引言：

 　   變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是利用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動(dòng)化系統(tǒng)烙昼，代替常規(guī)的測(cè)量和監(jiān)視儀表僧界、控制屏迅矛、中央信號(hào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏，用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)的繼電保護(hù)燕差，改變常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷遭笋。

 　   隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大徒探，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行方式也越來(lái)越復(fù)雜瓦呼，電力系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)化的要求也越來(lái)越高，因此促進(jìn)了電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展测暗。傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置很難實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電保護(hù)裝置各方面特性的全面測(cè)試央串，難以滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求，已不能適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要碗啄。為了避免重復(fù)投資质和，實(shí)現(xiàn)信息資源的共享，應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)范和綜合考慮隅贫。
        1 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成
 　   變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是利用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動(dòng)化系統(tǒng)甸诽，代替常規(guī)的測(cè)量和監(jiān)視儀表、控制屏做销、中央信號(hào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏所惶，用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)的繼電保護(hù)，改變常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。因此桦溃，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是自動(dòng)化技術(shù)晕围、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)在變電站的綜合應(yīng)用。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息呐相，利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算能力和邏輯判斷能力黑寻，可方便地監(jiān)控變電站內(nèi)各種設(shè)備的運(yùn)行和操作。
        變電站自動(dòng)化系統(tǒng)多采用由多臺(tái)微機(jī)組成的分層分布式控制系統(tǒng)汞小。分層分布式控制系統(tǒng)在邏輯上可分為三個(gè)層次：變電站層壕哩、間隔層或單元層、過(guò)程層或設(shè)備層男窿。
        a. 第一層為變電站層，它通過(guò)間隔層得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)瑟曲，承擔(dān)著本站內(nèi)操作員與遠(yuǎn)方監(jiān)視和維護(hù)工程師站的人機(jī)接口饮戳、監(jiān)視、管理洞拨、控制等變電站主控室功能扯罐，并負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信。
        b. 第二層為間隔層或單元層烦衣，負(fù)責(zé)對(duì)下層就地裝置和智能電子設(shè)備進(jìn)行通信管理歹河、控制，同時(shí)也承擔(dān)著通信規(guī)約解釋花吟、轉(zhuǎn)換工作秸歧。
        C. 第三層為過(guò)程層或設(shè)備屋，是模擬量衅澈、開(kāi)關(guān)量和脈沖量數(shù)據(jù)采集键菱、保護(hù)和控制操作出口。
 　   因此在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部今布，必須通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)通信经备，實(shí)現(xiàn)各層間和各層子系統(tǒng)間的信息交換和信息共享，以減少變電站二次設(shè)備的重復(fù)配置并簡(jiǎn)化各子系統(tǒng)的互連掩半，既減少了重復(fù)投資瞒脆，又提高了系統(tǒng)的整體安全性和可靠性
