2、通信网络技术分析
(1) 分层分网的网络通信架构
现行智能变电站自动化系统基于IEC61850标准定义的数据接口模型,采用“三层设备,两层网络”结构,二次设备装置分为站控层、间隔层和过程层,层与层设备间通过站控层网络、过程层网络实现。
站内通信网络用来传输保护、测控、计量、向量测量、故障录波等业务数据,主要数据报文有制造报文(MMS)、面向通用对象的变电站事件(GOOSE)、采样值(SV)和同步信息PTP共4类。站控层采用双星形或星形以太网络,MMS、SNTP共网传输,过程层网络一般采用保护直采直跳方案,GOOSE、SV独立组网模式。SV和GOOSE独立组网一方面不利于整站信息共享互动,另一方面造成过程层交换机数量过多,导致网络结构和接线复杂,网络设备可靠性降低。
(2) SV和GOOSE共网传输技术
SV报文用于过程层和间隔层间设备的单向采样值传输。SV报文传输数据量大,报文长度固定,由于采样频率固定,占用通信网络资源也固定,对实时性和同步性有很高的要求。GOOSE报文用于间隔层之间的联闭锁信号和间隔层与过程层间的位置信号、状态信号和控制信号等。GOOSE报文数据量小,报文长度短,网络负担轻,同样对实时性和同步性有很高的要求。系统发生故障时,报文有一定的突发性。在智能变电站的通信组网方案中,一般采用GOOSE和SV独立组网的方式。对于GOOSE、SV共网传输的组网方式进行信息的采集和数据的传输,这种组网方式下,间隔层的设备信息直接通过一根光纤就可以实现与过程层的数据交换,无论是从安装还是运维方面都是比较简单方便的。过程层传输的信息除了SV采样值和GOOSE信息外,还可以有少量辅助信息,如对信息、网络设备管理信息等。理论分析证明了该技术的可行性。
(3) 配电接入网通信技术
配用电通信网络:采用两台OLT,10台ONU及20台分光器,每个ONU对应两个分光器,形成跨OLT保护。分光器10%的分支与ONU的PON相连接,90%的分支通过ODF架继续延伸至下级业务节点位置,以此类推。ONU连接配网的智能终端采集信息。
以太网与PON的结合,产生了以太网无源光网络(EPON)。它同时具备了以太网和PON的优点。EPON媒质的性质是共享媒质和点到点网络的结合,在下行方向,拥有共享媒质的连接性,传输数据采用广播的方式,而在上行方向其行为特性就如同点到点网络,数据传输采用时分多址技术,由于其光分配网络采用无源光器件,无需租用机房和配电电源,维护简单。EPON技术在电力系统配电自动化、电力光纤到户等领域已逐步开展应用。