[摘 要]文章針對(duì)目前變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)，簡(jiǎn)單地闡述了如何提升數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量。以光纖自愈環(huán)形以太網(wǎng)模式為例子，證明了提升變動(dòng)站長(zhǎng)大會(huì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量的重要性。

[關(guān)鍵詞]變電站；自動(dòng)化；數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量；光纖自愈環(huán)形以太網(wǎng)

一、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊的概述

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是由不同的子系統(tǒng)構(gòu)成的，主要目的是為了解決通信管理機(jī)和不同子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊和互相操作的問題。為了實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的工作需要，數(shù)據(jù)通訊問題始終貫穿于計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)問題之間，因此如何有效地提升數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量是目前變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵問題之一。變電站具有高可靠性、高抗干擾性、高擴(kuò)展性、工作靈活等特點(diǎn)，因此對(duì)通訊質(zhì)量的優(yōu)化要求也就隨之更高，這不但關(guān)系到每一所變電站的優(yōu)劣，也和整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定息息相關(guān)。數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)作為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的重要組成部分，是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的主要通道，因此該網(wǎng)絡(luò)的性能對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的整體性能有直接的影響。根據(jù)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)和工作環(huán)境的要求，數(shù)據(jù)通訊應(yīng)該具備實(shí)時(shí)響應(yīng)能力快、可靠性高、電磁兼容性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)分層等要求。

二、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀

從變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信特點(diǎn)和相關(guān)要求來看，數(shù)據(jù)通訊在自動(dòng)化系統(tǒng)中所占的比例越來越大，因此數(shù)據(jù)通訊的質(zhì)量也隨之更加重要。目前隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也更加錯(cuò)綜復(fù)雜。變電站的信息量也成倍增長(zhǎng)，因此對(duì)于數(shù)據(jù)通訊各方面的質(zhì)量要求也越來越多。

目前數(shù)據(jù)通訊的傳輸方式主要由三種，分別是串行數(shù)據(jù)通信技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)。串行數(shù)據(jù)通信技術(shù)存在通信接口協(xié)議少、通信速率地、實(shí)時(shí)性差、大數(shù)據(jù)包傳輸率低下、站點(diǎn)功能不易擴(kuò)展等等諸多問題，而且由于只能設(shè)置一部主機(jī)，因此一旦主機(jī)故障，就可能導(dǎo)致整個(gè)通訊系統(tǒng)癱瘓。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)雖然存在相互操作性良好、數(shù)據(jù)共享性高、通信速率高、實(shí)時(shí)性好、組網(wǎng)靈活等特點(diǎn)，但是由于網(wǎng)絡(luò)性能因?yàn)橥ㄐ殴?jié)點(diǎn)數(shù)量增多而下降、通信速率因?yàn)榭偩€帶寬的限制下降和互聯(lián)性因?yàn)榻涌趨f(xié)議不具備統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)而下降等問題，同樣制約數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量的提升。以太網(wǎng)采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有更高的可靠性和傳輸速率，而且可以在網(wǎng)內(nèi)任意增加節(jié)點(diǎn)而不影響通訊質(zhì)量，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。以太網(wǎng)技術(shù)因?yàn)槌杀镜?、?yīng)用環(huán)境成熟、網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制完善、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議開發(fā)等特點(diǎn)，因此是提升自動(dòng)化系統(tǒng)通訊質(zhì)量的最佳選擇。

三、通過傳輸介質(zhì)提升變電站自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量

傳輸介質(zhì)主要是指從發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備之間信號(hào)傳遞所經(jīng)過的媒介，是網(wǎng)絡(luò)中雙方的物理通路，也是在數(shù)據(jù)通訊中實(shí)際傳送信息的載體。因此傳輸介質(zhì)因具備較高的傳輸效率、連通性、抗干擾性和性價(jià)比。傳輸介質(zhì)的好壞將直接影響變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量的好壞，因此在進(jìn)行傳輸介質(zhì)的選擇時(shí)，要格外慎重。針對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通訊的特點(diǎn)，通過不斷的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，光纖介質(zhì)具有相對(duì)較高的通信速率和數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，因此現(xiàn)下絕大部分變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊的傳輸介質(zhì)都是采用光纖，這也是有效提高自動(dòng)化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量的有力手段之一。

四、通過光纖自愈環(huán)形以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)提升數(shù)據(jù)通信質(zhì)量

1.光纖通訊。變電站一般需要進(jìn)行長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)通訊，而鑒于變電站所處的位置經(jīng)常會(huì)有強(qiáng)電磁、射頻、地電位差等多種因素的干擾，這些因素對(duì)通訊質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生不利影響。而通過光纖通信則可以有效降低這些因素帶來的干擾。光纖通信不但具有優(yōu)良的電磁兼容性，也有較強(qiáng)的抗干擾能力，即使在高強(qiáng)度的電磁環(huán)境下運(yùn)作，光纖傳輸?shù)男畔⒁膊粫?huì)受到明顯的影響。因此，光纖數(shù)據(jù)通訊在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊總具有較高的優(yōu)越性，是提升通訊質(zhì)量的有效手段。

