1.卢义兵 2 .郝丽霞 3.郑飞平
1.国网陕西省电力公司安康供电公司；1.国网陕西省电力公司安康供电公司；3. 国网浙江省电力公司检修分公司
摘要：智能变电站中应用的专用通信设备关键技术，为信息交互及数据传输提供有力支撑，一定程度上提高了智能变电站服务水平与质量。因此，加强智能变电站专用通信设备关键技术的研究，对促进智能变电站的推广及稳定发展具有积极的促进意义。本文分析了智能变电站当前通信设备，并对一些关键技术进行研究，以供参考。
关键词：智能变电站 专用通信设备 关键技术
智能变电站正常运行及各种功能的正常发挥离不开专业技术的支撑，尤其专用通信设备关键技术，在保证智能变电站重要信息传输方面扮演重要角色，因此应引起智能变电站管理部门的高度重视，认真分析智能变电站当前通信设备存在的问题，掌握通信设备发展新动向以及社会发展给智能变电站通信提出的新要求，通过关键技术的应用，提高专用通信设备工作效率与质量，为智能变电站重要信息的安全、稳定传输奠定基础。
一、智能变电站专用通信设备
智能变电站专用通信设备是实现数据传输与共享的基础，就当前来看，智能变电站组建通信网络的形式以以太网交换机形式呈现，一定程度上满足通信要求，然而在测控、站内保护方面值得进行深入研究。
首先，工业以太网交换机在信息传输实时性、延时性以及可靠性方面略有不足，无法对数据网络化实施更好的保护。当前智能变电站保护装置中点对点直采直跳模式是应用率较高的模式。其次，对以太网交换机实施维护时常采用RMON、SNMP方式，无法对交换机的工作状态进行检测，尤其无法掌握报文丢包、抖动以及延时状况，而且无法和变电站监控系统很好的融合在一起，一定程度上影响维护工作质量与效率。最后，IEC并未对以太网交换机提供信息建模功能，使得交换机承载网络工况和相关信息向变电站自动系统中的集成面临较大困难，尤其无法实现与变电站中的IDE的直接交互。另外，缺乏必要的安全措施。工业以太网厂采用端口地址绑定、组播以及VLAN技术，往往遭受不良分子攻击。
二、智能变电站通信设备功能要求
随着人们生产、生活对电能依赖程度的不断增加，智能变电站管理单位应与时俱进，加强在硬件方面的更新，为专用通信设备关键技术的应用奠定基础，以不断提高智能变电站运营、管理水平。新的社会发现形势下，智能变电站通信设备在确保工作安全性、实时性与可靠性的同时，还应具备以下优点：（1）专用性强。即，通信设备主要负责电力重要信息的传输，而不负责传输其他数据，保证通信设备工作的安全性。同时，认真分析传输信息特点，对带宽、信息传输实时性以及报文情况加以综合考虑，架设专门的传输通道，确保信息传输的及时性。（2）智能化程度更高。通信设备应能对传输过程中出现的报文破损、丢失、抖动、延时等实时监视，并能对出现的异常进行控制或隔离，而且还应能对数据流、端口状态、运行参数进行检测，以及时发现异常，确保通信功能的安全、稳定性。（3）工作效率更高。通信设备应能对二次设备的配置文件进行解析，顺利获得二次虚接线信息，实现专用通道的生成，为数据信息的高效传输做好铺垫。另外，通信设备还应能结合IEC61850标准要求实现IED化。
三、智能变电站专用设备通信关键技术
智能变电站相关功能的实现仅依靠通信设备远远不够，需得到通信关键技术的支持，即，只有两者更好的融合，才能确保智能变电站通信功能的顺利实现，促进智能变电站各项工作的稳步进行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆那么智能变电站专用设备通信技术有哪些呢？接下来逐一进行分析。
1.虚专线技术
