工业以太网技术在变电站自动化系统中的应用

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1、第36卷第23期电力系统保护与控制Vbl_36No．232008年12月1日PowerSystemProtectionandControlDec．1．2o08工业以太网技术在变电站自动化系统中的应用刘频，陈立(成都电业局，四川成都610031)摘要：针对当前变电站自动化系统中通信网络的特点，依托于实际的大型变电站自动化系统开发项目，着眼于以太网上不同协议和传输机制对数据传输的实时性、可靠性会产生不同的效果。首先分析了工业以太网在当前新兴的两层式变电站体统应用的缺陷，提出了组播技术、UDP扩展协议在工业以太

2、网中的应用策略，以及实现中的关键技术。关键词：工业以太网；组播技术；UDP扩展协议；变电站综合自动化ApplicationofindustrialEthernetinsubstationautomationsystemLIUPin，CHENLi(ChengduElectricPowerBureau，Chengdu610031,China)Abstract：ApplyingEthemettechnologyinsubstationcommunicationsystemisafiend．Accordingto

3、thefeaturesofcommunicationnetworkforSubstationAutomationSystem(SAS)aswellastheexperienceoflargetransformerstationautomationsystemsinrealdevelopmentprojects，thispaperanalyzesthedisadvantagesofindustrialEthernetusedin2-layersSAS，proposesanewsolutionofthe2-l

4、ayersSASbasedonmulticasttechnologyandUDPextendedprotoco1．Keywords：industrialethernet；multicast；UDPextendedprotocol；substationautomationsystem中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1674—3415(2008)23．0065—04业环境、安装方式、散热、通信管理、主干0引言(TrunkingTM)冗余、环网冗余、服务质量(QoS)等方变电站自动化以计算机技术为基

5、础，实现了电面考虑，以适应工业现场的需求。由于网络通信具网变电站现代化管理，改变了传统变电站控制室、备兼容性、可扩展性以及适合处理突发事件的异步保护室的主体结构和值班维护方式，充分体现了现工作方式，工业以太网将在变电站自动化系统的发代生产的特点，是当代电网发展的必然趋势【1]。经展中扮演重要角色。过十多年的发展，国内变电站自动化系统已经达到一定的水平，正向分布化、智能化的实时控制方面1变电站自动化通信系统的发展发展。1．1传统现场总线通讯模式通信网络是变电站自动化系统的命脉，其可靠根据IEC关于厂站自动化

6、的分层观点考虑，变性与信息传输的快速性决定了系统的可用性[2]。一电站自动化系统逻辑上可以分为三层结构(站控层，方面，用户对统一的网络和通信协议的要求日益迫间隔层，过程层)。本文仅讨论站控层与间隔层之间切；另一方面，Intranet／Intemet等信息技术的飞速的通讯。发展，要求电力系统从现场控制层到管理层能实现全面的无缝信息集成，并提供～个开放的基础构架。因此，以太网(Ethemet)作为应用最广泛的局域网技术异军突起，已经迅速走向工业自动化控制领域的前台，--。所谓的工业以太网，与以太网相似，是基于

7、IEEE802．3的强大的区域和单元网络。不同的是，图1基于现场总线的变电站系统结构工业以太网还需要从网络通讯协议、通信速率、工Fig．1StructureofSASbasedonfieldbus一66一电力系统保护与控制由图1可以看出，这种结构下，间隔层的智能变电站层设备与装置之间的调节控制等命令。装置(1ED)负责采集变电站内的实时数据。通信在以太网OSI结构的传输层中，定义了TCP控制器实现汇总lED数据、规约转换、信息传递、及UDP两种协议。TCP具有可靠性高但速度慢的特系统对时等功能。站控层与间

8、隔层之间由各种类型点，在一对多的通信模式下需要维持多个连接，并物理通信网络连接，如RS485网、CAN网、不适合变电站内的大量实时数据传输。因此在变电LONWROKS网等。需要注意的是，通信控制器管站自动化系统中多采用效率更高UDP协议。而在基理着整个系统的实时数据。一旦通信控制器发生故于UDP的变电站通信系统中，有单播、组播、广播障，整个变电站自动化系统即将瘫痪。三种通信方式可供选择。下面就这些方式在变电站1．2新兴网络分布