我国几种常用的变电站自动化系统站内通信模式研究

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1、我国几种常用的变电站自动化系统站内通信模式研究 发表日期：2010年12月09日点击次数：8   [摘要]：介绍了几种常用的变电站自动化系统站内通信模式，着重论述了各自的通信结构和特点，并通过对各种的通信模式在我局实际应用中的效果进行比较，在此基础上提出比较合理的通讯系统实现模式，并对变电站综合自动化系统厂家提出一些建设性的意见。　　1引言　　随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模不断扩大，系统的运行方式越来越复杂，对自动化水平的要求越来越高，从而促进了变电站自动化技术的不断发展。为避免重复投资，提高信息资源共享的水平，须对变电站自动化系统的信息采集、处理、传输加

2、以规范，对站内通信配置予以综合考虑。在可靠性的基础上尽可能做到了软硬资源的共享，提高了变电站的运行及管理水平，达到变电站减人增效，提高安全运行水平的目的。　　站内通信系统在变电站自动化系统中占有非常重要的地位。变电站自动化系统的功能在逻辑上可分配在三个层次：变电站层(stationlevel)，间隔层或单元层(baylevel)，过程层(processlevel)。第一层为变电站层，它由间隔层得到实时数据，承担着站内本站操作员与远方监视和维护工程师站的人机接口、监视、管理、控制等变电站主控室功能，并负责与远方调度中心通信。第二层为间隔层或单元层，负责对下层就地装置

3、和智能电子设备(IDEs)进行通信管理、控制等任务，同时也承担着通信规约解释、转换工作。第三层是就地的模拟量、开关量和脉冲量数据采集、保护和控制操作出口，是数字量和模拟量I/O功能。三层之间靠站内通信系统联系。　　站内通信系统主要是指第一层与第二层之间，第二层与第三层之间进行数据交换的系统，它可通过传统的RS-422/485总线(虽然RS-485总线通信速度不高，但有些110kV及以下电压等级和非枢纽变仍采用这一传统的方式)、局站中速网络(Lonworks及CAN技术)或高速标准以太技术通信在各层之间进行数据交换。站内通信系统的组成方案有很多种，它的主流结构是分层

4、分布式。结合当前国内变电站的实际情况，着重从通信的角度进行论述。　　2我局应用中的几种站内通信系统结构 　2.1高速以太网　　这种结构有两种不同的实现方式：　　一、第一种结构为变电站层与间隔层共享以太网，取消了传统的通信单元。主干网络结构采用光纤自愈环型以太网，间隔层与过程层设备直接采用双绞线以星型方式接入主干网，用TCP/IP网络协议通讯。对于其他智能电子设备(IDEs)，具有以太网接口可直接接入主干网，否则通过网关实现规约转换后接入系统。　　光纤双环自愈的原理就是将所有的设备分布在信号流向相反的两个环上，平时只有主环在工作，次环处于备份状态;当环上某处光纤断裂

5、或某节点发生故障时，其相邻节点的主环、备环自动环回，这时，环网仍然是一个闭环，通信链路保持畅通。故障点链路恢复后，备环回到备份状态。这种自愈型环网极大地提高了光纤通信的可靠性。　　二、第二种结构为变电站层与间隔层之间采用的是以太网结构，以TCP/IP网络协议通讯，间隔层与过程层设备采用的是485总线结构，以POLLING方式的厂家的内部规约进行数据交换。　　第一种结构一般用于220KV及以上枢纽变电站，光纤自愈环网在网络中任一点故障时，可快速切换通道，保证网络上设备的正常通信，其可靠性高于双总线网络，所有的环网接入设备可实时监视与之相连的网络通信状态以及直流电源供

6、电情况，出现问题可通过输出触点及时反应，并能反应故障位置，极大地简化网络的维护。并具有良好的灵活性和扩展性。间隔层与过程层设备直接采用以太网以TCP/IP网络协议通讯，实现数据的高速无瓶颈平衡式传输。　　第二种结构用于110KV变电站，它的特点是根据各层之间需传输的数据量和开放性要求而采用不同的网络结构和传输协议，变电站层与间隔层之间需要传输整个变电站间隔层设备及智能电子设备采集的数据，因此采用了传输速率较高的以太网结构。而在间隔层与过程层之间由于采用多个通信管理单元，传输的数据量不大，通讯速率要求不高，因而采用传输速率较低的485总线结构。   2.2CAN总线

7、　　这种结构结构为变电站层与间隔层之间采用的是CAN总线结构，以CAN国际标准ISO11898网络协议进行数据交换，间隔层与过程层之间采用的是485总线结构，以POLLING方式的厂家的内部规约进行数据交换。　　CAN(ControllerAreaNetwork)--控制器局部网，属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络。CAN总线采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中合作。CAN具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN控制器挂到CAN-bus上，形成多主机局部网络。CAN总线结构通讯速率比以太网慢，最高只能达到1

8、MB/s，