變電站自動(dòng)化通信技術(shù)現(xiàn)狀分析

1、編號(hào)：時(shí)間：2021年X月X日書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟頁碼：第1頁共5頁變電站自動(dòng)化通信技術(shù)現(xiàn)狀分析【摘要】在變電站中，支持自動(dòng)化的核心是通信技術(shù)。當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)的 信息化建設(shè)已成為必然趨勢(shì)，而在這個(gè)過程中，變電站的自動(dòng)化通信技術(shù)就是其 中最不可或缺的一項(xiàng)內(nèi)容。本文就通過對(duì)變電站自動(dòng)化通信技術(shù)的概念的闡述, 在總結(jié)其發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，總結(jié)了一些新的通信技術(shù)在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的 應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】變電站；自動(dòng)化；通信技術(shù)；應(yīng)用變電站作為我國電力行業(yè)中最重要的組成部分，在越來越先進(jìn)的科學(xué) 技術(shù)的推動(dòng)下，變電站也在朝著自動(dòng)化的方向快速發(fā)展。在這個(gè)過程中，通信技 術(shù)就具有至關(guān)重要的作用。通信技術(shù)的

2、應(yīng)用不僅有效變革了傳統(tǒng)變電站的組成結(jié) 構(gòu)，還是其功能及性能都得到了進(jìn)一步的提升。1變電站自動(dòng)化通信技術(shù)概述變電站自動(dòng)化其實(shí)就是指通過將變電站內(nèi)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化組合，在經(jīng)由先進(jìn)技術(shù)如計(jì)算機(jī)、信息處理以及通信技術(shù)等技術(shù)綜合作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)變電 站中設(shè)備及線路的整體自動(dòng)監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)動(dòng)的過程。由此不難 發(fā)現(xiàn)，變電站自動(dòng)化通信技術(shù)其實(shí)就是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及多種通信 技術(shù)等進(jìn)行的有效融合。通過這些技術(shù)的應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)全部信息的 有效采集，還能通過結(jié)合計(jì)算機(jī)的核心運(yùn)算及邏輯判斷來對(duì)系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行進(jìn) 行監(jiān)視，并及時(shí)進(jìn)行操作控制。通過對(duì)國內(nèi)外變電站進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在變電站中，

3、其自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)與其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有著密切的聯(lián)系。這種結(jié)構(gòu)在早期主要表現(xiàn)為集中 式控制式結(jié)構(gòu)，發(fā)展至今則已轉(zhuǎn)變?yōu)榉謱邮椒植?，而促成這一轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)的核心技 術(shù)就是通信技術(shù)。當(dāng)前在我國多數(shù)變電站中，其自動(dòng)化通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都主要為由 變電站層及間隔層共同組成的二層結(jié)構(gòu)。其中在變電層中主要包含全部變電站相 關(guān)的功能與設(shè)備，而間隔層中則主要有支持變電站運(yùn)行的一些輔助設(shè)施及對(duì)變電 站其保護(hù)功能的設(shè)備等。變電站自動(dòng)化的目的是通過監(jiān)測(cè)變電站的運(yùn)行情況，及 時(shí)控制和調(diào)整相關(guān)的運(yùn)行設(shè)備，以確保變電站的安全運(yùn)行。在我國變電站自動(dòng)化 通信系統(tǒng)中，其監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)一直處于相互獨(dú)立的狀態(tài)。各自在運(yùn)行時(shí)也 分工明確，如監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只負(fù)

4、責(zé)對(duì)信息的收集，經(jīng)由系統(tǒng)的通信功能將信息傳遞與 保護(hù)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)。隨著通信技術(shù)在變電站自動(dòng)化運(yùn)行中重要性的不 斷提升，當(dāng)前變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的要求主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面: 首先是通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備較強(qiáng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力，即系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)要及時(shí)將系統(tǒng)的運(yùn) 行及操控信息進(jìn)行傳輸；其次則是通信網(wǎng)絡(luò)必須具備一定的抗干擾能力，這主要 是由于變電站內(nèi)部的通信環(huán)境往往較為惡劣，因此要有效實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化，就必須 要確保其通信技術(shù)具備極強(qiáng)的可靠性。2變電站自動(dòng)化通信技術(shù)的現(xiàn)狀近年來，為推進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的信息化建設(shè)，我國在建的變電站中都極為 重視自動(dòng)化的建設(shè)。與此同時(shí)，已完成的變電站也開始逐步改造與升級(jí)。較之

5、傳 統(tǒng)的運(yùn)行系統(tǒng)，變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)的最主要優(yōu)點(diǎn)就在于可在站內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高效的 通信。自20世紀(jì)90年代開始，在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，嘗試了多種通信方式。 例如，原始的RS485通過主通信和從通信連接總線到設(shè)備很簡單。并且還存在諸 多技術(shù)缺陷。在過去我國的變電站中曾大量引進(jìn)此類技術(shù)，并且還得到了極其廣 泛的應(yīng)用。但是這種總線技術(shù)在對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視及控制時(shí).,其所遙 信及遙控的對(duì)象數(shù)量極為有限，而隨著變電站的不斷升級(jí)，這種通信方式的局限 性就開始逐漸顯現(xiàn)出來。如在110kV的變電站中，遙信對(duì)象通常少于600,遙控 對(duì)象通常少于300：而在220kV變電站中，遙信對(duì)象最少就要2000,遙控對(duì)象