2.容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)。變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)一旦出現(xiàn)通信中斷，如果無法在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)修復(fù)，就會(huì)造成嚴(yán)重的后果。在容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)中，如果主要通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，備份的通信網(wǎng)絡(luò)可以立刻發(fā)揮作用，隔離故障區(qū)域，不影響整體的運(yùn)行。光纖自愈環(huán)型以太網(wǎng)以其典型的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)具備了高可靠性的通信模式，具有較高的容錯(cuò)功能，從而越來越多的被應(yīng)用于變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊中。

3.光纖自愈環(huán)型以太網(wǎng)自愈功能的實(shí)現(xiàn)。光纖自愈環(huán)型以太網(wǎng)的自愈功能的原理是將所有的信息分布在信號(hào)流走向相反的兩個(gè)環(huán)網(wǎng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，如圖1。當(dāng)主網(wǎng)環(huán)正常工作時(shí)，備網(wǎng)環(huán)處于待機(jī)備用狀態(tài)，一旦主網(wǎng)環(huán)出現(xiàn)問題，與故障點(diǎn)最近的兩個(gè)環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)會(huì)通過改變數(shù)據(jù)的流向在主網(wǎng)環(huán)和備網(wǎng)環(huán)上自動(dòng)環(huán)回，從而確保數(shù)據(jù)通信的流暢，這種自愈功能可以極大地提高數(shù)據(jù)通訊的質(zhì)量。

4.光纖自愈環(huán)型以太網(wǎng)的特點(diǎn)。光纖自愈環(huán)型以太網(wǎng)以其高可靠性、高網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視能力、優(yōu)良的靈活性和擴(kuò)展性、安裝工作方便等特點(diǎn)，在推動(dòng)數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量的提高中有著顯著的優(yōu)勢(shì)。通過光纖自愈環(huán)型以太網(wǎng)，可以有效地降低數(shù)據(jù)通訊維護(hù)的時(shí)間和精力，即便出現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊問題，也可以在很短的時(shí)間內(nèi)修復(fù)，從而確保數(shù)據(jù)通訊的質(zhì)量。

五、變電站自動(dòng)化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

1構(gòu)成全分散式網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。將原本按照分散考慮的變電站設(shè)備進(jìn)行模塊化管理。充分地利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將多個(gè)電氣單元以及間隔單元的管理通過一個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)。建立分層分散式的自動(dòng)化系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)在于可以突破由于地域分散而產(chǎn)生不利管理，運(yùn)用光纖通信技術(shù)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化管理，就可以將分散的集成功能模塊、主變電器的保護(hù)裝置以及高壓線路的保護(hù)裝置相互之間連接起來，一種全分散式的網(wǎng)絡(luò)型機(jī)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)形成了。

2開發(fā)通用的數(shù)字化設(shè)備管理平臺(tái)。目前變電站自動(dòng)化技術(shù)在設(shè)備的使用和維護(hù)上，普遍具有專一性，各自廠家之間都有各自的維護(hù)操作方式，接口更是無法通用。隨著變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，利用網(wǎng)絡(luò)將多功能數(shù)字平臺(tái)，軟件和硬件平臺(tái)為國(guó)家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，并且能夠適應(yīng)多樣化需求。為了適應(yīng)自動(dòng)化控制，并能夠有效維護(hù)，變電站自動(dòng)化將被設(shè)計(jì)為開放性的。保護(hù)功能上經(jīng)過優(yōu)化后被綜合在一起，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化多功能保護(hù)，從而專用設(shè)備發(fā)展為通用管理設(shè)備。

3計(jì)算機(jī)控制發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)智能控制。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，變電站的電氣設(shè)備在集成化的過程中，逐漸地形成了控制智能化和保護(hù)整體化。斷路器裝置和變電系統(tǒng)的各種保護(hù)裝置在智能化技術(shù)高度發(fā)展的今天，逐漸地提高其應(yīng)用效率。比如，為了提高設(shè)備的空間使用率，可以對(duì)于各個(gè)連接設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化、協(xié)調(diào)，使設(shè)備的各項(xiàng)使用功能更具有靈活性。另外，還要將數(shù)據(jù)的不一致性對(duì)大程度地消除，并提高數(shù)據(jù)采集以及控制的質(zhì)量，增強(qiáng)變電系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)性。

六、結(jié)論

綜上所述，國(guó)家電網(wǎng)對(duì)于變電站安全運(yùn)行的可靠性要求也越來越高，采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)不但能夠提高電能服務(wù)質(zhì)量，而且能夠降低運(yùn)行成本，成為了電力系統(tǒng)未來發(fā)展的主要趨勢(shì)。數(shù)據(jù)通訊是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，對(duì)變電站的運(yùn)行有著直接的影響，如果數(shù)據(jù)通訊的質(zhì)量得不到保障，變電站的可靠性、抗干擾性等等性能也必然會(huì)受到影響，最終影響整個(gè)電網(wǎng)的安全。

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