周照智 肖丹 張長春

【摘要】? ? 變電站的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡架構(gòu)，需要實現(xiàn)電力、業(yè)務、信息的傳遞樞紐作用，通過網(wǎng)絡架構(gòu)，實現(xiàn)復雜的通信融合。在現(xiàn)代計算機、網(wǎng)絡、自動化技術(shù)迅速發(fā)展時期，我們得益于先進技術(shù)的升級，將創(chuàng)新的通信技術(shù)運用到變電站的系統(tǒng)中，實現(xiàn)了變電站的數(shù)字化運作，本文針對變電站現(xiàn)場通信網(wǎng)絡架構(gòu)及其關鍵技術(shù)進行研究，促進我國變電站和電力行業(yè)的安全性、智能化、自動化快速發(fā)展。

【關鍵詞】? ? 變電站? ? 現(xiàn)場通信? ? 網(wǎng)絡架構(gòu)? ? 關鍵技術(shù)

我國電力行業(yè)正處于技術(shù)變革時期，變電站也在逐漸進行新技術(shù)引進與設備改造。目前一些變電站的通信網(wǎng)絡仍然體現(xiàn)出碎片化的特點，沒有形成系統(tǒng)，在變電站的整體業(yè)務系統(tǒng)中還知識相對零散的組成部分，沒有形成完整的通信網(wǎng)絡架構(gòu)，這樣不利于變電站業(yè)務的工作效率的提升，也不利于變電站的自動化和智能化發(fā)展。因此我們需要從根本上對變電站現(xiàn)場通信網(wǎng)絡架構(gòu)進行分析和調(diào)整，并研究其關鍵技術(shù)，進一步推進變電站業(yè)務和效率的發(fā)展提升。

一、變電站現(xiàn)場通信網(wǎng)絡架構(gòu)

變電站的通信網(wǎng)絡架構(gòu)基于IEC61850-9-2 標準，根據(jù)實際情況的需要，采用不同的網(wǎng)絡架構(gòu)，實現(xiàn)過程層與變電站層網(wǎng)絡的合并，并將變電站網(wǎng)絡進行數(shù)字化、智能化、自動化改造。

第一種網(wǎng)絡架構(gòu)是裝置單環(huán)網(wǎng)絡，這種網(wǎng)絡的特點是裝置內(nèi)部帶有交換功能，具有進出兩個網(wǎng)絡端口，單環(huán)網(wǎng)中所有裝置采用的是串聯(lián)的通信模式，這種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)相對簡單，投資成本較低，但是由于是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，裝置之間的信息傳輸就會因為裝置數(shù)量的增多而造成延時增加，影響信息傳遞的實時性，而且當有故障發(fā)生時，自愈和處理時間也會比較長，一個裝置的檢修工作就會對單環(huán)網(wǎng)絡產(chǎn)生很大影響，因此這種結(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡中裝置的性能和情況要求就比較高，裝置之間需要能夠進行交換。

第二種是交換機環(huán)形網(wǎng)絡，這種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是采用交換機之間是實時環(huán)網(wǎng)，這種網(wǎng)絡的能夠在交換機網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時通過環(huán)網(wǎng)運行進行自愈，不會影響到網(wǎng)絡的正常通信，具有較強的實時性和故障適應性，能夠更有效的保障通信。

第三種是星形網(wǎng)絡，這種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是在交換機之間用級聯(lián)進行組網(wǎng)，這種網(wǎng)絡的實時性最好，能夠有效降低網(wǎng)絡延時，同時避免產(chǎn)生網(wǎng)絡風暴。

二、變電站通信網(wǎng)絡的關鍵技術(shù)

變電站通信網(wǎng)絡中的關鍵技術(shù)有無源光纖網(wǎng)絡（PON）、時延測量和業(yè)務隔離等。

2.1無源光纖網(wǎng)絡技術(shù)