        2 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)包括微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)溉谣、電能質(zhì)量控制等多個(gè)子系統(tǒng)纺闷。在各子系統(tǒng)中，往往又由多個(gè)智能環(huán)節(jié)組成蒸橡。例如：微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)由變壓器保護(hù)单葡、電容器保護(hù)和各種線路保護(hù)等組成。因此在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部，必須通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)通信雳梧，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)內(nèi)部和各子系統(tǒng)問(wèn)的信息交換和信息共享旅雇，這是常規(guī)的變電站二次設(shè)備所不能實(shí)現(xiàn)的。變電站是電力系統(tǒng)中電能傳輸托逝、交換跃旁、分配的重要環(huán)節(jié)，它集中了變壓器萤皂、開(kāi)關(guān)撒穷、無(wú)功補(bǔ)償?shù)劝嘿F設(shè)備。因此裆熙，對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性端礼、抗干擾能力、工作靈活性和可擴(kuò)展性要求很高入录，尤其是在無(wú)人值班的變電站中蛤奥，不僅要求綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中所采集的測(cè)量信息，各斷路器僚稿、隔離開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信息和繼電保護(hù)動(dòng)作信息等能傳送給地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心凡桥，而且也要能接收和執(zhí)行調(diào)度中心下達(dá)的各種操作和調(diào)控命令。因此蚀同，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信缅刽，包括兩方面的內(nèi)容：一是系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)的信息交換;二是變電站與調(diào)度中心間的通信。
        2.1 變電站內(nèi)的數(shù)據(jù)通信
        在具有變電站層一單元層一設(shè)備層的分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)中蠢络，需要傳輸?shù)男畔⒂腥缦聨追N衰猛。
        2.1.1 問(wèn)隔層與設(shè)備層間的通信
 　   間隔層的設(shè)備有控制測(cè)量單元或繼電保護(hù)單元，或兩者都有谢肾。設(shè)備層的高壓斷路器可能有智能傳感器和執(zhí)行器漩叶，可以自由地與間隔層交換信息。間隔層的設(shè)備大多數(shù)需要從設(shè)備層的電壓和電流互感器采集正常和事故情況下的電壓值和電流值芬赢，采集設(shè)備的狀態(tài)信息和故障診斷信息狞朦，這些信息包括：斷路器和隔離開(kāi)關(guān)位置，主變壓器分接頭位置眷幢，變壓器澎矗、互感器、避雷器的診斷信息以及斷路器操作信息酒舶。
        2.1.2 間隔層內(nèi)部的通信
 　   間隔層內(nèi)部的通信是在一個(gè)間隔層內(nèi)部相關(guān)的功能模塊間标晤，即繼電保護(hù)和控制、監(jiān)視宇赁、測(cè)量之間的數(shù)據(jù)交換蕴轩。這類(lèi)信息有測(cè)量數(shù)據(jù)芹蟹、斷路器狀態(tài)、器件的運(yùn)行狀態(tài)搁突、同步采樣信息等绍绽。
        2.1.3 間隔層之間的通信
        不同間隔層之間的數(shù)據(jù)交換有主、后備繼電保護(hù)工作狀態(tài)经磅、互鎖泌绣，相關(guān)保護(hù)動(dòng)作閉鎖，無(wú)功補(bǔ)償綜合控制等信息预厌。
        2.1.4 間隔層和變電站層的通信
        間隔層和變電站層的通信內(nèi)容很豐富阿迈，概括起來(lái)有以下3類(lèi)：
        a. 測(cè)量及狀態(tài)信息。正常和事故情況下的測(cè)量值和計(jì)算值轧叽，斷路器苗沧、隔離開(kāi)關(guān)、主變壓器分接開(kāi)關(guān)位置炭晒，各間隔層運(yùn)行狀態(tài)崎页、保護(hù)動(dòng)作信息等。
        b. 操作信息腰埂。斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的分、合命令蜈膨，主變壓器分接頭位置的調(diào)節(jié)屿笼， 自動(dòng)裝置的投入與退出等。
        c. 參數(shù)信息强剥。微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)裝置的整定值等担擦。
        2.1.5 變電站層的內(nèi)部通信
        變電站層的不同設(shè)備之間的通信.要根據(jù)各設(shè)備的任務(wù)和功能的特點(diǎn)，傳輸所需的測(cè)量信息拟晋、狀態(tài)信息和操作命令等雕残。
        2.2 變電站與調(diào)度中心的通信
        變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具有與電力系統(tǒng)調(diào)度中心通信的功能，不另設(shè)獨(dú)立的遠(yuǎn)動(dòng)裝置蛇狐，而由通信控制器執(zhí)行遠(yuǎn)動(dòng)功能榛湖，
把變電站所需測(cè)量的模擬量、電能量腿宛、狀態(tài)信息和SOE (事件順序記錄)等信息傳送至調(diào)度中心巫邻。變電站不僅要向調(diào)度中心發(fā)送測(cè)量和監(jiān)視信息，而且要從上級(jí)調(diào)度中心接收數(shù)據(jù)和控制命令顶山，例如接收調(diào)度中心下達(dá)的開(kāi)關(guān)操作命令溺察、在線修改保護(hù)整定值、調(diào)整實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)刨塔。變電站與調(diào)度中心的通信有助于調(diào)度員從全系統(tǒng)范圍考慮電能質(zhì)量矫评、潮流和穩(wěn)定性控制等卜壕，這將給電力系統(tǒng)帶來(lái)很大效益。
        3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的要求
        由于變電站的特殊環(huán)境和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的要求.變電站通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備以下要求烙常。
        3.1 快速的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力

