论文部分内容阅读
摘 要：在当今的变电站系统中，自动化网络通信是一个非常重要的因素，它与变电站的自动化网络传输系统有着直接的关系，尤其对于现代的变电站自动化系统，都是以计算机技术以及网络通信技术为基础的。文章首先对变电站自动化网络通信技术现阶段的发展状况进行分析，从而引出在变电站自动化系统中引用网络通信系统应具备的要求，最后分析网络通信系统在变电站自动化系统中的实际应用。
关键词：变电站；自动化系统；网络通信
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）18-0070-01
随着我国计算机技术以及网络通信技术的不断发展，使得变电站的自动化系统也得到了快速的发展，并且同时也由集中式发展变成了现在的分层式发展。所以，在变电站的自动化系统中，网络通信技术起到了非常关键的作用，这让变电站自动化网络通信不得不进一步提高可靠性和高效性。文章就对当今变电站自动化网络通信系统的发展进行分析。
1 当今变电站自动化网络通信的发展状况
在当今时代，变电站自动化系统已经得到了较快的发展，并且站内的通信系统也得到了加强。在20世纪90年代初，就已经出现了很多种变电站通信方案，最常用的一种方式就是主从通信方式，这种方式虽然很简单，但是对于通信的串行点对点也存在着缺陷。后来，在我国引进各种先进技术之后，对组网的能力也进行了增强，使得在变电站自动化系统中得到了应用，同时也使得变电站自动化的通信网建成了。
2 变电站自动化网络通信系统应满足的要求
①响应能力较强。在变电站自动化系统中，数据网络的作用就是将现场的运行和操控信息都做到及时的传输。所以，对于电力企业中的变电站自动化系统，一定要拥有一套非常严格的实时响应指标，让网络通信系统具备快速较好的响应能力。
②具有较好的抗干扰性和可靠性。在变电站自动化系统中，都会因为周围的环境因素而对网络通信进行干扰，如果变电站自动化系统出现故障，不仅影响到数据的正常传输，同时还会对整个变电站造成严重的影响。所以，在变电站自动化系统中，对于网络通信必须要有很高的抗干扰性和可靠性，进而保证现场信息的顺畅传输。
③分层式结构。当今的变电站自动化系统，都是有分层结构所决定的。所以，要想从根本上对变电站自动化系统进行分层分布式的结构改革，首先就要对通信系统进行分层，让整个系统的每个层次都拥有各自的特殊性能要求。
3 网络通信在变电站自动化系统中的应用
3.1 局域网通讯方式在变电站自动化系统中的应用
对于局域网，按照拓扑结构进行划分，可分为主从网与对等网两种结构。在实际的应用中，主从网容易形成瓶颈，而导致整个通信网络产生阻塞现象；在理论上，对于变电站通信网中的每一个节点的地位和重要性都是相同的，所以大多数情况下都会采用平等式的网络结构。从20世纪90年代开始，国际上就出现了一种面向对象的局域网络技术，该技术拥有很高的性能，并且非常适合用于采集和控制等工业环境，同时它也拥有很多的衍生品种。但在一般的情况下，都会采用平等式的网络结构，该结构不仅遵循国际ISO/OSI协议，同时还有较高的传输速率和抗干扰能力，成为了国内SAS中的最流行的一种通信技术。现在的网络已经十分健壮，并且以太网的带宽甚至还达到了10 Mbit/s或是以上，因此，现在的厂家也已经开发了很多种全以太网的SAS。例如，在国电南自的PS-6000变电站系统中，它所采用的是10 M/100M以太网通信网络，而IED设备就可以通过相应的接口直接与以太网相连了。在变电站自动化系统中应用开放式的TCP/IP协议，可以使得与广域网的连接更加方便，同时与复合网相比，还能省去相应的网络接口设备，不仅减少了工作人员的维修和护理工作量，同时也简化了整个变电站自动化系统。
3.2 以太网通信技术在变电站自动化系统中的应用
对于该技术，在实际应用中分为了全双工交换式的以太网和虚拟局域网两种方式，下面就对其分别进行分析。
对于交换式以太网，是利用交换机而将以太网分成了很多个微网段，并且网段的极大程度微化同时增加了每个网段的带宽和吞吐量。每一个微网段就是一个子冲突域，在它们之间都用交换机进行相应的隔离，同时，对于交换机的每个端口，还要形成数据通道，让数据信息可以通过私有的通道而传送到下一个节点，进而使得在整个变电站自动化系统中，对于数据的输入和输出而不存在竞争通道的现象了。所以，利用交换式以太网，在一定程度上就对可利用的带宽进行了增加，不仅对数据的及时传送进行了保证，同时也从根本上对区域的冲突进行了降低，使得变电站自动化系统中的以太网得到了通信的延迟，进一步增强了可预测能力。
