本文關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)的組建與冗余方案，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第２８卷第１期

電力自動化設(shè)備

ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ

Ｖ０１．２８Ｎｏ．１

固２００８年１月

Ｊａｎ．２００８

數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)的組建與冗余方案

竇曉波１，胡敏強(qiáng)１，，吳在軍１，杜炎森１，閔

濤２

（１．東南大學(xué)電氣工程學(xué)院，江蘇南京２１００９６；２．國電南瑞科技股份有限公司，江蘇南京２１０００３）

摘要：根據(jù)站級網(wǎng)絡(luò)與過程網(wǎng)絡(luò)是否聯(lián)通，提出了獨(dú)立過程網(wǎng)絡(luò)和全站唯一網(wǎng)絡(luò)２種數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)的組建方案。通過分析各自優(yōu)缺點(diǎn)．指出獨(dú)立過程網(wǎng)絡(luò)目前較易實(shí)現(xiàn)．而全站唯一網(wǎng)絡(luò)可先在規(guī)模不大、節(jié)點(diǎn)數(shù)目較少的新建中低壓變電站中嘗試，待積累一定組網(wǎng)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)后．全站唯一網(wǎng)絡(luò)將憑借信息高度共享等優(yōu)勢成為數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)的最終形態(tài)。詳細(xì)分析并比較了各種網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)在數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用方法．包括由交換機(jī)實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議、快速生成樹協(xié)議和鏈路聚合控制協(xié)議，由智能電子設(shè)備（ＩＥＤ）實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)口熱備用和雙網(wǎng)口獨(dú)立工作等：最后提出了當(dāng)前實(shí)施網(wǎng)絡(luò)冗余可能存在的問題。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；通信網(wǎng)絡(luò)：站級網(wǎng)絡(luò)：過程網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)冗余中圖分類號：ＴＭ

７３；ＴＭ７６４

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：１００６—６０４７（２００８）０１—００３８—０５

數(shù)字化變電站中的絕大部分自動化功能的實(shí)施都依賴于通信．構(gòu)建高速、可靠和開放的通信網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化變電站的前提條件和核心技術(shù)之一：由于過程網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)．?dāng)?shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)（ＣＮＤＳ）與傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)、功能和性能要求等方面存在較大差異。因此．對ＣＮＤＳ進(jìn)行專門研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

網(wǎng)絡(luò)的合理組建和冗余是網(wǎng)絡(luò)高效、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。就ＣＮＤＳ而言．在實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)自動化功能并滿足性能要求的基礎(chǔ)上．需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化．以便促進(jìn)變電站自動化系統(tǒng)的可靠性、安全性及整體信息化水平的提高．最大程度的體現(xiàn)數(shù)字化變電站的建設(shè)意義。

文中對ＣＮＤＳ的組建和冗余方案及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)展開了研究。

者滿足保護(hù)雙重化配置的要求．亦可分別采用雙環(huán)

型或雙星型拓?fù)�。１．１�?dú)立過程網(wǎng)絡(luò)

ＣＮＤＳ由２層物理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。由交換機(jī)將所有的保護(hù)測控裝置（即間隔層智能電子設(shè)備（ＩＥＤ））與變電站層設(shè)備連成站級網(wǎng)絡(luò)．并由路由器將遠(yuǎn)動網(wǎng)絡(luò)接入．遠(yuǎn)動網(wǎng)絡(luò)能夠直接訪問到間隔層ＩＥＤ：間隔

層ＩＥＤ與過程層設(shè)備之間根據(jù)不同間隔或功能劃分為多個(gè)子網(wǎng)．當(dāng)間隔具有唯一的間隔層ＩＥＤ和過程層設(shè)備時(shí)．可直接采用點(diǎn)對點(diǎn)的連接方式：如圖ｌ所示（圖中，ＭＵ為合并單元；ＥＭＵ為帶擴(kuò)展功能的合

并單元；ＳＧ為開關(guān)控制器；ＩＳＧ為智能開關(guān)控制器；

ＥＶＴ／ＥＣＴ為光電式互感器：ＴＶ／ＴＡ為電磁式互感器；Ｐｒｏｘｖ為網(wǎng)關(guān)代理；Ｓｗｉｔｃｈ為交換機(jī)；Ｒｏｕｔｅｒ?yàn)槁?/p>

由器：一為光纖，…．為冗余光纖，…一為信息電纜；

下同）。

獨(dú)立過程網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)在于：

１數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)組建方案

ＩＥＣ６１８５０將變電站自動化系統(tǒng)劃分為變電站層、間隔層和過程層，而變電站層與間隔層之間的站級網(wǎng)絡(luò)、間隔層與過程層之間的過程網(wǎng)絡(luò)的組建方法并無明確規(guī)定。通常有２種組建方案ｎ。］。

ａ．根據(jù)站級網(wǎng)絡(luò)與過程網(wǎng)絡(luò)是否聯(lián)通．ＣＮＤＳ可以有獨(dú)立過程網(wǎng)絡(luò)和全站唯一網(wǎng)絡(luò)２種基本組建方案。前者，站級網(wǎng)絡(luò)與過程網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立。ＣＮＤＳ為２層物理網(wǎng)絡(luò)：后者。站級網(wǎng)絡(luò)與過程網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)通．ＣＮＤＳ為一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)。

ｂ．中、低壓變電站的站級網(wǎng)絡(luò)采用星型拓?fù)�，高壓變電站的站級網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)型拓?fù)洌哼^程網(wǎng)絡(luò)一般根據(jù)不同間隔或功能劃分為多個(gè)子網(wǎng)．各子網(wǎng)采用星型拓?fù)�。為了提高網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)能力、避免單點(diǎn)故障或

收稿日期：２００７—０８—１７：修回日期：２００７—０９一１４

ａ．與常規(guī)變電站通信網(wǎng)絡(luò)相比．ＣＮＤＳ的整體格局未發(fā)生根本變化．只是間隔層ＩＥＤ與過程層設(shè)備之間的模擬電纜變成了光纖以太網(wǎng)．不必過多關(guān)心“數(shù)字化”給變電站自動化系統(tǒng)整體運(yùn)行機(jī)制帶來

的影響：

ｂ．按照不同的間隔或功能．?dāng)?shù)字化變電站的建

設(shè)可以分階段進(jìn)行：

ｃ．過程子網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目少。網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷有限．網(wǎng)絡(luò)

性能易于保障．為兼容原有設(shè)備或節(jié)約投資．甚至可適當(dāng)降低網(wǎng)絡(luò)規(guī)格（如采用１０Ｍｂｉｔ／ｓ以太網(wǎng)．用集線器代替交換機(jī)等）。

獨(dú)立過程網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)在于：

ａ．雖然采樣值等過程層數(shù)據(jù)已經(jīng)數(shù)字化了．但只能被間隔內(nèi)的設(shè)備獲得．間隔之間無法共享．這會影響到將來涉及過程層數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用或分布式自

動化功能的實(shí)施：

ｂ．網(wǎng)絡(luò)設(shè)備較多，設(shè)備投資增加：

  本文關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)的組建與冗余方案，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。