安全稳控装置站间通信方案研究

朱磊

摘 要：随着安稳装置的不断发展，国外部分厂家实现了应用MPLS网络来进行实时数据的交换处理。随着第二版IEC61850的出现，需要探讨新的安稳装置的站间通信模式。本文分析了本章分析了第二版IEC61850对于安稳装置的影响，通过比对三种适用于90-1规程的通信方式，选择出适合目前网络结构的通信方案，并充分考虑未来，提出了具有前瞻性的基于VPLS技术的通信方案，具有现实应用价值。

关键词：安稳装置;IEC61850;通信方案

随着安稳装置的不断发展，其通信方式已经从原有的电力载波模式转换至SDH网[1]。目前，国外部分厂家生产的安稳装置已经实现了应用MPLS网络来进行实时数据的交换处理。随着第二版IEC61850的出现，需要探讨新的安稳装置的站间通信模式[2]。

1 IEC61850 ed2对安稳装置的影响

在第二版IEC61850中新增了90-1，主要是用来重新定义以及规范多个变电站间的站间通信，可以有效完善保护与控制功能在站间通信中功能建模的不足，并有效规范了通信标准。

90-1标准提出了两种站间通信模式—网关模式以及隧道模式[3]。网关模式中，数据通信可以应用电力载波、WIFI等Non-Ethernet方式，或者应用小带宽Ethernet方式来完成站间信息数据的交换，属于早期应用较多的模式;隧道模式中，数据通信需要应用高速以太网技术，在两个进行信息交互的变电站之间建议虚拟通信隧道来完成通信数据直连。同时，基于两种通信模式，建模方式也会有所改变。网关模式相较于隧道模式，新增ITPC逻辑节点之外，需要设置收发信息的逻辑接点，所有的数据交换都需要基于代理接点进行转发来实现。

2 变电站间通信方式研究

本文的通信方式研究主要是基于隧道模式来实现通信数据的交换，主要有以下三种：EoMPLS、VPLS、L2TPv3。

基于隧道通信模式的方案需要經由外网通讯，则需要考虑到数据传输安全性的因素。三种通信方式中EoMPLS与VPLS均是基于L2VPN技术的通信方式，信息安全性有所保证。L2TPv3方式自身传输信息已经完成自加密封装，也能保证数据的安全性。但是，EoMPLS和L2TPv3无法完成点对多数据传输。相比较而言，VPLS方式能够实现点对多信息交互传输。因此，基于以上考虑，将VPLS通信方式作为主要的通信方式，实现点对多通信数据传输，并应用QinQ技术来解决站间安稳装置通信一致性问题。

3 安稳站间通信方案

基于前文讨论，提出基于SDH环网的通信方案和基于VPLS技术的通信方案。

如图1所示，采用目前较为常见的基于SDH环网的通信方案，需要对装置进行通信接口的改造，在新的通信方案中，基于GOOSE报文进行控制命令传输，此外需要在完成网关映射关系的建模。当安稳装置A进行组播时，安稳装置C和安稳装置D则需要通过安稳装置B和安稳装置E来作为中转，此外仍需要避免产生环录。一旦环路存在断链情况，那位于链路的最后一个安稳装置收到信息的时效性则难以满足。

对于已经完成MPLS架构的变电站，则可以建立基于VPLS技术的通信方案。如图2所示，变电站C内安稳装置C需要与变电站D内安稳装置D继续通信数据交换时，只需要直接建立数据隧道进行数据传输，无需经由任何装置进行中转，数据获取速度和可靠性均有多提升。此外，不同变电站安稳装置之间可以通过VLAN-ID进行装置的判别，能有效隔离站内VLAN信号的干扰，保证了数据获取的抗干扰能力。一旦网络出现故障，基于MPLS技术，将能迅速将网络进行重新架构，保证通信网络具有极强自愈性。

4 小结

本文分析了本章分析了第二版IEC61850对于安稳装置的影响，通过比对三种适用于90-1规程的通信方式，选择出适合目前网络结构的通信方案，并充分考虑未来，提出了具有前瞻性的基于VPLS技术的通信方案。

参考文献：

[1]胡馨，张亚杰，刘思明.安稳装置控制策略分析[J].科技风，2020（13）：199.

[2]袁倩媚.广东电网220kV系统安稳备自投一体化的应用研究[D].华南理工大学，2019.

[3]刘文.基于IEC61850安稳装置与监控主站通信研究[D]华中科技大学，2014.