而虚拟局域网的出现，不仅对传统的网络观念进行了打破，同时也使得当今的网络结构变得更方便、更灵活。它可以对物理位置的限制进行有效的克服，通过一组特定的设备形成广播域，不仅让带宽更加合理的使用，同时也对网络的安全可靠性进行了增强。它可以根据相应部门的智能对象或是应用的对象不同，而将地理位置根据网络用户来进行网段的划分。而由于虚拟局域网的内部和外部是通过路由而进行了连接的，所以，利用虚拟局域网的以太网，无论是在通信协议上还是在网络结构上，都是开放式的。而从理论上或是网络本身来讲，对于现场的控制单元和管理单元，都是对等的，同时也应受到相同的服务，但是在实际工作的控制中，由于工业的要求，使得控制单元在数据传输时与普通单元都进行了实时性和安全性的特殊服务，因此，在变电站自动化系统中，采用虚拟局域网技术，需要做好逻辑的分割工作。
综上所述，网络通信技术在很大程度上推动了变电站自动化系统的发展，而由于数据传输在变电站自动化系统中起着重要作用，所以，开发既经济又可靠的数据通信系统已经成为了当今变电站自动化系统中的核心。但根据变电站的实际工作环境和自动化系统的要求，使得变电站自动化网络通信系统在发展的同时也受到很多因素的干扰。因此，无论是厂家还是运行单位，在对变电站自动化网络通信系统进行设计和选择时，都要考虑变电站的实际地位环境、需求以及规模等因素。
4 结 语
本文通过对变电站自动化网络通信系统的研究，来说明了网络通信系统在整个变电站自动化系统中的作用，使得变电站的工作人员在选择合适的数据通信系统时，能将变电站的周围环境以及工作需求都进行进一步的掌握，从而提升数据传输的及时性和可靠性，让整个变电站系统的工作效率大幅度的提高。
参考文献：
[1] 王朝辉.网络通信技术在变电站综合自动化系统中的应用[J].甘肃科技，2008，（2）.
[2] 许向东，宋新庆.变电站综合自动化综述[J].黑龙江科技信息，2009，（4）.
[3] 陈文升.变电站自动化系统内部网络通信技术的研究[D].北京：华北电力大学，2003.
[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，（3）.
[5] 任雁铭，秦立军，杨奇逊.变电站自动化系统中内部通信网的研究[J].电网技术，2000，（5）.
关键词：变电站；自动化系统；网络通信
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）18-0070-01
随着我国计算机技术以及网络通信技术的不断发展，使得变电站的自动化系统也得到了快速的发展，并且同时也由集中式发展变成了现在的分层式发展。所以，在变电站的自动化系统中，网络通信技术起到了非常关键的作用，这让变电站自动化网络通信不得不进一步提高可靠性和高效性。文章就对当今变电站自动化网络通信系统的发展进行分析。
1 当今变电站自动化网络通信的发展状况
在当今时代，变电站自动化系统已经得到了较快的发展，并且站内的通信系统也得到了加强。在20世纪90年代初，就已经出现了很多种变电站通信方案，最常用的一种方式就是主从通信方式，这种方式虽然很简单，但是对于通信的串行点对点也存在着缺陷。后来，在我国引进各种先进技术之后，对组网的能力也进行了增强，使得在变电站自动化系统中得到了应用，同时也使得变电站自动化的通信网建成了。
2 变电站自动化网络通信系统应满足的要求
①响应能力较强。在变电站自动化系统中，数据网络的作用就是将现场的运行和操控信息都做到及时的传输。所以，对于电力企业中的变电站自动化系统，一定要拥有一套非常严格的实时响应指标，让网络通信系统具备快速较好的响应能力。
②具有较好的抗干扰性和可靠性。在变电站自动化系统中，都会因为周围的环境因素而对网络通信进行干扰，如果变电站自动化系统出现故障，不仅影响到数据的正常传输，同时还会对整个变电站造成严重的影响。所以，在变电站自动化系统中，对于网络通信必须要有很高的抗干扰性和可靠性，进而保证现场信息的顺畅传输。
③分层式结构。当今的变电站自动化系统，都是有分层结构所决定的。所以，要想从根本上对变电站自动化系统进行分层分布式的结构改革，首先就要对通信系统进行分层，让整个系统的每个层次都拥有各自的特殊性能要求。
3 网络通信在变电站自动化系统中的应用
