信网络架构可以借助 PON技术的同步功能，来检验和测量系统内的时延，指标需要包括驻留时间、路径时延和总时延，让网络架构系统在短时间内得到SV 报文的传输，提供检修调整的数据，辅助定位故障位置，提高故障排查和维修的效率。对于网络架构系统中不同类型的保温，我们还需要实现报文传输的业务隔离。确保业务的安全性，保证时延的独立性，对网络资源进行有效合理的配置，消除业务之间的影响，保证传输的稳定。

结束语： 综上所述，随着变电站业务的发展，现场通信网络架构及其关键技术的研究越来越深入，我们将计算机等相关领域的新技术与变电站的网络架构相融合，实现变电站的智能化、自动化，提高通信效率，保障通信安全，提高变电站整体性能，推进变电站和电力行业的发展，为我国的现代化建设提供稳定可靠快速的电力能源保障。

参  考  文  献

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