智能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范

智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范編制大綱V2.0前言范圍（江蘇院）35kV~750kV引用標(biāo)準(zhǔn)（電試院）下列文件中的條款通過本規(guī)定的引用而成為本規(guī)定的條款。凡是注明日期的引用文件，其隨后所有的修訂單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本規(guī)定，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本規(guī)定達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本適用于本規(guī)定。GB/T14285-2006繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程DL/T860變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)DL/T769-2001電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)導(dǎo)則DL/T5149-2001220kV～500kV變電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL/T5218—2005220kV～500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程Q/GDW383-2009智能變電站技術(shù)導(dǎo)則Q/GDW393-2009110（66）kV～220kV智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范Q/GDW394-2009330kV～750kV智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范Q/GDW396-2009IEC61850工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型Q/GDW441-2010智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》(電監(jiān)會(huì)5號(hào)令)《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案》和《變電站二次系統(tǒng)安全防護(hù)方案》（國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)第34號(hào)文，2006年2月）IEC62439Highavailabilityautomationnetworks高可用性自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)術(shù)語和定義（電試院）智能變電站采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能，實(shí)現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度等互動(dòng)的變電站。變電站層變電站層主要包括變電站監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)等，其作用是完成對(duì)本站內(nèi)間隔層設(shè)備及一次設(shè)備的控制，并完成與遠(yuǎn)方控制中心、工程師站及人機(jī)界面的通信功能。變電站層也即站控層。間隔層間隔層主要包括變電站的保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量等二次設(shè)備，主要任務(wù)是利用本間隔的數(shù)據(jù)完成對(duì)本間隔設(shè)備的監(jiān)測(cè)和保護(hù)判斷。過程層過程層是一次設(shè)備與二次設(shè)備的結(jié)合面，主要由電子式互感器、合并單元、智能單元等自動(dòng)化設(shè)備構(gòu)成，主要完成與一次設(shè)備相關(guān)的功能，如開關(guān)量、模擬量的采集以及控制命令的執(zhí)行等。站控層網(wǎng)絡(luò)站控層網(wǎng)絡(luò)是連接變電站層設(shè)備和間隔層設(shè)備、變電站層內(nèi)的不同設(shè)備以及間隔層內(nèi)不同設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)變電站層和間隔層之間、變電站層內(nèi)以及間隔層內(nèi)不同設(shè)備之間的信息交互。過程層網(wǎng)絡(luò)過程層網(wǎng)絡(luò)是連接間隔層設(shè)備和過程層設(shè)備、間隔層內(nèi)的不同設(shè)備以及過程層內(nèi)不同設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)間隔層和過程層之間、間隔層內(nèi)以及過程層內(nèi)不同設(shè)備之間的信息交互。智能終端一種智能組件，與一次設(shè)備采用電纜連接，與保護(hù)、測(cè)控等二次設(shè)備采用光纖連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)一次設(shè)備（如斷路器、刀閘、主變壓器等）的測(cè)量、控制等功能。合并單元mergingunit；MU用以對(duì)來自互感器二次轉(zhuǎn)換器的電流和/或電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間相關(guān)組合的物理單元。合并單元可以是互感器的一個(gè)組成件，也可以是一個(gè)分立單元。合并單元接收ECT/EVT輸出的數(shù)字采樣值（為兼容原有系統(tǒng)，合并單元也可接收電磁式互感器輸出的模擬信號(hào)并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換）并對(duì)采樣值進(jìn)行驗(yàn)證、合并，以通信的方式向變電站間隔層傳遞數(shù)字采樣合并值。面向通用對(duì)象變電站事件GenericObjectOrientedSubstationEvent；GOOSE主要用于智能設(shè)備之間傳遞、交互信息，包括保護(hù)跳閘/合閘命令、測(cè)控遙分/遙合命令、一次設(shè)備位置狀態(tài)信號(hào)等，具有高傳輸成功概率。采樣值SampleValue；SV合并單元以數(shù)字量形式輸出的電子式互感器測(cè)得一次電壓電流值或與一次電壓電流相關(guān)的數(shù)據(jù)，供保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量等設(shè)備使用。