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摘 要 随着现代休息技术的发展，数字式电流、电压互感器等科技的成熟，建立数字化变电站成为可能，数字化变电站通信网络与传统变电站自动化系统中的通信网络在结构，功能，性能、重要性等方面存在较大差异。数字变电站强调变电站自动化系统信息化的程度，用数据来说明问题，从数据中分析问题。电力系统和自动化设备的结合是变电站发展的方向。数字化变电站中自动化设备之间信息的交互均采用数字化通讯方式，大部分自动化功能的实现是在通讯网络的基础上进行的。数字变电站的建设依据是变电站通讯网络与系统标准。因此，在研究数字化变电站通讯网络CNDS相关内容时，都是以IEC61850标准为依据的。本文对数字化变电站自动化系统的主要特征、要求和发展前景进行了粗略的分析和探究。
关键词 数字化变电站；通信网络；规划；实时性能
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-067-01
随着人民需求的增加，对电力系统对设备智能化、稳定性的要求也越来越高，而传统的变电站自动化系统在应用中存在很多的不足和缺陷，已不能适应电网的发展和电力市场化的需要，所以要对变电站进行改革实现数字化变电站以此来满足人民的需要。随着数字化变电站自动化技术的发展，在我国城乡电网的改造中已经普遍被采用，变电站的无人操作在一定程度上价低了变电站的人工成本，大大提高了电网的现代高科技水平。随着科技的发展，计算机被应用到了变电站通信系统中，这标准者随着我国变电站自动化已经成为可能。
1 数字化变电站的特征
数字化变电站有以下几个方面的特征。
1）一次设备的使用实现的数字化和智能化。数字化变电站采用的是电子式或光电式的互感器向外直接的提供数字式光纤，站内变压器等一次设备的使用实现数字的转换，达到一次设备使用实现变电站数字化管理和智能化管理的要求。
2）以太网实现变电站网络化。二次设备除了具有一般电子式设备所拥有的作用和特征外，它还具有自己独特的功能，它的信号传输是以光纤为载体通过以太网来完成的。
3）变电站通信网络中IEC61850的应用。当前电力系统中随着人们对电力的需求越来越大，对变电站自动化的要求也越来越高，为了更好的实现变电站中IED的管理以及设备间的互相联系，这就需要一种特别的通讯方式来加以实现，IEC61850就从根本上解决了这一难题。它动过对变电站自动化系统设备的规范化，保证了数据输出的安全性和实用性保证了各个系统设备的相互联系。
4）应用自动化的管理系统。要达到一次设备数字化和网络化的要求，传统的变电站的信号传输方法已经无法满足现在的需求，电子式或者光电式互感器已经成为变电站信号传输的主流，它可以直接向外面提供数字式的光纤以太网网络接口，站内采用智能断路器和变压器等设备将数据传输出去。在一次设备的基础上加上智能终端设备从而来实行信号的转换。数字化变电站的二次设备除了具备一般数字设备所具有的特点外，同时对外光纤网络通信接口是它独特的功能。它是基于光纤以太网实现的来保证数字化变电站的实施的。
2 数字化变电站通信网络的要求
数字化变电站通信网络的要求分功能的要求和性能的要求。
2.1 通信网络的功能
通信网络的根本作用是解决数字化变电站中各项数据的传送以及和其他系统之间的信息交流的问题。互联网是实现变电站数字化的一个载体，通讯系统是变电站自动化的基本保证，通讯系统的发展要以满足社会的需要来发展。为了满足变电站自动化的需要，通讯网络必须在数据的分析、电压无功自动调节、系统对时等各个方面加以改进从而来满足其需要。
2.2 通信网络的性能
通讯网络的性能要求主要体现在可靠性，开放性、实时性的上面。可靠性是指通讯网络传输的数字和图像信息的是真实可靠地，这为通讯网络的管理提供了很好的数据分析内容；开放性是指通讯网络中设备的选择要满足国际的标准，方便用户的系统集成；实时性是说数据传输的快速性能够满足需求。
3 数字化变电站中的以太网通信
以太网在数字化变电站通讯网络中起着重要的作用，电力系统的数据都是通过以太网为载体而存在的。变电站通信体系由变电站层、间隔层，过程层三个层次组成。光纤已经取代了传统的电缆设备使用到了数字化变电站中，光纤的数目与设备的数是大致不同的，安装方面也比较容易。间隔层和过程层之间的网络都是采用单向的传输方法来运行的。数字化变电站内的基础设备都统一安排的。通过网络来传输信息是数字化变电站的基本特征。数字化变电站的机械设备间的协作关系都是需要以太网通讯来保证其正常运行的。以太网技术在各项机械设备的维持上起着重要的作用，它的不断壮大和网上为我国变电站自动化系统的发展提供一个更加广阔的空间。
