智能配电变电站集成保护控制信息共享分析

李维健

（国网哈尔滨供电公司运维检修部，黑龙江 哈尔滨 150000）

由于用户对电能质量要求越来越高，因此需要智能变电站具备更加快速、更加可靠的控制功能。跨间隔信息应该具备高度的共享性，这样智能变电站才能够具备更加优良的测控性能。只是在总线站域传递交换信息的过程中，经常会出现延时的情况，这就对其进行改进。以此真正的实现智能配电变电站集成保护控制信息共享。

一、智能配电变电站站域保护控制通信需求分析

1 基于IEC 61850的数字化变电站自动化系统结构

该系统应用的是分层分布式的结构，可分为三个层次。

第一层变电站层，该层次针对的对象是智能变电站事件，主要功能是对采集数据信息，第二层是间隔层，第三层是过程层，该层次应用的是电子式互感器或者是智能操作箱。变电站中各个装置都应用借助合并单元来进行信息数据的采集。过程层网络要想实现实时传输，智能化系统的跳合闸信号与保护间信号应该进行有效的配合，整个变电站都应用选择应用IEC 61850，这样才能够实现信息交互。

任意一个智能操作箱，要想能够实现操作完全的智能化，则电子设备应用与智能操作箱有机联系起来。电子设备与智能操作箱、以及与之相关的合并单元的连接方式有很多种，可以点对点，也可以借助总线方式来完成各自的连接，本文笔者选择应用的是点对点的方式。

IEC 61850的数字化变电站自动化系统有一个非常重要的组成部分，即通讯网。其直接关系到系统信息传输的能力。而其中的通讯网络与报文网络两者并立存在。过程层网络和采样值系统具有非常多的优势，比如数据量非常大，同时稳定性也非常高，出现延时时，有关人员需要对其进行有效控制。

2 变电站自动化系统功能以及需求分析

智能化的变电站中各个层次都不同程度的发生了变化，就间隔层而言，其网络接口以及通信模型等都出现了变化，与间隔层相比，过程层出现了更大的变化，尤其是连接方式变化尤为明显，过程层传统方式应用的是电缆连接，但是现如今已经改变为合并单元、电子式互感器。过程层与变电站层都具备信息共享的特点，但是过程层主要是通过跨间隔来实现信息共享，因此其具有高度的实时性，几乎可以满足保护工作的所有要求。但是现阶段我国变电站只能够实现变电站层的数据共享，至于更高功能的站域后背保护等难以实现。

二、考虑SV数据共享的面向间隔组网的过程总线信息共享特性仿

研究人员应用OPNET仿真软件，同时遵循过程总线组网原则来进行研究。利用仿真模型来对合并单元、测控单元等进行模型仿真，合并单元发送长度是123字节。在这一过程中，受保护的测控单元都应该接受合并单元以及智能化设备中的信息报文。

该模型中还包括了14个线路间隔子网，其中包含了进线、馈线等。总线子网包含了合并单元、交换机等。其具体的仿真模式如图1所示。

为了能够确保网络通信能够畅通，研究人员必须要保证网络端对端之间通信过程中所出现的延时要尽可能的小，最多不能大于4ms，同时其通信可靠性也有所保证，即丢包率为0。

经过分析，当采样率位于1000-1533点/周波时，过程网络也能够进行信息数据的传输，但是也能够对单间隔数据进行传输，此时采样率达到了最高程度，此时网络性能将会受到阻塞，无法顺利的进行通信。

经过研究表明，最大共享间隔数与很多因素有关，但是最为相关的就是交换机的数量以及各个交换机的质量性能。

三、试验测试分析

通过观察2次置高的时间间隔，可以得到交换机的来包间隔稳定在34μs左右，比交换机理论计算得到的延时13.56μs要大很多。但是通过非同步合并单元发包试验，发现交换机来包间隔最小可以达到10μs左右的，验证了交换机原因导致的延时应该在10μs左右，而剩余的20μs主要是由合并单元的同步误差引起的；验证了OPNET通信仿真的正确性。

结语

综上所述，可知研究人员利用OPNET软件构建了研究模型，同时利用集成保护试验平台，对总线信息共享的特征进行了测试，经过研究发现，总线传输过程中，交换机出现了延时，理论时间大约是10μs，但是实际经过测量之后，是36μs，之所以会出现比较大的误差，主要是因为合并单元时，出现了比较明显的同步误差。通过研究发现，之后跨间信息共享数达到相应的要求，智能配电变电站集成保护控制信息共享才能够真正的实现。

[1]赵江河，王立岩.智能配电网的信息架构（英文）[J].电网技术，2009（15）.

[2]任雁铭，秦立军，杨奇逊，孙竹森，张禹芳.变电站自动化系统中内部通信网的研究[J].电网技术，2000（05）.