數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)通信模式

4 IEC61850數(shù)字化變電站通信方案

數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)改變了變電所控制系統(tǒng)和電氣量采集系統(tǒng)、斷路器設(shè)備間連接的形式，推進了變電站內(nèi)IED設(shè)備之間信息交互的網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)，數(shù)字化變電站通信方案可以分為三種模式：點對點模式、過程總線模式、過程總線和站總線合并模式。

4.1 點對點連接模式

測量數(shù)據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)化就是傳感器、斷路器和保護設(shè)備之間信息交互采取點對點的連接模式。隔離刀閘、斷路器設(shè)備的控制經(jīng)由過程總線來完成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。測量數(shù)據(jù)通過直連到保護設(shè)備的點對點的連接來發(fā)送，過程總線用于控制和監(jiān)測以及從合并單元到間隔處理單元的有效值的發(fā)送。點對點連接和過程總線都是基于10Mbit/s的以太網(wǎng)，只是各自使用的通信協(xié)議不同。測量數(shù)據(jù)遵循規(guī)約。這種應(yīng)用模式的特點是保護的測量數(shù)據(jù)和控制通信數(shù)據(jù)嚴(yán)格分離，由于通信模塊的使用，這種模式已經(jīng)為下一步變換數(shù)據(jù)過程總線做好了準(zhǔn)備。

4.2 過程總線模式

控制和測量數(shù)據(jù)的分離通信系統(tǒng)將合并到一起，IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)化是出于對過程總線的考慮，這種應(yīng)用模式見圖3?？刂坪蜏y量數(shù)據(jù)的合并減少了間隔接線的復(fù)雜性，但間隔層IED設(shè)備需要兩個以太網(wǎng)口分別與過程總線和變電站總線連接。由于傳送了來自合并單元的數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)的瞬時值，此種通信方式比第一種通信方式更快。出于這個原因?qū)⑹褂?00Mbit/s以太網(wǎng)，保護裝置的跳閘命令通過過程總線發(fā)送到斷路器。

4.3 過程總線和站總線合并模式

由于在第一、二種模式中過程總線和變電站總線都使用了基于MMS應(yīng)用層通信堆棧的以太網(wǎng)，因此隨著以太網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展，使得變電站總線和各種過程總線連接構(gòu)成一個通信網(wǎng)絡(luò)將不會影響變電站內(nèi)信息通信系統(tǒng)的運作。統(tǒng)一總線的優(yōu)點是信息的完全共享、統(tǒng)一的訪問和存儲方式;間隔層中的設(shè)備只需要一個通信接口，將大大降低設(shè)備和變電站運行和維護費用。結(jié)構(gòu)圖見圖4所示。

5 結(jié)束語

數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)是一個系統(tǒng)工程，通信網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化變電站系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)?？梢灶A(yù)計，在現(xiàn)有技術(shù)水平不斷發(fā)展和運行經(jīng)驗不斷總結(jié)的基礎(chǔ)上，數(shù)字化變電站將以其在數(shù)字化、自動化、智能化、安全性和互操作性等方面的優(yōu)勢，成為未來變電站技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

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作者簡介：

鞠 陽(1963-)，男，碩士，副教授，主要從事電網(wǎng)監(jiān)視與控制、變電站綜合自動化方面的教學(xué)和研究工作。