6、也 會(huì)多于1000,而500kV的高壓變電站中這些對(duì)象的數(shù)量還會(huì)更多。變電站的不 斷升級(jí)，代表著其內(nèi)部的通信量也要不斷增加，傳統(tǒng)的通信技術(shù)顯然未能滿足開 級(jí)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的要求。因此，為了實(shí)現(xiàn)大型變電站的自動(dòng)化通信，各種新 型的技術(shù)開始出現(xiàn)并得到了廣泛應(yīng)用。3新技術(shù)在變電站自動(dòng)化通信中的應(yīng)用3.1嵌入式網(wǎng)絡(luò)單片機(jī)技術(shù)在變電站自動(dòng)化通信中的應(yīng)用。在變電站自 動(dòng)化通信過程中，嵌入式單片機(jī)是系統(tǒng)在進(jìn)行內(nèi)部通信是最為常用的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備。通常情況下其主要有兩種應(yīng)用模式：系統(tǒng)中的全部智能電子裝置都配備 一個(gè)嵌入式的以太網(wǎng)接口，從而使得這些電子裝置都可以成為以太網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，并 順利與以太網(wǎng)進(jìn)行智聯(lián)；將多個(gè)

7、智能電子裝置經(jīng)由RS485或者現(xiàn)場(chǎng)總線的方 式進(jìn)行連接，并作為以太網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，通過嵌入式以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)與以太網(wǎng)的連接。 在變電站中，這些智能電子裝置主要具備對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行直流監(jiān)視以及電能計(jì)量的功 能，可以直接向廠商進(jìn)行購買。但是這種裝置卻只具備RS485或現(xiàn)場(chǎng)總線這一種 可實(shí)現(xiàn)對(duì)外通信的接口，在使用時(shí)就具備了一定的局限性。ip2022芯片的嵌入式 網(wǎng)絡(luò)微控制器具有通信接口和嵌入式以太網(wǎng)接口。當(dāng)該網(wǎng)關(guān)設(shè)備被使用時(shí)變電 站中的所有智能電子設(shè)備都可以直接連接到以太網(wǎng)。但是在使用第一種模式時(shí) 并不能使智能電子裝置都集成與統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)中，而后一種模式則可以實(shí)現(xiàn)。除此以 外，在IP2022芯片基礎(chǔ)上的自適應(yīng)頻帶就能

8、充分滿足變電站的自動(dòng)化通信要求， 即使應(yīng)用第一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)較多的模式，也不會(huì)顯著影響到網(wǎng)絡(luò)流量。但是當(dāng)前我 國的高壓變電站在建設(shè)時(shí)都主要使用笫二種模式，使系統(tǒng)既能實(shí)現(xiàn)通信功能，還 能通過這種嵌入式的網(wǎng)絡(luò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)本間隔單元的測(cè)量及控制。3.2無線自組 網(wǎng)技術(shù)在變電站自動(dòng)化通信中的應(yīng)用。在無線自組網(wǎng)中，有多個(gè)互相獨(dú)立的節(jié)點(diǎn), 同時(shí)這些節(jié)點(diǎn)也都處于同等的位置上，這種網(wǎng)絡(luò)一般都是分布式運(yùn)行。在此網(wǎng)絡(luò) 中，所有的節(jié)點(diǎn)都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，并且節(jié)點(diǎn)之間的通信都可以經(jīng) 由多數(shù)中間的節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)來實(shí)現(xiàn)。線自組網(wǎng)通常有兩種運(yùn)行方式，一種是單獨(dú)運(yùn) 行，一種則是接入到有線網(wǎng)絡(luò)中。在變電站中，根據(jù)其自動(dòng)化系統(tǒng)

9、功能的不同， 可將其分為變電層、間隔層和過程層。層次不同，其通信方式及過程也存在諸多 差異。首先就是在變電層中，其層內(nèi)的通信可以通過以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于間隔 層而言，不論是其層內(nèi)的通信還是與變電增之間的層間通信，都需要經(jīng)由RS485 網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)；而對(duì)于過程層而言，其層內(nèi)及層間的通信則都主要使用 硬線連接的方式。將無線自組網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于變電站中以后，就可以使其自動(dòng)化通 信被進(jìn)一步的擴(kuò)展，當(dāng)在變電站中設(shè)置無線自組網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)時(shí)就可以根據(jù)實(shí)際使用 需求自動(dòng)琮錚站內(nèi)的無線自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)所內(nèi)無線通信的暢通。這種 技術(shù)在應(yīng)用過程中通常具有如下特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)較為固定；通信過程中不存在 安全問題；數(shù)據(jù)的傳輸遵從一定的周期性、實(shí)時(shí)性并且極為可靠；數(shù)據(jù)量較小。4結(jié)束語對(duì)于變電站而言，自動(dòng)化是其發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此應(yīng)在我國當(dāng)前電 網(wǎng)配置及相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際情況充分融合先進(jìn)的通信技術(shù)使變電站自 動(dòng)化通信技術(shù)的水平得到進(jìn)一步提升，從而既能不斷加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)整體的自動(dòng)化控 制，還能使系統(tǒng)內(nèi)的通訊效率也得到提高，從而使變電站系統(tǒng)能夠更加自動(dòng)化運(yùn) 行，也使其運(yùn)行過程更加安全可靠，并助力電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益的雙豐 收。參考文獻(xiàn)陳磊.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)