對智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的測量與控制
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當(dāng)然，標(biāo)準(zhǔn)為互操作性建立了基礎(chǔ)，為局域網(wǎng)(LAN)設(shè)定了協(xié)議堆棧。它還為傳送實時數(shù)據(jù)采樣等關(guān)鍵操作以及獲得電路斷路器的安全關(guān)鍵命令設(shè)置了響應(yīng)時間要求。這些要求應(yīng)為IEC 61850兼容網(wǎng)絡(luò)留有足夠的空間，完成變電站的數(shù)據(jù)記錄、開關(guān)和保護(hù)功能。但是，只有這些還不夠。
網(wǎng)絡(luò)可靠性
基于網(wǎng)絡(luò)的變電站SCADA系統(tǒng)有可能出現(xiàn)破裂的連接器或者失效的收發(fā)器破壞整個變電站的情況，這非常令人關(guān)注。相應(yīng)的，電力運營商和設(shè)備開發(fā)商轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)冗余方法，他們的想法在另一標(biāo)準(zhǔn)IEC 62439高可用性自動網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)了。
這一標(biāo)準(zhǔn)目前進(jìn)行了修正，允許融合兩種不同的冗余網(wǎng)絡(luò)方案：并行冗余協(xié)議(PRP)以及高可用性無縫冗余(HSR) (圖3)。前一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定了具有冗余開關(guān)的星形拓?fù)洌虼?，每一?jié)點有兩個通路，而后者可以采用星形或者雙向環(huán)形拓?fù)洹?br />
圖3.PRP和HSR冗余標(biāo)準(zhǔn)不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?br />
兩種不同的拓?fù)淇雌饋砟軌蚝芎玫膶崿F(xiàn)冗余。但是，IP開發(fā)者Flexibilis首席技術(shù)官Timo Koskiahde指出，每一種都有其優(yōu)勢。環(huán)形拓?fù)湫詢r比要高一些，這是因為它不需要外部開關(guān)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的物理規(guī)模和設(shè)備數(shù)量受限時，它也能很好的工作。雙星拓?fù)淠軌蚋玫倪m應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，很容易從單星拓?fù)溥M(jìn)行更新實現(xiàn)。
Koskiahde說，更新問題非常重要，這是因為很多已有的網(wǎng)絡(luò)依靠生成樹協(xié)議(STP)或者其快速版本(RSTP)提高對失效的承受能力。這些協(xié)議嘗試在出現(xiàn)鏈路失效時重新配置網(wǎng)絡(luò)，因此，可能無法滿足IEC 61850在某些狀態(tài)時的零誤差恢復(fù)時間要求。PRP和HSR通過兩條獨立通路傳輸復(fù)制數(shù)據(jù)包，因此，它們都能夠滿足零恢復(fù)要求。
獲取時間
變電站發(fā)展最快的一方面就是測量技術(shù)。開始時，由人控制的變電站使用機電儀表進(jìn)行測量。 SCADA推出后，它是電子儀表——數(shù)字表和位置傳感器，代表了變電站目前的測試技術(shù)。但是，如果這些儀表從專用合并單元轉(zhuǎn)到網(wǎng)絡(luò)連接應(yīng)用，那么，它們將不再能夠?qū)π盘栭g的時間關(guān)系進(jìn)行預(yù)測。這就需要對數(shù)據(jù)加上時間戳，以便對事件的實際順序進(jìn)行排列。
很多變電站已經(jīng)通過GPS接收機提供時間參考。但是，怎樣通過網(wǎng)絡(luò)來分配時間標(biāo)記?很多設(shè)計人員轉(zhuǎn)向采用IEEE 1588來解決這一問題。IEEE 1588通過以太網(wǎng)分配時鐘標(biāo)記，使用訓(xùn)練序列在參考時鐘和網(wǎng)絡(luò)的每一個接收節(jié)點之間建立延時。在穩(wěn)定的LAN中，IEEE 1588可以保證每一節(jié)點對事件打上時間戳，精度在1 μs以上，符合IEC 61850的要求。
不斷的發(fā)展使得變電站具有了冗余LAN功能，實現(xiàn)零時間故障恢復(fù)，能夠進(jìn)行時間戳測量，事件有足夠的精度以便控制系統(tǒng)使用。已經(jīng)實現(xiàn)了這些變革，電力公司還在客戶那里使用了智能電表，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視使用點的用電情況。下一步是逐漸將這兩種方法合并到一個智能電網(wǎng)中——遠(yuǎn)程控制變電站和分布式儀表網(wǎng)絡(luò)。
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