 　   變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)要及時(shí)地傳輸現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息和操作控制信息轴捎。在電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送都有嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性指標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)必須保證數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性军掂。
        3.2 高可靠性
 　   電力系統(tǒng)是連續(xù)運(yùn)行的轮蜕，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)也必須連續(xù)運(yùn)行，通信網(wǎng)絡(luò)的故障和非正常工作會(huì)影響整個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行蝗锥。設(shè)計(jì)不合理的系統(tǒng)跃洛，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐稍O(shè)備和人身事故、造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失.因此變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)必須保證高可靠性终议。
        3.3 良好的電磁兼容·陡能
        變電站是一個(gè)具有強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境汇竭，存在電源、雷擊穴张、跳閘等強(qiáng)電磁干擾细燎，通信環(huán)境惡劣，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)必須注意采取相應(yīng)的措施消除這些干擾的影響皂甘。
        3.4 分層式結(jié)構(gòu)
 　   這是由整個(gè)系統(tǒng)的分層分布式結(jié)構(gòu)決定的玻驻，也只有實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的分層，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的分層分布式結(jié)構(gòu)哪峰，系統(tǒng)的各層次又具有特殊的應(yīng)用條件和性能要求冷吏，因此每一層都要有合適的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
        4 不同級(jí)別變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成
 　   數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是構(gòu)成變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)守搬，內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化是使變電站自動(dòng)化邁向標(biāo)準(zhǔn)化的難點(diǎn)之一些惑，受性能、價(jià)格杰趾、硬件鲸锻、軟件、用戶(hù)策略等諸多因素的影響稀销，目前在選擇“接口網(wǎng)絡(luò)”上很難達(dá)成一致鸡捉。網(wǎng)絡(luò)特性主要由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸媒介栗绝、媒介存取方式來(lái)決定伤主。網(wǎng)絡(luò)的選擇應(yīng)符合國(guó)際國(guó)內(nèi)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn);應(yīng)選擇當(dāng)前的主流產(chǎn)品，應(yīng)得到實(shí)力雄厚的軟硬件商的支持：
產(chǎn)品應(yīng)滿(mǎn)足變電站運(yùn)行要求;具有較高的性能價(jià)格比癣彩。
        4.1 35 kV及以下變電站通信網(wǎng)絡(luò)
        在小規(guī)模的35 kV變電站和l0 kV終端變電站玫氢，可考慮使用RS422或RS485組成的網(wǎng)絡(luò);當(dāng)變電站規(guī)模較大時(shí)應(yīng)考慮選擇現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。RS422和RS485串VI傳輸速率谜诫，在1 000m 內(nèi)可達(dá)100 kbps漾峡，短距離傳輸速率可達(dá)10 Mbps攻旦。RS422串口為全雙工，RS485串口為半雙工生逸，媒介訪問(wèn)方式為主從問(wèn)答式牢屋，屬總線結(jié)構(gòu)。這兩種網(wǎng)絡(luò)的不足在于接點(diǎn)數(shù)量比較少槽袄，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多主冗余烙无，有瓶頸問(wèn)題渔呵。RS422的工作方式為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)每窖，上位機(jī)一個(gè)通信口最多只能接10個(gè)節(jié)點(diǎn)：RS485串15構(gòu)成一主多從阁巨，只能接32個(gè)節(jié)點(diǎn);此外還有信號(hào)反射姥芥、中間節(jié)點(diǎn)問(wèn)題。而LonWorks網(wǎng)上的所有節(jié)點(diǎn)是平等的隆肪，CAN網(wǎng)絡(luò)可以方便地構(gòu)成多主結(jié)構(gòu)禁悠，不存在瓶頸問(wèn)題弃揽，這兩種網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)比RS485擴(kuò)大多倍鼓择，CAN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)理論上不受限制甘虑，一般可連接110個(gè)節(jié)點(diǎn)。
        4.2 1 10 kV變電站通信網(wǎng)絡(luò)