智能变电站专用设备中的虚专线技术属于端到端的二层以太网业务承载技术，协议模型主要分为五部分，分别为网络层、净荷、封装层、专线复用层、业务汇聚层、链路层、PHY层。其中封装层不仅负责传输净荷，而且还携带接口处专线的相关信息。专线复用层主要负责集结专线，并将唯一标示分配给每个专线，为不同业务传送提供便利。而业务汇聚层负责对不同业务进行汇聚，为专线分配奠定基础。
虚专线包括峰值带宽和保证带宽，前者表示发生异常时确保通信正常进行的带宽，后者表示正常通信时的带宽。不同的虚专线负责一种传输业务，借助虚专线对端口带宽进行统计复用，大大提高带宽利用率。另外，虚专线具有面向连接通信的功能，使得通信设备的实时性与可靠性显著提高，而且与SDH底层物理隔离技术较为相近，增强了数据传输的安全性。
2.层次化OAM技术
智能变电站专用通信设备的层次化OAM技术工作原理为：筛选模块将报文从数据缓存中提取出来，而后将无误的OAM标识报文传输给查找模块，由查找模块依据专门的算法查找到相匹配的报文信息，并在控制信息的调控下，将查询的结果传输给逻辑处理模块进行处理。同时，结合寄存器中的发送内容以及OAM相关信号，OAM帧重组模块进行组帧操作，而后将其传输给数据缓存器中。总之，OAM对报文的接收、发送均需控制模块参与。
智能变电站中通信设备的OAM技术分层管理业务及网络，处于不同层面的传输实体可对网络故障进行通知、定位以及监测，掌握相关层通道情况以及信息完整性。而且结合一定的管理目标，选择不同的发送频率，使得网络管理效率得以进一步提高。
3.Qos机制
智能变电站专用通信设备以端到端的QOS机制确保了通信网络信息传输的可靠性，主要功能有拥塞控制、队列调度、流量整形、优先级标记、流量管理与分类等。其中拥塞控制主要防止网络出现拥塞现象，通过对网络负载进行检测，防止拥塞现象的发生。所谓队列调度指信息传输速率高于发送速率时会导致信息阻塞现象的发生，此时应采取WFQ、PQ、FIFQ等方法加以解决。流量整形指采取针对性措施，防止业务流出现突发状况，确保业务流以均匀的速率进行传输。流量管理指结合业务流实际，限制其传输速率，以掌握不同业务流的带宽情况。流分类主要根据不同要求，对数据流进行加以分类处理。
4.时间同步技术
智能变电站专门通信设备运用同步以太网以及IEEE1588v2对网络中的频率以及时间进行同步，其中使用北斗以及GPS授时系统作为时钟源，为网络提供准确的秒脉冲信息。当设备不作为主时钟时，时钟模块可以不用加载，授时功能由精度较高的晶振提供。CPU对时钟进行调度，并划分不同报文的优先级，确保同步报文的延时确定性。另外，FPGA功能模块由时钟处理模块、PTP协议处理模块以及时间戳功能模块构成，用于提取与插入PHY层的时间戳。
另外，依据IEC61850相关规范对专用通信设备数据进行建模操作，对设备的配置信息、状态信息进行统一描述，并将专用通信设备当做二次智能设备加以管理、配置以及监视。如此一来，专用通信设备便可完成对IEC61850协议的解析，实现与测控、保护装置的直接交流，对自动化算法应用的重要信息加以保护。
四、总结
智能变电站专用通信设备对信息的传输有着特殊要求，因此应结合智能变电站通信设备实际情况，认真分析当前社会对通信设备功能的要求，加强专用通信设备关键技术的研究与应用，使其更好的为智能变电站通信服务，为促进我国智能变电站的稳步发展创造良好的条件。
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论文作者:1.卢义兵,2 .郝丽霞 3.郑飞平
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/3
标签：变电站论文; 智能论文; 通信设备论文; 信息论文; 报文论文; 关键技术论文; 专线论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;