iec 61850 在智能变电站应用时采用网络结构分析

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1、IEC61850在智能变电站应用时采用网络结构分析陈德辉1，袁京2（1.国网电力科学研究院，江苏南京，210003；2.国电南京自动化股份有限公司，江苏南京，210003）摘要：不同的网络结构提供不同的网络性能，通过一些网络交换设备在一定程度上可以达到成本和冗余方面的预期。随着智能变电站的建设，网络在智能变电站中的地位越来越重要。本文从IEC61850在变电站站控层应用的角度对网络结构进行分析，对不同网络结构的优缺点进行分析，清楚网络系统可靠性与网络结构之间的关系，对于建设高效、可靠的系统是一个关键。关键字：智能变电站，IEC61850，网络结构AnalysisofNetworkArch

2、itecturewithFocusonIEC61850ApplicationsinSmartSubstationChenDehui1,Yuanjing2(1.StateGridElectricPowerReseachInsitute,Nanjing210003,China)(2.GuodianNanjingAutomationCo.,LTD,Nanjing210003,ChinaAbstract:Avarietyofflexiblenetworkarchitecturesofferingdifferentlevelsofperformance.costandredundancyareac

3、hievableusingmanagedEthernetswitches.WithconstructingoftheSmartSubstation,theusingofnetworkquicklybecomingmoreandmoreimportant.ThisarticlelooksatconsiderationswhendesigninganEthernetnetworkforsubstationautomationapplicationswhichmayincludeIEC61850StationorProcessbusoracombinationofboth,withfocuso

4、nredundancy.Byanalysisthetwosidesofdefferentarchitectures,understandingtherelationshipsbetweenthephysicalstrcutureofanetworkandtheprotocolsthanrunonthenetworkiskeytocreatingstrulymaintainableandadaptablenetworkthatdealswithissueseffectively.Keyword:SmartSubstation,IEC61850,NetworkAchitecture1、概述基

5、于以太网技术的通信网络在变电站自动化系统等工业领域中的应用已经有目共睹。为了增强系统运行的安全性和可靠性，作为系统神经中枢的通信网络通常采用不同的网络拓扑结构来提高系统运行的可靠性。随着智能电网、智能变电站的建设，以及前期数字化变电站试点在科研、工程等方面积累了大量的经验。在系统的建设和推广过程中由于对系统的通信网络结构没有统一的标准，所以，在数字化系统中大量的智能电子设备（IntelligentElectronicDevices，IED）通过何种的网络结构连接，也就这些IED之间采用何种网络拓扑结构，也成了IEC61850标准应用过程中碰到的首要问题，同时这将关系到整个变电站系统的安全

6、性和可靠性。因此，在智能变电站建设初期有必要对各种拓扑结构进行分析，以便在智能变电站变电站系统建设和推广中的网络选型有的放失。2、IEC61850与通信网络IEC61850与通信网络的关系可以从两个方面展开：一是应用IEC61850时采用何种通信方式；二是为满足站内不同类型信息的实时性，IEC61850所采用的协议栈机制。关于前者文献[1]中对此有相关的介绍，IEC61850在通信约束上采用引用以太网标准的方式，避免了对网络结构的规定，虽然在一定程度上保证了标准的一致性，但是给实现过程带来了多样性；在实现通信冗余上也是如此，以更好地保障标准的可扩充性，从而使标准更能适应将来通信技术的发展

7、需求。对于后者，为了保证站内对不同信息实时性的要求，标准根据实时性特性把信息进行分类，并分别采用不同协议栈的机制，文献[2]中对此有详细的讲述，综合如图1所示。图1IEC61850中映射机制3、网络结构分析变电站自动化系统中常用的网络拓扑结构有：总线型拓扑、环型拓扑、星型拓扑以及汇合型拓扑结构。1）总线型拓扑总线型结构网络中交换机通过其自身的级联口与前或者后交换机级联（一般情况下，级联口的最大吞吐量要大于相应IED的最大吞吐量），如