制造報(bào)文規(guī)范ManufacturingMessageSpecification；MMSMMS是ISO/IEC9506標(biāo)準(zhǔn)所定義的用于工業(yè)控制系統(tǒng)的通信協(xié)議，規(guī)范了工業(yè)領(lǐng)域具有通信能力的智能傳感器、智能電子設(shè)備、智能控制設(shè)備的通信行為，使出自不同制造商的設(shè)備之間具有互操作性（Interoperation）。網(wǎng)絡(luò)總體技術(shù)指標(biāo)（電試院）一般技術(shù)要求智能變電站網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循安全、可靠的原則，合理配置交換機(jī)數(shù)量，降低設(shè)備投資，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)易擴(kuò)展、易配置、易維護(hù)。智能變電站的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用傳輸速率為100Mbps或更高的以太網(wǎng)，滿足變電站數(shù)據(jù)交互的實(shí)時(shí)性和可靠性性要求。智能變電站的站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)獨(dú)立組網(wǎng)，不同網(wǎng)絡(luò)之間應(yīng)在物理上相互獨(dú)立。智能變電站網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴抑制功能、具備“故障弱化”的特性，即具有一定的容錯(cuò)能力，單點(diǎn)故障不能影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常工作；任何新接入的設(shè)備，不應(yīng)造成網(wǎng)絡(luò)故障，并引起相應(yīng)保護(hù)控制功能的退出。智能變電站網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備通信工況、網(wǎng)絡(luò)流量等指標(biāo)的監(jiān)視功能，并具備網(wǎng)絡(luò)故障告警功能。智能變電站網(wǎng)絡(luò)必須具備較強(qiáng)的抗電磁干擾能力。站控層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求智能變電站應(yīng)組建統(tǒng)一的站控層網(wǎng)，站內(nèi)各電壓等級(jí)的保護(hù)、測(cè)控等二次設(shè)備都接入統(tǒng)一的站控層網(wǎng)絡(luò)，站控層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)覆蓋全站變電站層與間隔層之間數(shù)據(jù)交互接口、變電站層之間數(shù)據(jù)交互接口以及間隔層之間數(shù)據(jù)交互接口。站控層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足變電站信息安全、可靠的要求，應(yīng)具備防止病毒傳播和非法入侵的能力。站控層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備故障監(jiān)測(cè)、故障自恢復(fù)和數(shù)據(jù)校驗(yàn)等功能，站控層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能夠通過軟、硬件進(jìn)行便捷的維護(hù)，且維護(hù)工作對(duì)系統(tǒng)的正常工作影響最小。站控層網(wǎng)絡(luò)的二次安全防護(hù)應(yīng)嚴(yán)格遵照《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案》和《變電站二次系統(tǒng)安全防護(hù)方案》的要求，進(jìn)行安全分區(qū)、通信邊界安全防護(hù)，確?？刂乒δ馨踩?，站控層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)處于安全I(xiàn)區(qū)，防止其他安全區(qū)的數(shù)據(jù)侵入站控層網(wǎng)絡(luò)。站控層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備足夠的冗余度，宜采用雙星型網(wǎng)絡(luò)，站控層網(wǎng)絡(luò)采用雙網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)之間應(yīng)在物理上相互獨(dú)立，雙網(wǎng)同時(shí)工作，任一網(wǎng)絡(luò)故障或癱瘓都不能影響另一網(wǎng)絡(luò)的正常功能及性能。站控層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)宜符合IEC62439標(biāo)準(zhǔn)，滿足繼電保護(hù)信息傳送安全可靠的要求。站控層網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)支持MMS信息和GOOSE聯(lián)閉鎖信息的傳輸，如有特殊要求，也可傳輸35kV及以下電壓等級(jí)的GOOSE跳閘信息。站控層網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備都應(yīng)具備唯一的IP地址，且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的IP地址不能沖突。站控層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足信息傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性，網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)腗MS信息應(yīng)達(dá)到零丟失，MMS信息的傳輸延時(shí)應(yīng)小于100ms。站控層網(wǎng)絡(luò)在正常情況下，負(fù)荷率應(yīng)低于30%，在事故情況下，負(fù)荷率應(yīng)低于50%。站控層網(wǎng)絡(luò)平均無故障間隔時(shí)間（MTBF）應(yīng)不小于30000h。