变电站自动化通信技术现状分析

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【摘要】在变电站中，支持自动化的核心是通信技术。当前电网系统的信息化建设已成为必然趋势，而在这个过程中，变电站的自动化通信技术就是其中最不可或缺的一项内容。本文就通过对变电站自动化通信技术的概念的阐述，在总结其发展现状的基础上，总结了一些新的通信技术在变电站自动化系统中的应用。

【关键词】变电站；自动化；通信技术；应用

变电站作为我国电力行业中最重要的组成部分，在越来越先进的科学技术的推动下，变电站也在朝着自动化的方向快速发展。在这个过程中，通信技术就具有至关重要的作用。通信技术的应用不仅有效变革了传统变电站的组成结构，还是其功能及性能都得到了进一步的提升。

1变电站自动化通信技术概述

变电站自动化其实就是指通过将变电站内的相关设备进行优化组合，在经由先进技术如计算机、信息处理以及通信技术等技术综合作用下实现对变电站中设备及线路的整体自动监控，并实现对系统的自动化调动的过程。由此不难发现，变电站自动化通信技术其实就是将计算机技术、自动化技术以及多种通信技术等进行的有效融合。通过这些技术的应用不仅可以实现对系统内全部信息的有效采集，还能通过结合计算机的核心运算及逻辑判断来对系统中设备的运行进行监视，并及时进行操作控制。通过对国内外变电站进行研究发现，在变电站中，其自动化的实现与其系统结构有着密切的联系。这种结构在早期主要表现为集中式控制式结构，发展至今则已转变为分层式分布，而促成这一转变实现的核心技术就是通信技术。当前在我国多数变电站中，其自动化通信系统结构都主要为由变电站层及间隔层共同组成的二层结构。其中在变电层中主要包含全部变电站相关的功能与设备，而间隔层中则主要有支持变电站运行的一些辅助设施及对变电站其保护功能的设备等。变电站自动化的目的是通过监测变电站的运行情况，及时控制和调整相关的运行设备，以确保变电站的安全运行。在我国变电站自动化通信系统中，其监控系统和保护系统一直处于相互独立的状态。各自在运行时也分工明确，如监测系统只负责对信息的收集，经由系统的通信功能将信息传递与保护系统来实现对系统的保护。随着通信技术在变电站自动化运行中重要性的不断提升，当前变电站自动化系统中对通信网络的要求主要体现在如下几个方面：首先是通信网络应具备较强的实时响应能力，即系统内的数据要及时将系统的运行及操控信息进行传输；其次则是通信网络必须具备一定的抗干扰能力，这主要是由于变电站内部的通信环境往往较为恶劣，因此要有效实现其自动化，就必须要确保其通信技术具备极强的可靠性。

2变电站自动化通信技术的现状

近年来，为推进电网系统的信息化建设，我国在建的变电站中都极为重视自动化的建设。与此同时，已完成的变电站也开始逐步改造与升级。较之传统的运行系统，变电站的自动化系统的最主要优点就在于可在站内实现更高效的通信。自20世纪90年代开始，在变电站自动化系统中，尝试了多种通信方式。例如，原始的RS485通过主通信和从通信连接总线到设备很简单。并且还存在诸多技术缺陷。在过去我国的变电站中曾大量引进此类技术，并且还得到了极其广泛的应用。但是这种总线技术在对变电站自动化系统进行监视及控制时，其所遥信及遥控的对象数量极为有限，而随着变电站的不断升级，这种通信方式的局限性就开始逐渐显现出来。如在110kV的变电站中，遥信对象通常少于600，遥控对象通常少于300；而在220kV变电站中，遥信对象最少就要2000，遥控对象也会多于1000，而500kV的高压变电站中这些对象的数量还会更多。变电站的不断升级，代表着其内部的通信量也要不断增加，传统的通信技术显然未能满足升级变电站自动化系统的要求。因此，为了实现大型变电站的自动化通信，各种新型的技术开始出现并得到了广泛应用。

3新技术在变电站自动化通信中的应用

3.1嵌入式网络单片机技术在变电站自动化通信中的应用。在变电站自动化通信过程中，嵌入式单片机是系统在进行内部通信是最为常用的一个网络设备。通常情况下其主要有两种应用模式：①系统中的全部智能电子装置都配备一个嵌入式的以太网接口，从而使得这些电子装置都可以成为以太网的节点，并顺利与以太网进行智联；②将多个智能电子装置经由RS485或者现场总线的方式进行连接，并作为以太网的节点，通过嵌入式以太网接口实现与以太网的连接。在变电站中，这些智能电子装置主要具备对系统进行直流监视以及电能计量的功能，可以直接向厂商进行购买。但是这种装置却只具备RS485或现场总线这一种可实现对外通信的接口，在使用时就具备了一定的局限性。ip2022芯片的嵌入式网络微控制器具有通信接口和嵌入式以太网接口。当该网关设备被使用时，变电站中的所有智能电子设备都可以直接连接到以太网。但是在使用第一种模式时，并不能使智能电子装置都集成与统一网络中，而后一种模式则可以实现。除此以外，在IP2022芯片基础上的自适应频带就能充分满足变电站的自动化通信要求，即使应用第一种网络节点较多的模式，也不会显著影响到网络流量。但是当前我国的高压变电站在建设时都主要使用第二种模式，使系统既能实现通信功能，还能通过这种嵌入式的网络单片机实现对本间隔单元的测量及控制。3.2无线自组网技术在变电站自动化通信中的应用。在无线自组网中，有多个互相独立的节点，同时这些节点也都处于同等的位置上，这种网络一般都是分布式运行。在此网络中，所有的节点都可以实现对信息及数据的转发，并且节点之间的通信都可以经由多数中间的节点的转发来实现。线自组网通常有两种运行方式，一种是单独运行，一种则是接入到有线网络中。在变电站中，根据其自动化系统功能的不同，可将其分为变电层、间隔层和过程层。层次不同，其通信方式及过程也存在诸多差异。首先就是在变电层中，其层内的通信可以通过以太网来实现，而对于间隔层而言，不论是其层内的通信还是与变电增之间的层间通信，都需要经由RS485网络或者以太网来实现；而对于过程层而言，其层内及层间的通信则都主要使用硬线连接的方式。将无线自组网技术应用于变电站中以后，就可以使其自动化通信被进一步的扩展，当在变电站中设置无线自组网的节点时就可以根据实际使用需求自动琮琤站内的无线自组网网络，从而实现了场所内无线通信的畅通。这种技术在应用过程中通常具有如下特点：网络的结构较为固定；通信过程中不存在安全问题；数据的传输遵从一定的周期性、实时性并且极为可靠；数据量较小。

4结束语

对于变电站而言，自动化是其发展的必然趋势。因此应在我国当前电网配置及相关技术的基础上，结合实际情况充分融合先进的通信技术使变电站自动化通信技术的水平得到进一步提升，从而既能不断加强对系统整体的自动化控制，还能使系统内的通讯效率也得到提高，从而使变电站系统能够更加自动化运行，也使其运行过程更加安全可靠，并助力电力企业实现社会与经济效益的双丰收。

参考文献

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[3]王云涛.调度自动化系统通信网络在线分析及故障诊断定位技术[J].电子制作，2018，351（10）：70-71+73.

作者:丁 晖 朱 宁 任寅平 单位:国网安徽省电力公司铜陵供电公司