摘要：随着社会经济的快速发展，人们的生活水平和质量都得以提高，大多数行业和生活用电都在不断增加，从而也给电力行业带来了巨大的挑战。对既有电力自动化水平加以改进，实现电力自动化智能化发展，对建设智能电网有着非常重要的现实意义。因此，本文主要对电力自动化智能变电站通信网络进行了详细分析。
关键词：电力自动化；智能变电站；通信网络
一、智能变电站通信网络
（一）体系分层
1、过程层
所谓过程层主要包含变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次性设备，以及所属智能组件和独立智能电子装置。
2、间隔层
间隔层设备主要指继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主IED等二次设备，实现使用一个间隔数据，并作用在此间隔一次设备的功能，和各种远方输入/输出、传感器、控制器通信。
3、站控层
站控层主要包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统和对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、警告、信息交互等功能，并实现数据采集、监视控制、操作闭锁、同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等功能。
（二）网络结构
1、站控层网络
利用网络设备和站控层的其他设备之间相通信，和间隔层网络通信。在逻辑功能上，覆盖站控层之间数据交换接口，站控层和间隔层之间数据交换接口，网络结构拓扑最好选用单相型。
2、间隔层网络
通过相关网络设备与本间隔其他设备通信、与其他间隔设备通信、与站控层设备通信。逻辑功能上，覆盖间隔层内数据交换、间隔层与站控层数据交换、间隔层之间数据交换接口。间隔层网络支持与过程层数据交换接口。
3、过程层网络
通过相关网络设备与间隔层设备通信。逻辑功能上，覆盖间隔层与过程层数据交换接口。过程层网络在目前有两种组网方式，其一，网络方式，网络结构拓扑宜采用星型，宜按照双网配置。其二，采用点对点连接方式。
二、智能化变电站自动化系统通信网络的组网方式
大多数网络模式都能够切实应用到工程设计中，以此保护网络性能不断提高，大部分保护设备制造商能够提供大量继电保护装置。其中第一网络模式和其他网路方法相比较，全站的统一建模能够基本上实现信息共享。这样的模式不仅与相关标准相符，并且具有较高的性价比。而且快速以太网的应用，能够有效避免电力系统故障，保护跳闸，或者在网络数据流量不断增加的情况下，不会发生数据丢失现象，最重要的是不会影响监控实时以太网的信息传输。在第四个网络模式下，网络结构变得清晰，网络是相互独立的，网络可以稳定的运行。目前已经完成了智能变电站大量的应用程序。
三、电力自动化智能变电站通信网路
（一）基于Internet虚拟专用网络
目前，作为电力系统的远程监控，Internet VPN技术有效提供了低成本、高速度的通信核心网络。一般来说，这样的处理方案必须具备良好的服务质量、可靠性、安全性、科学性等。因此，Internet VPN技术必须能够充分提供可以穿过现存共享Internet核心中枢，传输大量安全数据，有效保护敏感数据的安全性，促使其体现为越过共享网络的机密。
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（二）无线通信
一般在电力系统的最后一段距离连接，可以使用电力线通信、卫星通信、光纤通信、无限通信等通信技术。目前，具有大量在电力系统中使用的自动化无线通信技术，其能够促使对应远程监控变电站具有较大潜能。但是，无线通信对电磁干扰更加敏感，对宽带容量和通信设备装置之间的最大间距具有一定的制约性。
（三）电力自动化无线传感器网络
1、无线自动仪表的读取
此系统可以为电力行业带来更多优势，即降低运行成本，以及各顾客实时能量消耗实时计价模式。电力企业企业实时计价模式，一般要求电力企业和顾客仪表设备之间具备比较安全、可靠的双向通道，此技术经过提供低成本和低功率无线通信加以处理。电力控制核心在经过多跳式无线通信全面收集仪表传感数据，此类监控系统可以为电力企业带来更多灵活性。此技术为电力系统主要提供了自动仪表读取、遥测、动态配置等功能。
2、电力系统监控
一般设备发生故障，或发生点击、意外事故，或者受自然灾害等影响，很容易导致电力干扰和断电，从而造成服务发生长期中断。因此，电力系统必须适当进行监控，以此有利于使用各种有效的方式方法加以预防。此技术可以为电力系统提供可靠的监控系统。使用无线传感器节点建立可以对整个体系进行实时监控，以此大大降低配电网故障检测或恢复电力供应的时间。
（四）电力自动化WiMAX网络及无线网状态网络
无线网络的网区域一般是混合式网络体系结构中，无线网状网能够在电力企业和各顾客之间组成良好的连接式无线网络。此网络的各无线网状区域都是可以动态自我组织或自我配置的。此配置可以在很大程度为电力企业带来很多便利，与此同时，网状路由器的网关和桥接器相关功能，促使无线网状区域能够集无线网络于一体。WiMAX以及无线网状网混合式网络系统结构具有很多优势，即良好的可靠性、安装成本较低、覆盖区域广泛、自动网络连通。此技术的应用即使在网路器件故障或网络拥堵时，也可以帮助电力企业长时间可靠运行。由于网状网络只要求线路上的个别节点连接有线网络，因此其可以有效降低基础设备成本，还可以运用科学合理的成本改进网络。WiMAX技术可以促使局域控制核心和远程控制核心之间进行远距离通信性能不会下降，其骨干网是可以达到自动化运用所需要的高速度远距离通信。另外，网状网络中的相关节点自动构建并且保持网路连通性，其可以为电力企业提供更好的无缝多跳式互联服务。
四、电力自动化智能化变电站通信网络的应用
电力自动化智能化变电站通信网络的应用，第一阶段是MMS网络，其位于站控层和间隔层之间。在此阶段，大部分模型和服务都完成了，但是变电站事件控制块和SMV控制块并没有处理。一般情况下，在MMS网络中，会把与相关标准不符的装置进行转换接入。站内的远动装置保护子站仍对上级系统，采用既有协议。而在下一阶段，不仅会存在MMS网络，还会有GOOSE网络。在第一阶段的基础条件上主要完成间隔层设备之间，相互保护联系、保护测控、智能终端、测控间的GOOSE联闭锁的联系，开始组屏过程层智能终端依旧与间隔层的设备，过程层的设备比较模糊，但是后续会渐渐和过程层、间隔层划清界限，最终使智能终端的户外柜出现。在最后阶段，加入SMV网络，并以前两个步骤为辅助，传输采样值。所使用的协议完成了60044-8IEC、61850-9-1IEC和61850-9-2IEC标准的变化。
结语
总而言之，电力智能化系统通信网络实现智能化变电站的信息交换，并促使信息标准逐渐系统化，确保运行过程得以有效控制，使得数据分析更加直观化和具体化。而且，就智能化变电站安全性能和性价比的综合考虑，通信网络的科学性和合适性对变电站效果有着不可忽视的重要影响。而进行电力自动化智能变电站通信网络分析与应用不仅是为了加强智能变电站通信网络的深入理解，同时也是为了促进电力自动化水平的进步与提升。
参考文献：
[1]李洋，林宏英.电力自动化智能变电站通信网络探讨[J].建筑工程技术与设计，2016（20）.
[3]王鹏，吴芳芳.智能变电站自动化通信网络研究[J].工程技术：引文版，2016（53）：00230-00230.
论文作者:沈传鑫
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
标签：网络论文; 变电站论文; 间隔论文; 电力论文; 智能论文; 设备论文; 通信网络论文; 《电力设备》2017年第16期论文;