4 数字化变电站通信网络实时性能研究
在数字化变电站中，通信网络必须具备较高的实时性能，通信网络的实时性能是有网络的带宽、访问仲裁、传输控制方法、优先级，组网方式等诸多因素共同决定的。网络的带宽中最具优势的就是以太网了，但由于以太网技术最初是根据商业的需要发展起来的，重视的是资源的共享，而不是工业过程控制领域，在优先级上的实时特征上表现的并不是很突出。数据冲突并不是以太网技术的缺陷，而是以太网时间节点之间平等和带宽的共享措施。以太网凭借其突出的带宽优势，本身就具备了很好的实时性能，但缺乏实时的访问仲裁，传输控制方法和优先级的设定，在多节点复杂网络中不能达到系统的要求。对于这些问题，我们可以采取一些改进以太网实时性能的措施，使它能适合工业过程控制的应用，在高环节中，有点对点的通信方式来避免产生数据错误。
5 数字化变电站通信网络的实时特性改进
数字化变电站通信网络的实时特性改进就必须先改进以太网的实时性能改进，变电站自动化应用中队数据传输的要求不是很大，一般情况下以太网的带宽就能够满足需求，要提高以太网的实用性，就要改变以太网的控制方法和MAC层，从根本上解决优先取得数据的问题。带优先级的交换式以太网，将网络分为多个网段利用一定的方法以防止数据的冲突。将网络中的节点分成主次，安排一定的顺序，让它们按顺序的访问网络，以防止数据的冲突，同时也要预留带宽，避免有数据的冲突。
6 结束语
数字化变电站自动化系统是一个系统工程，数字化变电站通信网络的建设时一个新的技术，在管理上还存在一些问题，这就需要在以后的应用和实践中进一步的研究和解决。数字化变电站将其数字化、无人化、智能化、安全性等各方面的优点集合起来，并在以后的应用中对不足之处加以改进，可以预测数字化变电站通讯网络将成为未来变电站技术发展的必然趋势。
参考文献
[1]李兰欣，盛万兴，王孙安，新一代变电站自动化网络通信系统研究[J].中国电机工程学报，2003.
[2]朱大新.数字化变电站综合自动化系统的发展[J].电工技术杂志，2001（4）.
[3]吴在军，胡敏强.基于IEC61850标准的变电站自动化系统研究[J].计算机工程与应用，2000.
[4]孙军平、盛万兴、王孙安.新一代变电站自动化网络通信系统研究[J].中国电机工程学报，2003.
[5]高翔.数字化变电站的重要特征和关键技术[J].电网技术.2006.
关键词 数字化变电站；通信网络；规划；实时性能
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-067-01
随着人民需求的增加，对电力系统对设备智能化、稳定性的要求也越来越高，而传统的变电站自动化系统在应用中存在很多的不足和缺陷，已不能适应电网的发展和电力市场化的需要，所以要对变电站进行改革实现数字化变电站以此来满足人民的需要。随着数字化变电站自动化技术的发展，在我国城乡电网的改造中已经普遍被采用，变电站的无人操作在一定程度上价低了变电站的人工成本，大大提高了电网的现代高科技水平。随着科技的发展，计算机被应用到了变电站通信系统中，这标准者随着我国变电站自动化已经成为可能。
1 数字化变电站的特征
数字化变电站有以下几个方面的特征。
1）一次设备的使用实现的数字化和智能化。数字化变电站采用的是电子式或光电式的互感器向外直接的提供数字式光纤，站内变压器等一次设备的使用实现数字的转换，达到一次设备使用实现变电站数字化管理和智能化管理的要求。
2）以太网实现变电站网络化。二次设备除了具有一般电子式设备所拥有的作用和特征外，它还具有自己独特的功能，它的信号传输是以光纤为载体通过以太网来完成的。
3）变电站通信网络中IEC61850的应用。当前电力系统中随着人们对电力的需求越来越大，对变电站自动化的要求也越来越高，为了更好的实现变电站中IED的管理以及设备间的互相联系，这就需要一种特别的通讯方式来加以实现，IEC61850就从根本上解决了这一难题。它动过对变电站自动化系统设备的规范化，保证了数据输出的安全性和实用性保证了各个系统设备的相互联系。
