基于iec61850智能变电站网络技术探究

《基于iec61850智能变电站网络技术探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于IEC61850智能变电站网络技术探究　　摘要：随着智能变电站的大规模试点建设以及对IEC61850标准体系的深入研究，有必要对已经在工程应用中存在通信网络结构进行剖析，以便对智能变电站大规模建设中的系统网络结构选型提供理论支持。从IEC61850在变电站过程层应用的角度出发对网络结构进行分析，对不同的组网方案进行分析，并根据工程应用实际提出一种新型的过程层混合组网方案。该方案采用灵活的组网方法，把已经存在的几种组网方案进行了有机的统一，有效地提高了全站网络系统的可靠性和安全性，实现了经济和安全的统一。关键字：智能变电站；IEC61850

2、；网络结构；混合组网方案中图分类号：TN911?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2014）06?0151?040引言9智能变电站的建设是国家推进统一、坚强智能电网的重要一环，也是坚强智能电网的重要节点，关系着整个电网的安全、可靠。当前，以太网通信网络技术在智能变电站领域中得到了广泛应用。为了确保智能变电站自动化系统安全、可靠运行，通常会采用不同的网络结构来提高其通信网络的可靠性和安全性。在前期的智能变电站试点建设中，积累了大量的科研资料和工程经验，但是由于对变电站通信系统的网络结构没有严格的、统一的规范和标准，造成在数字化系统

3、中对于采用何种的网络结构连接智能电子设备（IntelligentElectronicDevices，IED）存在比较多的类型和不同网络结构性能好坏的争论，这也成为了IEC61850标准在实际应用过程中碰到的突要问题。因此，在智能变电站试点建设前期有必要对已经在工程应用中存在的多种通信网络结构进行简单的剖析，以便对智能变电站通信系统将来更大规模的建设中的网络结构的选取提供理论支持和技术支撑。1IEC61850标准与智能变电站通信网络9作为智能变电站自动化系统中枢神经系统的通信网络，其安全性、可靠性决定了智能变电站系统运行的适用性。本文着重从一下

4、两点分析IEC61850与通信网络之间的关系：一是基于IEC61850标准的智能变电站通过哪种通信网络结构进行信息传输与共享；二是采用IEC61850标准规定的哪种协议栈机制来满足变电站内多种类型信息及时、可靠的传输。对IEC61850规约通信方式的研究在文献[1]中有比较详细的介绍：IEC61850标准借鉴了工业以太网标准通信模型定义，这在一定程度上避免了网络结构的双重规定并且保证了网络结构定义的一致性，但是给工程应用过程和解决通信冗余带来了复杂多样性。总体来说，智能变电站建设中通过引用工业以太网标准，使得IEC61850标准更好地保障了其

5、可扩充性，以及对将来通信技术发展需求的适应性。由于国内的多种类型的数据信息对实时性和准确性的要求不同，需要采用不同的协议栈机制来满足需求，文献[2]中对此有详细的论述。IEC61850的映射机制如图1所示[3]。2网络通信结构分析在IEC61850标准中，智能变电站自动化系统从逻辑上从上而下划分为站控层、间隔层、过程层，并通过高速网络通信实现各层之间及各层内部数据传输，各层电气设备信息的共享与互动操作通过分层分布式实现[2]。结合国家电网公司颁布的关于智能变电站的技术导则规范以及前期试点工程应用实践，当下智能变电站网络通信结构主要存在以下四种

6、方案：（1）采用光纤点对点与GOOSE网络相结合的方式；（2）采用光纤点对点、采样值MSV网络与GOOSE网络相结合的方式；（3）采用过程总线方式；（4）采用完全过程总线方式[4]。其中方案（2）与方案（3）在整体运行结构上基本相似，只是方案（2）采用国际流行的B码对时，而方案（3）采用IEEE1588进行对时处理。2.1采用光纤点对点与GOOSE网络相结合的方式9该网络结构与传统变电站的过程层网络结构基本是一致的，只是用IEC61850规约替换了IEC60870规约。该方案中的过程层网络采用光纤点对点与GOOSE网络相结合的方式，即采样点与

7、合并单元采用点对点的方式把交流采样的实时数据通过光纤介质传输到保护、测控、计量、录波等装置，而GOOSE网络则传输由智能操作箱产生的跳合闸等开关量信息，两者通过光纤统一链接，这样既能保持采样数据的独立传输又能保证GOOSE信号及时传输；另外，必须按照双网方式组建GOOSE网来保证信息传输的冗余，且双网组建必然要采用同时工作于主机的方式来保证保护动作的可靠性。目前，100M工业以太网技术应用比较成熟，其采样数据能保证独立传输且能够保证数据响应实时性，但是仍然需要敷设大量光缆来满足点对点的传输，具体结构如图2所示。优点：利于传统变电站升级改造，采

8、样数据独立传输且能保证响应实时。缺点：由于采样信息传输是点对点方式，造成工程应用中需要铺设大量光缆设备，造成人力、物力、财力的很大浪费。2.2采用采样值MSV网络与