        中型1l0 kV樞紐變電站節(jié)點(diǎn)數(shù)一般為40個(gè)左右的讯，多主冗余要求和節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加使RS422和RS485難以勝任》吮浚現(xiàn)場(chǎng)總線卻能得心應(yīng)手，現(xiàn)場(chǎng)總線將網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)連接在一起某现，可以方便地增減節(jié)點(diǎn);具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)喝灌、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)和全網(wǎng)廣播傳送數(shù)據(jù)的功能;常用的有LonWorks網(wǎng)、CAN網(wǎng)奠钾，這兩種網(wǎng)絡(luò)均為中速網(wǎng)絡(luò)，500 m時(shí)LonWorks網(wǎng)傳輸速率可達(dá)1 Mbps慈哗，CAN網(wǎng)在小于40 m時(shí)達(dá)1 Mbps浮两，CAN網(wǎng)在節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)時(shí)可自動(dòng)切除與總線的聯(lián)系。據(jù)近年國(guó)內(nèi)數(shù)百個(gè)站的經(jīng)驗(yàn)筋悴。LonWorks網(wǎng)可作為目前一般中型110 kV樞紐變電站自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)俩食。
        4.3 220 kV及以上變電站通信網(wǎng)絡(luò)
        220～500 kV變電站節(jié)點(diǎn)數(shù)量多，站內(nèi)分布成百上千個(gè)控制器暖悦，數(shù)據(jù)信息流大菊碟，電力系統(tǒng)操作對(duì)速率指標(biāo)要求高CONTROL ENGINEERING
China版權(quán)所有，例如在速率上在刺，要求達(dá)到130 kbps逆害。因此高電壓等級(jí)變電站對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的選擇要求也較高。隨著自動(dòng)化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》(IEC 61850)的提出蚣驼， 國(guó)內(nèi)各主要廠家都已經(jīng)在工程中實(shí)施魄幕。目前大多是從110kV開(kāi)始試點(diǎn)相艇。然后向高電壓等級(jí)站推進(jìn)，預(yù)計(jì)三年左右的時(shí)間IEC 61850將全面運(yùn)用到220 kV及以上電壓等級(jí)的變電站纯陨。在110 kV及以下電壓等級(jí)的變電站坛芽， 因?yàn)檫@類(lèi)站設(shè)備大多由同～
廠家提供，互連互通要求緊迫性稍弱.加上設(shè)備成本的考慮翼抠，發(fā)展會(huì)稍緩咙轩，預(yù)計(jì)3—5年后才會(huì)有應(yīng)用。
        隨著上層網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的提出.目前對(duì)于高電壓等級(jí)變電站底層通信網(wǎng)絡(luò)的要求也逐漸提高阴颖。各大公司已經(jīng)提出了針對(duì)滿(mǎn)足IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的底層測(cè)控裝置設(shè)備的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活喊。而由于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)中嵌入式以太網(wǎng)通信技術(shù)的高速特性，數(shù)字化變電站要求底層通信裝置具有高速犯绪、可靠和實(shí)時(shí)等特性乐肿。具有以上特性的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)滿(mǎn)足底層通信網(wǎng)絡(luò)的需求。
        5 工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用于數(shù)字化變電站系統(tǒng)
        5.1 工業(yè)以太網(wǎng)概述
        根據(jù)IEC/SC65C (國(guó)際電工委員會(huì)SC65C工作組)的定義骑失，工業(yè)以太網(wǎng)是用于工業(yè)自動(dòng)化環(huán)境.符合IEEE 802.3 (電氣與電子工程師協(xié)會(huì)以太網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn))软雹，按照IEEE 802.1D(介質(zhì)訪問(wèn)控制網(wǎng)橋規(guī)范)和IEEE 802.1Q (局域網(wǎng)虛擬網(wǎng)橋規(guī)范)，對(duì)其沒(méi)有進(jìn)行任何實(shí)時(shí)擴(kuò)展的以太網(wǎng)荞扒。工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模型是參考ISO/OSI RM (國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型)制定的丙煞，結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)以太網(wǎng)基本相同。但由于傳統(tǒng)以太網(wǎng)不是為工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的.因此在信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性窟蝌、可靠性钢陨、確定性方面不能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)要求控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，需要加以改進(jìn)锉潜。另外CONTROL
ENGINEERING China版權(quán)所有材圈，工業(yè)以太網(wǎng)在設(shè)備互操作性、網(wǎng)絡(luò)生存性摹色、總線供電三稿、本質(zhì)安全等方面r^ ]的研究也處于初期階段，需要不斷修改和完善?
