智能化变电站网络架构优化

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：图3-1三层二网网络拓扑结构以往常规综自变电站采用电流互感器与保护、测控装置用电缆的形式一对一的直采、直接操作，与常规综自系统的变电站相比，智能化变电站去掉了一对一的电缆直接联系，全站各个电流电压的数据通过光纤传输至过程层交换机，过程层交换机承载了大量的数据，很容易造成网络延时和丢帧的情况。

过程层网络连接过程层和间隔层设备，按照智能化变电站要求，其内部传输电流电压信息、四遥信号报文（遥控、遥测、遥信、遥调）等，所有信息以 SV 和GOOSE报文的形式传输。SV 信息代表了电流电压采样值，由合并单元提供信息报文。GOOSE信息代表了一些开关量、状态量，由智能终端提供信息报文，它由面向通用对象的变电站事件组成。

现有智能化站一般均采用了三层两网的形式，过程层组网一般采用保护直采直跳，SV和GOOSE报文共网传输。三层二网的网络拓扑结构及接入设备如图3-1所示。

图3-1　三层二网网络拓扑结构

以往常规综自变电站采用电流互感器与保护、测控装置用电缆的形式一对一的直采、直接操作，与常规综自系统的变电站相比，智能化变电站去掉了一对一的电缆直接联系，全站各个电流电压的数据通过光纤传输至过程层交换机，过程层交换机承载了大量的数据，很容易造成网络延时和丢帧的情况。因此，现有智能站把过程层数据专门组织了一个独立的网络，防止站控层的大量数据报文进入过程层造成网络延时、数据失真。

现有智能化变电站网络是一个比较复杂的网络，多一个网络就多一个步骤，但是随着交换机技术的不断发展，变电站监控技术的进一步升级，早期数据拥堵的情形有了改观，站内GOOSE/SV/MMS数据报文共网传输有了可行性。

“三层一网”就是变电站二次设备分站控层、间隔层、过程层三部分设备，全站采用一个网络，将以往常规的站控层网络（传输 MMS 信息）和过程层网络（传输GOOSE、SV 信息）融为一体，MMS、GOOSE、SV 信息均可以在一个网络中共网传输，将站控层、间隔层、过程层设备接入全站统一的物理网络。

目前常用的智能化变电站保护跳闸方式为“直采直跳”“直采网跳”“网采网跳”的形式。

（1）所谓的“直”就是保护装置和智能终端合并单元通过光纤点对点的形式采集SV 信号，传输 GOOSE 信号。“网”就是保护装置和智能终端合并单元没有直接的联系，通过交换机将保护装置和智能终端合并单元连接在一起，通过交换机传输 SV 信号和GOOSE信号。

（2）“网采网跳”是采用 GOOSE 网跳，SV 采样。“网采网跳”最考验交换机。通过交换机虚拟局域网（VLAN）技术筛选数据实现数据分流，解决 GOOSE、SV、MMS 信息共享的问题。另外，通过 IEC 61588 时钟同步技术来保证保护设备的可靠性。

（3）“三层一网”将 MMS、GOOSE、SV 信号集中在一个网络里，它的特点是网络很简单，因此点对点的这种复杂的网络形式不会被采用，故“直采直跳”和“直采网跳”就无法利用“三层一网”的最大优势。

（4）“网采网跳”的形式可充分利用“三层一网”的概念，它的网络结构简单，一个网络即可实现 MMS、GOOSE、对时“三网合一”，实现跳闸形式的接线简化。

智能化变电站网络架构优化

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