站控層網(wǎng)絡(luò)的接口應(yīng)留有30%的裕度，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模應(yīng)方便擴(kuò)展，新設(shè)備接入時(shí)應(yīng)不影響原有網(wǎng)絡(luò)的性能，且應(yīng)使網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的工作量最小。過程層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求過程層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)必須滿足GB/T14285繼電保護(hù)選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性的要求。過程層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)必須滿足GOOSE、SV等信息的傳輸實(shí)時(shí)性和可靠性要求，網(wǎng)絡(luò)中信息傳輸?shù)穆窂綉?yīng)不超過3級(jí)交換機(jī)級(jí)聯(lián)。過程層網(wǎng)絡(luò)宜采用高可靠性的光纖以太網(wǎng)，過程層網(wǎng)絡(luò)傳輸各種幀長(zhǎng)的數(shù)據(jù)時(shí)，單臺(tái)交換機(jī)的傳輸延時(shí)應(yīng)小于10us。過程層網(wǎng)絡(luò)采用光纖以太網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)輸出口的光發(fā)送功率應(yīng)大于-20dBm，網(wǎng)絡(luò)接收口的接收光功率應(yīng)不小于-30dBm。過程層的GOOSE和SV應(yīng)相互獨(dú)立。單間隔的保護(hù)用GOOSE信息宜采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式，跨間隔的GOOSE信息以及監(jiān)控系統(tǒng)用GOOSE信息宜采用組網(wǎng)傳輸方式，且不同電壓等級(jí)應(yīng)獨(dú)立組GOOSE網(wǎng)，主變壓器相關(guān)部分宜獨(dú)立組GOOSE網(wǎng)，不同GOOSE網(wǎng)絡(luò)之間應(yīng)在物理上相互獨(dú)立。保護(hù)所使用的SV應(yīng)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式，監(jiān)控系統(tǒng)使用的SV可采用網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，不同電壓等級(jí)獨(dú)立組SV網(wǎng)。GOOSE網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量及數(shù)據(jù)流向劃分VLAN，進(jìn)行數(shù)據(jù)隔離。GOOSE網(wǎng)絡(luò)中單點(diǎn)故障不應(yīng)影響其他VLAN域內(nèi)的數(shù)據(jù)交互性能，也不影響整個(gè)GOOSE網(wǎng)絡(luò)的性能。GOOSE網(wǎng)絡(luò)正常情況下，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率應(yīng)低于20%，事故時(shí)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率應(yīng)低于40%。220kV及以上電壓等級(jí)的應(yīng)用中，過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)應(yīng)雙重化配置，雙重化的GOOSE網(wǎng)絡(luò)在物理上獨(dú)立，雙網(wǎng)同時(shí)工作，一個(gè)GOOSE網(wǎng)絡(luò)故障或癱瘓不影響另一個(gè)GOOSE網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。110kV及以下電壓等級(jí)的應(yīng)用中，過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)可采用單重化網(wǎng)絡(luò)配置，也可根據(jù)可靠性要求采用雙重化網(wǎng)絡(luò)配置，若采用雙重化配置，雙重化的GOOSE網(wǎng)絡(luò)在物理上獨(dú)立，雙網(wǎng)同時(shí)工作，一個(gè)GOOSE網(wǎng)絡(luò)故障或癱瘓不影響另一個(gè)GOOSE網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。GOOSE網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)根據(jù)間隔數(shù)量合理配置過程層GOOSE交換機(jī)，3/2接線型式，交換機(jī)宜按串設(shè)置，每臺(tái)過程層GOOSE交換機(jī)的光纖接入數(shù)量不宜超過16對(duì)，并配備適量的備用端口。GOOSE網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)應(yīng)分級(jí)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備優(yōu)先傳輸?shù)墓δ?。?duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)輸出SV的合并單元，應(yīng)至少具有8個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)輸出網(wǎng)口，各輸出網(wǎng)口輸出的SV數(shù)據(jù)應(yīng)完全一致，且各輸出網(wǎng)口應(yīng)具有獨(dú)立的控制器，一個(gè)輸出口故障不影響其他輸出口的正常工作。過程層SV網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用100Mbps或1000Mbps傳輸速率的光纖網(wǎng)絡(luò)。SV網(wǎng)絡(luò)應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)流量和數(shù)據(jù)流向劃分VLAN，不同VLAN之間數(shù)據(jù)隔離。SV網(wǎng)絡(luò)中，除級(jí)聯(lián)口和鏡像口等特殊應(yīng)用接口外，單個(gè)網(wǎng)口的負(fù)荷率應(yīng)小于30%，級(jí)聯(lián)口和鏡像口的負(fù)荷率應(yīng)小于50%。在滿負(fù)荷下，SV網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可以正確轉(zhuǎn)發(fā)幀的速率應(yīng)等于端口速率。