        傳統(tǒng)以太網(wǎng)的CSMA/CD 載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè))機(jī)制帶來(lái)了傳輸延遲的不確定性沛慢，不能滿(mǎn)足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性要求赡若。因此，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者提出了各種改進(jìn)方法來(lái)提高以太網(wǎng)的通信實(shí)時(shí)性团甲，以使其能夠應(yīng)用到工業(yè)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域逾冬。這些方法可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是硬件實(shí)時(shí)改進(jìn)方法躺苦，另一類(lèi)是軟件實(shí)時(shí)改進(jìn)方法身腻。硬件實(shí)時(shí)方法是指通過(guò)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)挠布娐?限制節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)問(wèn)和速率，
以減少網(wǎng)絡(luò)沖突和排隊(duì)延遲匹厘，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信霸株。但與目前廣泛使用的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)相比雕沉，這種方法大大提高了節(jié)點(diǎn)的硬件成本，不利于大面積推廣應(yīng)用去件。軟件實(shí)時(shí)改進(jìn)方法坡椒，是指在不增加節(jié)點(diǎn)硬件成本的同時(shí)，用軟件調(diào)度策略對(duì)CSMA/CD機(jī)制和BEB （二進(jìn)制指數(shù)退避)算法進(jìn)行改進(jìn)尤溜，以提高以太網(wǎng)的通信實(shí)時(shí)性倔叼。
        5.2 基于工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)字化變電站系統(tǒng)概述
        IEC 61850是新一代變電站網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)體系，適用于分層的lED (智能電子設(shè)備)和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)篇惧。該標(biāo)準(zhǔn)制定了滿(mǎn)足實(shí)時(shí)信息傳輸要求的服務(wù)模型胖移。它采用了抽象通信服務(wù)接口、特定通信服務(wù)映射等技術(shù)蔫婉。此外鞠撑，還采用了面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)、面向設(shè)備建模和自我描述孕赫、配置語(yǔ)言和工具还幅、定義和傳輸元數(shù)據(jù)、擴(kuò)充數(shù)據(jù)和設(shè)備管理功能等玉惫。該標(biāo)準(zhǔn)還包括變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)總體要求挠氛、系統(tǒng)和工程管理、一致性測(cè)試等计灌。

 　   數(shù)字化變電站以新型互感器代替了常規(guī)繼電保護(hù)淡榕、測(cè)控等裝置的I/O部分;以交換式以太網(wǎng)和光纜組成的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)代替了以往的二次回路及其線纜;基于微電子技術(shù)的IED設(shè)備實(shí)現(xiàn)了信息的集成化應(yīng)用，以功能钟牛、信息的冗余代替了常規(guī)變電站裝置的冗余允悦，
系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分層分布設(shè)計(jì);一次設(shè)備智能化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)使得控制回路實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化應(yīng)用，常規(guī)變電站部分功能可以直接在底層實(shí)現(xiàn)虑啤，整個(gè)變電站可以實(shí)現(xiàn)小型化隙弛、緊湊化的設(shè)計(jì)與布置。
 　   數(shù)字化變電站采用低功耗咐旧、數(shù)字化的新型互感器代替常規(guī)互感器，將高電壓绩蜻、大電流直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)铣墨。變電站內(nèi)設(shè)備之間通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互，二次設(shè)備不再出現(xiàn)功能重復(fù)的I/O接12I办绝，常規(guī)的功能裝置變成了邏輯的功能模塊伊约。即通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)及資源共享。網(wǎng)絡(luò)化的信息流如圖2所示孕蝉，具體包括：
        a. 過(guò)程層與間隔層之間的信息交換屡律，即過(guò)程層的各種智能傳感器和執(zhí)行器可以自由地與間隔層的裝置交換信息;
        b. 間隔層內(nèi)部的信息交換;
        c. 間隔層之間的通信：
        d. 間隔層與變電站層的通信：
        e. 變電站層不同設(shè)備之間的通信腌逢。
        信息交互網(wǎng)絡(luò)化的主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：①
