智能变电站过程层网络构建方案研究47667new

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1、万方数据第3l卷第213期．10．2010年7月10日电力系统通信TelecommunicationsforElectricPowerSystemV01．31No．213Jul．10．2010智能变电站过程层网络构建方案研究苏麟，孙纯军，褚农(江苏省电力设计院，江苏南京211102)摘要：过程层网络是智能变电站的技术关键点与难点。在满足过程层网络实时控制需求的基础上，结合现有技术条件，分析了过程层网络拓扑结构、采样值传输协议、采样值与GOOSE共网／分网、报文过滤技术选择的合理性，并针对500kV线一线串典型间隔进行了流量计算，在此基础上，提出了500kV线一线串网段过程层网络构建方

2、案。关键词：智能变电站；过程层网络；IEC61850-9—2；GMRP；流量计算中图分类号：TN915．5文献标志码：B文章编号：1005—7641(2010)07-0010-040引言智能电网在推动电力清洁生产．促进电力高效利用以及保障可靠电力供应等方面将发挥重要作用。已经成为世界电网发展的必然趋势。智能变电站是统一坚强智能电网的重要基础和支撑【l】oIEC61850将变电站自动化系统从功能逻辑上分为变电站层、间隔层和过程层。各层及逻辑接口的逻辑关系如图1所示闭。其中接口4、5实现过程层和间隔层之间电压互感器和电流互感器瞬时数据、控制数据的交换．其功能分别由过程层采样值网络和GOO

3、SE网络实现。l功能A}叫功能B两@l+罢+扣两@II@两●+⑧+●两l保护}．叫控制lI控制H嗣④f@@i④●t过秤接口传感器l执行元件—e卜-，一高压设备—e卜／一图1变电站自动化系统接口模型Fig．1Interfacemodelofsubstationautomationsystem方保护对于智能变电站而言．过程层网络与变电站设备的实时控制功能密切相关．如继电保护等。过程层网络设计的合理性很大程度上决定了变电站运行的可靠性。文章结合过程层网络的实时控制需求，从网络拓扑结构、采样值传输协议、采样值与GOOSE的共网与分网、报文过滤技术、流量计算分析几个方面浅析了过程层网络构建的合

4、理性，并提出了相应的构建方案。1过程层网络拓扑结构分析1．1过程层网络常见拓扑结构在目前的过程层网络拓扑结构中。常见的有星型拓扑和环型拓扑。星型拓扑结构也称“集中式拓扑结构”，这种结构以中央节点为中心，因此．它又称之为集中式网络，如图2所示。I公用智能电子没备公共交换机嘲嘲嘲席图2星型拓扑结构示意Fig．2Diagramofstartopology环形拓扑由各交换机之间连接成闭环，如图3所示。万方数据·专题聚焦·苏麟等智能变电站过程层网络构建方案研究．11．公用智能电子设备交换机间隔智能l电f-i殳CfiI魏][■———jl交换机2Il交换机3I问隔钾能lI间隔智能III’Hj隔钾能

5、l电f没备II电子没备II电了没备图3环型拓扑结构示意Fig．3Diagr￡m1ofringtopology1．2技术比较2种拓扑结构的优缺点见表l所列。表12种拓扑结构优缺点Tab．1Comparisonoftwotopologies结论：从运行维护、传输时间、可靠性等方面考虑，建议过程层网络采用星型拓扑结构。2采样值传输协议分析目前，智能变电站采样值传输协议主要有3种：IEC60044—7／8标准、IEC61850—9一l标准和IEC61850—9—2标准。IEC60044—7／8标准为电子式电压／电流互感器国际标准。优点是采样值传输时延固定；缺点是点对点光纤连接数量较多。私有性

6、较强，不同厂家互操作困难．不符合整体的IEC61850智能变电站通信发展趋势。IEC61850—9一l标准规定了通过单向多路点对点串行通信链路的采样值传输方式，部分遵循了IEC60044—7／8标准对合并单元的设定．即输入通道为12路，采用专用数据集，帧格式固定，不允许改变，采用广播或组播的方法[31。优点是编码方式比较简单、数据内容固定，较易实现，传输时延较确定；缺点是对ASCI模型的支持不够完备，点对点光纤连接数量较多。IEC61850-9-2标准详细说明了依照61850—7．2部分中的抽象规范而定义的传输采样值的特定通信服务。可重新设定输入通道数、采样频率等参数，支持对数据集的

7、更改和对数据对象的直接访问，帧格式可灵活定义，并支持单播方式。优点是映射方法更为灵活，对ASCI模型的支持更加完备[31，可实现采样值数据的自由配置和共享。设备间接线较简单．某种程度上代表了技术发展的趋势；缺点是装置间数据匹配过程复杂．网络带宽和CPU编解码的开销较大，网络传输时延不确定。结论：从配置的灵活性、接线简单、技术发展趋势等方面考虑，建议采样值传输协议采用IEC61850—9—2标准。3采样值、GOOSE共网与分网分析根据计算。100Mbit／s