4）应用自动化的管理系统。要达到一次设备数字化和网络化的要求，传统的变电站的信号传输方法已经无法满足现在的需求，电子式或者光电式互感器已经成为变电站信号传输的主流，它可以直接向外面提供数字式的光纤以太网网络接口，站内采用智能断路器和变压器等设备将数据传输出去。在一次设备的基础上加上智能终端设备从而来实行信号的转换。数字化变电站的二次设备除了具备一般数字设备所具有的特点外，同时对外光纤网络通信接口是它独特的功能。它是基于光纤以太网实现的来保证数字化变电站的实施的。
2 数字化变电站通信网络的要求
数字化变电站通信网络的要求分功能的要求和性能的要求。
2.1 通信网络的功能
通信网络的根本作用是解决数字化变电站中各项数据的传送以及和其他系统之间的信息交流的问题。互联网是实现变电站数字化的一个载体，通讯系统是变电站自动化的基本保证，通讯系统的发展要以满足社会的需要来发展。为了满足变电站自动化的需要，通讯网络必须在数据的分析、电压无功自动调节、系统对时等各个方面加以改进从而来满足其需要。
2.2 通信网络的性能
通讯网络的性能要求主要体现在可靠性，开放性、实时性的上面。可靠性是指通讯网络传输的数字和图像信息的是真实可靠地，这为通讯网络的管理提供了很好的数据分析内容；开放性是指通讯网络中设备的选择要满足国际的标准，方便用户的系统集成；实时性是说数据传输的快速性能够满足需求。
3 数字化变电站中的以太网通信
以太网在数字化变电站通讯网络中起着重要的作用，电力系统的数据都是通过以太网为载体而存在的。变电站通信体系由变电站层、间隔层，过程层三个层次组成。光纤已经取代了传统的电缆设备使用到了数字化变电站中，光纤的数目与设备的数是大致不同的，安装方面也比较容易。间隔层和过程层之间的网络都是采用单向的传输方法来运行的。数字化变电站内的基础设备都统一安排的。通过网络来传输信息是数字化变电站的基本特征。数字化变电站的机械设备间的协作关系都是需要以太网通讯来保证其正常运行的。以太网技术在各项机械设备的维持上起着重要的作用，它的不断壮大和网上为我国变电站自动化系统的发展提供一个更加广阔的空间。
4 数字化变电站通信网络实时性能研究
在数字化变电站中，通信网络必须具备较高的实时性能，通信网络的实时性能是有网络的带宽、访问仲裁、传输控制方法、优先级，组网方式等诸多因素共同决定的。网络的带宽中最具优势的就是以太网了，但由于以太网技术最初是根据商业的需要发展起来的，重视的是资源的共享，而不是工业过程控制领域，在优先级上的实时特征上表现的并不是很突出。数据冲突并不是以太网技术的缺陷，而是以太网时间节点之间平等和带宽的共享措施。以太网凭借其突出的带宽优势，本身就具备了很好的实时性能，但缺乏实时的访问仲裁，传输控制方法和优先级的设定，在多节点复杂网络中不能达到系统的要求。对于这些问题，我们可以采取一些改进以太网实时性能的措施，使它能适合工业过程控制的应用，在高环节中，有点对点的通信方式来避免产生数据错误。
5 数字化变电站通信网络的实时特性改进
数字化变电站通信网络的实时特性改进就必须先改进以太网的实时性能改进，变电站自动化应用中队数据传输的要求不是很大，一般情况下以太网的带宽就能够满足需求，要提高以太网的实用性，就要改变以太网的控制方法和MAC层，从根本上解决优先取得数据的问题。带优先级的交换式以太网，将网络分为多个网段利用一定的方法以防止数据的冲突。将网络中的节点分成主次，安排一定的顺序，让它们按顺序的访问网络，以防止数据的冲突，同时也要预留带宽，避免有数据的冲突。
6 结束语
数字化变电站自动化系统是一个系统工程，数字化变电站通信网络的建设时一个新的技术，在管理上还存在一些问题，这就需要在以后的应用和实践中进一步的研究和解决。数字化变电站将其数字化、无人化、智能化、安全性等各方面的优点集合起来，并在以后的应用中对不足之处加以改进，可以预测数字化变电站通讯网络将成为未来变电站技术发展的必然趋势。
参考文献
[1]李兰欣，盛万兴，王孙安，新一代变电站自动化网络通信系统研究[J].中国电机工程学报，2003.
[2]朱大新.数字化变电站综合自动化系统的发展[J].电工技术杂志，2001（4）.
[3]吴在军，胡敏强.基于IEC61850标准的变电站自动化系统研究[J].计算机工程与应用，2000.
[4]孙军平、盛万兴、王孙安.新一代变电站自动化网络通信系统研究[J].中国电机工程学报，2003.
[5]高翔.数字化变电站的重要特征和关键技术[J].电网技术.2006.