站控層、過程層SV、過程層GOOSE聯(lián)接用的光纖，應(yīng)有明確的收發(fā)標(biāo)識(shí)、發(fā)送端、接收端標(biāo)識(shí)。分站控層網(wǎng)絡(luò)、間隔層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)，形式可參考監(jiān)控規(guī)程DL/T5149-2001）網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)總類（四方）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分類智能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的主要功能分類，含站控層MMS、間隔層橫向聯(lián)閉鎖GOOSE、過程層SV、過程層GOOSE。主要側(cè)重于對(duì)數(shù)據(jù)的功能性描述，包含數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)流量、帶寬的定性分析。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸性能指標(biāo)各類數(shù)據(jù)根據(jù)其功能的側(cè)重性對(duì)傳輸實(shí)時(shí)性、可靠性的基本要求。網(wǎng)絡(luò)配置方案及技術(shù)要求（江蘇院）智能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)劃分的基本原則以及總體要求。站控層網(wǎng)絡(luò)含站控層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)交換范圍、報(bào)文基本形式等。220kV及以上宜采用雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)，110kV（66kV）變電站宜采用單星形以太網(wǎng)絡(luò)。間隔層網(wǎng)絡(luò)含間隔層網(wǎng)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)交換范圍、報(bào)文基本形式等。220kV及以上宜采用雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)，110kV（66kV）變電站宜采用單星形以太網(wǎng)絡(luò)。過程層網(wǎng)絡(luò)SV、GOOSE網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)交換范圍、報(bào)文基本形式等。繼電保護(hù)雙重化配置對(duì)過程層網(wǎng)絡(luò)的要求。SV網(wǎng)絡(luò)方案1：保護(hù)裝置采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，其余裝置（當(dāng)有3個(gè)及以上裝置時(shí)）采用組網(wǎng)方式（220kV及以采用星型雙網(wǎng)，110kV及以下采用星型單網(wǎng)），SV網(wǎng)絡(luò)與GOOSE網(wǎng)絡(luò)在物理上相互獨(dú)立；SV網(wǎng)絡(luò)方案2：全站均采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式；SV網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞桨?：110kV及以下變電站采用組網(wǎng)方式，采用星型單網(wǎng)結(jié)構(gòu)，SV網(wǎng)絡(luò)與GOOSE網(wǎng)絡(luò)在物理上相互獨(dú)立；GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案1：涉及到保護(hù)裝置GOOSE跳閘采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，其余裝置采用組網(wǎng)方式（星型雙網(wǎng)）。GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案2：全站均采用組網(wǎng)方式（星型雙網(wǎng)）。特別的，當(dāng)采用橋式接線、線變組接線的110kV(66kV)變電站，GOOSE報(bào)文及SV報(bào)文可采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式傳輸（規(guī)模小，經(jīng)濟(jì)性好）；6網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置原則（江蘇院）站控層交換機(jī)配置原則含站控層中心交換機(jī)的配置原則。間隔層交換機(jī)配置原則集中/分散布置方案下間隔層交換機(jī)的配置原則（按房間配置）。過程層交換機(jī)配置原則3/2接線（按串配置）、雙母線接線（按本電壓等級(jí)多間隔共用）、單母分段接線（按本電壓等級(jí)多間隔共用）過程層交換機(jī)配置原則。設(shè)備功能及技術(shù)要求（羅杰康、江蘇院、電試院）交換機(jī)基本功能要求（羅杰康）功能要求（羅杰康）站控層、間隔層、過程層交換機(jī)的功能要求，如：使用環(huán)境海拔高度：≤1000m；環(huán)境溫度：－5℃～＋45℃（戶內(nèi)）；–25℃～＋55最大日溫差：25K；最大相對(duì)濕度：95%（日平均）；90%（月平均）；大氣壓力：86kPa～106kPa；抗震能力：水平加速度0.30g，垂直加速度0.15g；電源：站控層、間隔層交換機(jī)（單電源？雙電源？）過程層交換機(jī)（單電源？雙電源？）；絕緣性能耐濕熱性能抗干擾性能交換功能（僅考慮支持星型網(wǎng)、削弱或取消環(huán)網(wǎng)功能，降低造價(jià)）可參考《智能變電站網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)技術(shù)規(guī)范》Q/GDW429-2010。接口要求（羅杰康）站控層、間隔層、過程層交換機(jī)接口類型要求（光口/電口）、接口形式要求（RJ45、ST、LC）。網(wǎng)絡(luò)連接介質(zhì)選型及敷設(shè)要求（江蘇院、電試院）選型要求（江蘇院）：站控層、間隔層、過程層網(wǎng)絡(luò)連接介質(zhì)在同一房間、不同房間、同一屏柜內(nèi)等情況下以及繼電保護(hù)對(duì)介質(zhì)的選型要求（超五類屏蔽雙絞線、多模光纜、多模尾纜、跳纖等）。光纖備用芯的設(shè)定原則；敷設(shè)要求（電試院）：轉(zhuǎn)彎