能根據(jù)實(shí)際需要靈活選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，易于利用冗余技術(shù)提高系統(tǒng)可靠性超埋。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變不會(huì)影響變電站功能的實(shí)現(xiàn)缓冷。② 當(dāng)過(guò)程層采用基于IEC 61850—9-2(《變電站通訊網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)第9—2部分：特定通訊服務(wù)映射一通過(guò)ISO/IEC 8802—3上的采樣值》)的過(guò)程總線時(shí)，
傳感器的采樣數(shù)據(jù)可利用多播(multicasting)技術(shù)同時(shí)發(fā)送至測(cè)控淑免、保護(hù)即倦、故障錄波及相角測(cè)量等單元，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享暑礼。③ 利用網(wǎng)絡(luò)代替導(dǎo)線可大大減少變電站內(nèi)二次回路的連接線纜數(shù)量.從而提高系統(tǒng)的可靠性疚线。
        5.3 目前存在的問(wèn)題
        5.3.1 各層之間及層內(nèi)的通信系統(tǒng)不統(tǒng)一
        由于各種原因。數(shù)字化變電站的各層之間及同層內(nèi)的通信系統(tǒng)不統(tǒng)一硅拆，造成多種通信系統(tǒng)混用的情況背渤。這樣的系統(tǒng)不易維護(hù)且易發(fā)生通信故障。
        5.3.2 工業(yè)以太網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)眾多且互不兼容
 　   目前基于工業(yè)以太網(wǎng)的國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)有十幾種之多栗衍，且相互不能兼容熊骆。因此如何選取合適的通信標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)重要問(wèn)題。在數(shù)字化變電站自動(dòng)化領(lǐng)域幸瓢，采用統(tǒng)一的IEC
61850標(biāo)準(zhǔn)的呼聲很高诉母，這對(duì)于變電站通信系統(tǒng)的發(fā)展是十分有利的。
        5.3.3 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)有待完善
        IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)自誕生之日起就存在多個(gè)不同的版本冀泻，不同廠家基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品也不能100% 兼容常侣。同時(shí)，IEC 61850自身也在不斷完善弹渔，不斷有新的版本推出胳施。因此，盡快完善IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)并使各廠家在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下開(kāi)發(fā)相關(guān)設(shè)備是十分必要的肢专。
        5.4 應(yīng)用實(shí)例
        某大型商業(yè)廣場(chǎng)智能化變配電綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)大區(qū)舞肆，3個(gè)變配電室，每個(gè)變配電室包括l0 kV中壓系統(tǒng)和380V低壓系統(tǒng)博杖。此系統(tǒng)兩區(qū)共有變壓器16臺(tái)椿胯，數(shù)據(jù)采集模塊200余個(gè).低壓配電回路800多路。
        低壓監(jiān)控回路部分每個(gè)回路完全獨(dú)立剃根，出線回路采用4回路或6回路帶計(jì)量模塊哩盲，完全實(shí)現(xiàn)了電能的集中管理功能。
        監(jiān)控中心分別設(shè)置在兩個(gè)配電室狈醉，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)連接現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)設(shè)備廉油。該系統(tǒng)支持基于現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)的多種通信協(xié)議。是一個(gè)擴(kuò)展性強(qiáng)的穩(wěn)定系統(tǒng)。
        6 總結(jié)與展望
 　   變電站自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的變遷紧寺。逐漸在向數(shù)字化燎拟、網(wǎng)絡(luò)化、集成化方向發(fā)展虾脆。數(shù)字化變電站采用新型電流和電壓互感器享秒，采用智能斷路器等技術(shù)，利用高速以太網(wǎng)構(gòu)成變電站數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)爹嘁，并實(shí)現(xiàn)基于IEC
61850標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一信息建模远驹。因此。數(shù)字化變電站在常規(guī)變電站自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了巨大的跨越项驮。
        IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)是世界唯一的變電站網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)安坏，也將成為電力系統(tǒng)中從調(diào)度中心到變電站、變電站內(nèi)洛淑、配電自動(dòng)化無(wú)縫自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)颈冶，該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)“即插即用”，而在工業(yè)控制上則是為了最終實(shí)現(xiàn)“一個(gè)世界驻碉、一種技術(shù)摆抑、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)”。

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