在進行智能變電站建設中，我們需要讓智能設備與變電站核心交換機之間進行連接，這時就要運用PON技術(shù)作為接入網(wǎng)絡，利用交換機實現(xiàn)設備之間的數(shù)據(jù)通信交換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與聯(lián)通，在變電站的網(wǎng)絡架構(gòu)中，無源光纖網(wǎng)絡需要由光纜網(wǎng)絡（ODN）、光轉(zhuǎn)換單元（OUT）、交換機等設備和構(gòu)建組成，終端的多路智能電子設備接口有PON提供，將多路智能電子設備接口集合組成PON 接口，然后復接在同一個光纜網(wǎng)絡中，在連接到交換機，實現(xiàn)各種設備數(shù)據(jù)的接入和聯(lián)通。我們利用無源光纖網(wǎng)絡實現(xiàn)多路終端數(shù)據(jù)的接入，進一步擴展變電站交換機的接入能力，然后對數(shù)據(jù)進行匯集。PON 接入技術(shù)可以減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r性，保證網(wǎng)絡架構(gòu)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的固定時延，保證數(shù)據(jù)信息的實時交換。同時，這種技術(shù)具有靈活的拓撲結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需要組成不同構(gòu)架的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)上文中提到的星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡架構(gòu)，在變電站系統(tǒng)中的任何位置設置接入點。

2.2時延測量技術(shù)

時延測量是變電站通信網(wǎng)絡架構(gòu)是否順暢運行的一項重要指標，是指一條報文信息在網(wǎng)絡中傳遞所需的時間，在變電站的通信網(wǎng)絡架構(gòu)中時延測量就是SV 報文在網(wǎng)絡架構(gòu)中的進行傳輸所需要的時間的測量技術(shù)。在變電站的通信網(wǎng)絡架構(gòu)中，同步時間體系非常重要，需要實現(xiàn)內(nèi)部自動同步，并且盡量降低外界干擾，變電站的通信網(wǎng)絡架構(gòu)可以借助 PON技術(shù)的同步功能，來檢驗和測量系統(tǒng)內(nèi)的時延，指標需要包括駐留時間、路徑時延和總時延，讓網(wǎng)絡架構(gòu)系統(tǒng)在短時間內(nèi)得到SV 報文的傳輸，提供檢修調(diào)整的數(shù)據(jù)，輔助定位故障位置，提高故障排查和維修的效率。對于網(wǎng)絡架構(gòu)系統(tǒng)中不同類型的保溫，我們還需要實現(xiàn)報文傳輸?shù)臉I(yè)務隔離。確保業(yè)務的安全性，保證時延的獨立性，對網(wǎng)絡資源進行有效合理的配置，消除業(yè)務之間的影響，保證傳輸?shù)姆€(wěn)定。

結(jié)束語： 綜上所述，隨著變電站業(yè)務的發(fā)展，現(xiàn)場通信網(wǎng)絡架構(gòu)及其關鍵技術(shù)的研究越來越深入，我們將計算機等相關領域的新技術(shù)與變電站的網(wǎng)絡架構(gòu)相融合，實現(xiàn)變電站的智能化、自動化，提高通信效率，保障通信安全，提高變電站整體性能，推進變電站和電力行業(yè)的發(fā)展，為我國的現(xiàn)代化建設提供穩(wěn)定可靠快速的電力能源保障。

參? 考? 文? 獻

[1] 李勁草. 新一代智能變電站通信網(wǎng)絡技術(shù)應用研究[J]. 無線互聯(lián)科技， 2017（13）：5-6.

[2] 朱寧， 丁暉， 任寅平. 數(shù)字化變電站網(wǎng)絡通信技術(shù)的研究[J]. 通訊世界， 2019（7）.

[3] 翁旭初. 智能變電站關鍵技術(shù)及其構(gòu)建方式[J]. 電子技術(shù)與軟件工程， 2018（2）：253-253.