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摘 要：經濟新常態(tài)下，對電力需求加大的同時，電力二次系統(tǒng)的市級調度顯得尤為重要，文章針對電力二次系統(tǒng)設備集成數(shù)據(jù)的智能化管理模式分析的基層上，開發(fā)設計一套對各二次系統(tǒng)設備及資源配置故障信息進行綜合處理的智能自動一體化平臺構建及其網絡結構設計系統(tǒng)。將與自動化業(yè)務相關的運行狀態(tài)參數(shù)通過統(tǒng)一的智能接口采集到平臺中進行集中一體化處理。

關鍵詞：變電站；一體化化平臺；網絡結構

1 變電站自動一體化系統(tǒng)的構建

基于常規(guī)二次系統(tǒng)開發(fā)了變電站綜合自動化系統(tǒng)。它是一種變電站二次設備（主要包括控制、測量、信號、自動裝置、保護、遠動裝置）利用計算機技術，經過功能的重新組合和優(yōu)化設計，自動監(jiān)測變電站綜合自動化系統(tǒng)的測量、控制和協(xié)調。它具有以下特點：功能集成（其綜合的程度可以通過不同的技術變化而設定），結構的計算機微機化、操作和監(jiān)控、智能化的操作和管理。

基于微機監(jiān)控系統(tǒng)、微機保護和自動裝置的介入（RTU），承擔整個變電站的信息處理，和上一級調度通信和所有監(jiān)控，中央信號及自動保護功能。變電站綜合自動化的基本結構分為兩類：第一類是控制室的集中控制系統(tǒng)，分為兩個子系統(tǒng)。第二類是一個層次結構，分為兩個部分：一是信號、測量、控制、脈沖和保護?？刂茊卧惭b在開關柜中。計算機集成自動化系統(tǒng)是分層、分布式的各種微型計算機和微處理器的主要組成部分。

2 自動一體化平臺的網絡結構設計

近期較多變電站自動化系統(tǒng)根據(jù)面向對象的設計思想，利用分層分布式網絡結構，即橫向根據(jù)電壓等級和間隔，縱向分站控制層和層間系統(tǒng)結構。以太網的變電站站控層網絡結構形式、層網絡結構目前有三種RS-485串行通信網絡，現(xiàn)場總線和以太網。串口通信技術實現(xiàn)網絡通信，通信速率低，一般小于9.6Kbps；星型拓撲結構，使用時的擴展網站功能是困難的；在總線拓撲結構的使用，因為不能達到平衡傳輸，傳輸速率和效率都不滿意。

現(xiàn)場總線在通信速度、實時性、可靠性等方面都遠遠高于簡單的串口通信技術，是變電站自動化系統(tǒng)中的主要通信技術，但也存在許多缺點：當變電站通信節(jié)點超過某個數(shù)字時，響應速度快，不能滿足大型變電站的要求，總線拓撲結構在網絡中可能會導致整個系統(tǒng)的崩潰，因為標準不統(tǒng)一，很多網絡設備和軟件的設計，很難使通信網絡的變電站自動化系統(tǒng)。以太網已成為變電站自動化系統(tǒng)通信技術發(fā)展的趨勢。以太網的帶寬為10M、100M的以太網也廣泛使用，甚至超大型變電站，變電站自動化系統(tǒng)通過節(jié)點數(shù)量達到200個，以太網可以滿足實時性的要求。以太網可用于同軸電纜，雙絞線，光纖通信介質，可用于網絡。網絡的可靠性可以通過使用基于集線器的星型拓撲結構和結構化布線技術來實現(xiàn)，而任何節(jié)點的故障都不會被集線器傳播。

為了節(jié)省投資，提出了以以太網為形式的變電站自動化系統(tǒng)，并將其與現(xiàn)場總線連接在一起。大型變電站自動化系統(tǒng)，提出了利用整個網絡結構的分層分布式系統(tǒng)下，使用100M以太網的站控層、10M以太網的使用，是基于星型拓撲結構的中心，可以根據(jù)需要選擇雙絞線或光纖傳輸介質。層間保護裝置、控制裝置、自動裝置采用以太網接口，通過協(xié)議轉換器轉換，將設備屬間隔和物理位置連接到適當?shù)拈g隔層集線器，所有的站控制層設備都直接連接到車站控制層的控制層。

3 自動一體化平臺的通信網絡結構設計

通信網絡是一個綜合自動化站RTU站的跡象明顯。只有通過通信網絡可以節(jié)省大量的電纜，實現(xiàn)雙向全雙工信道的真實感，但通信網絡必須滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)的要求，如CAN總線結構，LonWorks總線結構等，但必須保證通信網絡的安全、可靠、傳輸速度必須滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)的要求。車站通信系統(tǒng)在變電站自動化系統(tǒng)中起著非常重要的作用。變電站自動化系統(tǒng)的功能可以從邏輯上分布在三個層次：變電站層、間隔層或細胞層、過程層。第一層為變電站層，由層間得到實時數(shù)據(jù)，承擔車站操作員和遠程監(jiān)控和維護工程師站人機界面，監(jiān)控、管理和控制變電站控制室功能，并負責遠程控制中心通信。層單元的第二層負責的任務，如通信管理和較低的本地設備和智能電子設備控制（IDE），還負責翻譯工作的通信協(xié)議。第三層是模擬量，開關量和脈沖量數(shù)據(jù)采集，保護和控制操作的輸出，是數(shù)字量和模擬量輸入/輸出功能。三層間的通信系統(tǒng)。站的通信系統(tǒng)主要是指第一層和第二層之間，和之間的第二層和第三層的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，它可以通過傳統(tǒng)的RS-485總線，站的高速網絡或標準的高速以太網通信技術，各層之間的數(shù)據(jù)交換。站內通信系統(tǒng)中有多種組件，系統(tǒng)的主要結構是分層分布式的。

4 各種站內通信系統(tǒng)結構比較分析

通過對站內通信系統(tǒng)的結構分析，我們不難看出，站內通信系統(tǒng)由于應用環(huán)境不同，設計思想的側重點也有所不同，在實際運行中各自的性能也各有千秋，隨著電網改造的深入，很多變電站投入運行，最近的110kV和間隔層、過程層是基于LonWorks現(xiàn)場總線和CAN網絡結構之間以上變電站通信系統(tǒng)，其中一些直接使用以太網LAN和RS-485總線不再使用；站層和間隔層在基于以太網結構，TCP/IP協(xié)議的網絡通信。LonWorks總線，CAN總線和以太網通信系統(tǒng)完全能滿足變電站自動化系統(tǒng)通信的要求。從這里我們可以看到在那里的趨勢的車站通信系統(tǒng)。這是歡迎的文件。從硬件和軟件的兼容性，從通用性和易用性的角度出發(fā)，文章認為變電站自動化系統(tǒng)的通信是基于以太網和高速以太網是最好的模式。

另外，在安裝、調試和維護的角度來看，現(xiàn)在的通信系統(tǒng)的主要瓶頸是與各種智能電子設備的變電站層，如直流充電系統(tǒng)、小電流接地系統(tǒng)與其他通信系統(tǒng)。IDES通常用于通過RS-232/485口變電站層溝通。雖然這種設備不高，現(xiàn)有的通信方式可以滿足要求，但是在安裝、調試和運行維護的過程中，它往往需要花費大量的人力和物力來進行通信協(xié)議的通信。如果各種智能電子設備（IDEs）都能采用以太網絡結構，以TCP/IP網絡協(xié)議與變電站層通訊，那么其通用性和易用性都能得到很大的提高。

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