3.1 局域网通讯方式在变电站自动化系统中的应用
对于局域网，按照拓扑结构进行划分，可分为主从网与对等网两种结构。在实际的应用中，主从网容易形成瓶颈，而导致整个通信网络产生阻塞现象；在理论上，对于变电站通信网中的每一个节点的地位和重要性都是相同的，所以大多数情况下都会采用平等式的网络结构。从20世纪90年代开始，国际上就出现了一种面向对象的局域网络技术，该技术拥有很高的性能，并且非常适合用于采集和控制等工业环境，同时它也拥有很多的衍生品种。但在一般的情况下，都会采用平等式的网络结构，该结构不仅遵循国际ISO/OSI协议，同时还有较高的传输速率和抗干扰能力，成为了国内SAS中的最流行的一种通信技术。现在的网络已经十分健壮，并且以太网的带宽甚至还达到了10 Mbit/s或是以上，因此，现在的厂家也已经开发了很多种全以太网的SAS。例如，在国电南自的PS-6000变电站系统中，它所采用的是10 M/100M以太网通信网络，而IED设备就可以通过相应的接口直接与以太网相连了。在变电站自动化系统中应用开放式的TCP/IP协议，可以使得与广域网的连接更加方便，同时与复合网相比，还能省去相应的网络接口设备，不仅减少了工作人员的维修和护理工作量，同时也简化了整个变电站自动化系统。
3.2 以太网通信技术在变电站自动化系统中的应用
对于该技术，在实际应用中分为了全双工交换式的以太网和虚拟局域网两种方式，下面就对其分别进行分析。
对于交换式以太网，是利用交换机而将以太网分成了很多个微网段，并且网段的极大程度微化同时增加了每个网段的带宽和吞吐量。每一个微网段就是一个子冲突域，在它们之间都用交换机进行相应的隔离，同时，对于交换机的每个端口，还要形成数据通道，让数据信息可以通过私有的通道而传送到下一个节点，进而使得在整个变电站自动化系统中，对于数据的输入和输出而不存在竞争通道的现象了。所以，利用交换式以太网，在一定程度上就对可利用的带宽进行了增加，不仅对数据的及时传送进行了保证，同时也从根本上对区域的冲突进行了降低，使得变电站自动化系统中的以太网得到了通信的延迟，进一步增强了可预测能力。
而虚拟局域网的出现，不仅对传统的网络观念进行了打破，同时也使得当今的网络结构变得更方便、更灵活。它可以对物理位置的限制进行有效的克服，通过一组特定的设备形成广播域，不仅让带宽更加合理的使用，同时也对网络的安全可靠性进行了增强。它可以根据相应部门的智能对象或是应用的对象不同，而将地理位置根据网络用户来进行网段的划分。而由于虚拟局域网的内部和外部是通过路由而进行了连接的，所以，利用虚拟局域网的以太网，无论是在通信协议上还是在网络结构上，都是开放式的。而从理论上或是网络本身来讲，对于现场的控制单元和管理单元，都是对等的，同时也应受到相同的服务，但是在实际工作的控制中，由于工业的要求，使得控制单元在数据传输时与普通单元都进行了实时性和安全性的特殊服务，因此，在变电站自动化系统中，采用虚拟局域网技术，需要做好逻辑的分割工作。
综上所述，网络通信技术在很大程度上推动了变电站自动化系统的发展，而由于数据传输在变电站自动化系统中起着重要作用，所以，开发既经济又可靠的数据通信系统已经成为了当今变电站自动化系统中的核心。但根据变电站的实际工作环境和自动化系统的要求，使得变电站自动化网络通信系统在发展的同时也受到很多因素的干扰。因此，无论是厂家还是运行单位，在对变电站自动化网络通信系统进行设计和选择时，都要考虑变电站的实际地位环境、需求以及规模等因素。
4 结 语
本文通过对变电站自动化网络通信系统的研究，来说明了网络通信系统在整个变电站自动化系统中的作用，使得变电站的工作人员在选择合适的数据通信系统时，能将变电站的周围环境以及工作需求都进行进一步的掌握，从而提升数据传输的及时性和可靠性，让整个变电站系统的工作效率大幅度的提高。
参考文献：
[1] 王朝辉.网络通信技术在变电站综合自动化系统中的应用[J].甘肃科技，2008，（2）.
[2] 许向东，宋新庆.变电站综合自动化综述[J].黑龙江科技信息，2009，（4）.
[3] 陈文升.变电站自动化系统内部网络通信技术的研究[D].北京：华北电力大学，2003.
[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，（3）.
[5] 任雁铭，秦立军，杨奇逊.变电站自动化系统中内部通信网的研究[J].电网技术，2000，（5）.