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变电站现场通信网络架构及其关键技术研究

来源:用户上传      作者: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
  [1] 李劲草. 新一代智能变电站通信网络技术应用研究[J]. 无线互联科技, 2017(13):5-6.
  [2] 朱宁, 丁晖, 任寅平. 数字化变电站网络通信技术的研究[J]. 通讯世界, 2019(7).
  [3] 翁旭初. 智能变电站关键技术及其构建方式[J]. 电子技术与软件工程, 2018(2):253-253.
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