变电站二次设备就地化系统网络架构研究

吴红建

摘要：变电站是电力系统的重要组成部分，在电力应用中发挥着重要的作用。从变电站的具体利用来看，其效果与二次设备就地化系统网络的构架有着比较密切的关系，如果构建合理，二次设备的效果发挥显著，变电站的具体利用效果会更加突出，如果不合理，效果便会大打折扣。本文针对变电站二次设备利用中的挑战对其的具体布置等做全面性的分析，旨在指导实践构建具有稳定性和安全性的电力应用系统。

关键词：变电站；二次设备；就地化系统；网络架构

随着技术的进步和其应用领域的加深，智能化电网获得了显著的发展。就当前的智能化电网分析来看，其中的变电站普遍采用“三层两网”的系统架构，在这种架构模式下，合并单元、智能终端等新型智能电子设备的应用率在显著的提升，具体的设备安装方式等也发生了明显的改变。以上的变化虽然促进了智能变电站的进步，但是对二次展业产生了一些消极影响，为了避免这些影响需要对具体的架构做更为合理的分析和布置，因此研究相关性的内容具有重要的现实意义。

一、变电站二次设备就地化系统网络架构整体原则

变电站二次设备就地化系统网络架构在具体构建的时候需要遵循具体的原则，而就目前的设计分析来看，其原则主要有三个：其一是全站二次保护控制设备均要采用就地化无防护的安装，以此来满足整体更换以及即插即用的具体要求。其二是单间隔的保护控制设备要采用电缆采样以及电缆跳闸的模式。在做跨间隔保护的时候需要进行分布式设计。其三是考虑不同设备对数据的具体要求不同，所以在整体架构的时候要多设置灵活的接口。

二、全站二次设备配置方案

全站二次设备在具体的配置中需要有明确的方向和目标，原则分析可以让具体的设计有明确、清楚的目标和内容。

（一）单间隔保护配置原则

第一，在具体做设备配置方案设计的时候需要遵循单间隔保护配置原则。之所以利用此原则一方面是因为此原则配置的具体保护其在问题类型反应方面更加的突出，所以其提供的保护也会更加的有效。另一方面是利用此种保护原则，具体的设备维修便利性更加的突出。简言之，单间隔保护配置原则在具体系统构架中现实意义突出。

（二）公用采集控制终端配置原则

第二，在做具体方案设计的时候需要采用公共采集控制终端配置原则。从具体的实践分析来看，要对跨间隔保护就地化问题做有效的解决，采用分布式架构现实效果突出。同样，利用分布式架构方式，站域保护等设备在间隔信息的采集方面也会发挥更为优越的数据共性优势，这样，装置开入和电缆开出可以得到简化。

（三）主从结构的测控装置配置原则

第三，在具体的方案设计的时候利用主从结构的测控装置配置原则，这样可以实现保护就地化后变电站二次设备的统一配置和安装，测控装置也采用就地化无防护安装方式。总体来讲，采用这样的装置配置原则，二次设备的种类可以得到有效减少，装置的通用性效果明显的提升。

三、网络架构方案

考慮到智能化变电站的具体构建，在二次设备就地化系统网络架构的时候出现了两种方案，以下是对方案的具体分析。

（一）三网合一架构

首先是基于PRP的三网合一构架方案。要具体分析此方案，需要从技术应用，网络构架和性能做具体的判断。就技术而言，主要是PRP技术。PRP协议的利用主要是通过网络当中的节点实现网络冗余，而非网络结构，在网络冗余的基础上双连接点的执行冗余目标得以实现。就网络架构分析来看，三网合一是基于PRP的冗余双网架构，通过传输站控制层，MMS信息、保护、测控联闭锁信息、站域保护以及故障录波等能顾实现可靠性，相关设备的可靠性也会显著的加强。具体分析三网合一架构的网络性能发现在此种架构形式下，MMS、SV、以及GOOSE网络的综合性能都比较的突出，而且跨间隔保护的HSK网络效果也比较的显著。

（二）基于全HSR环网的网络架构

其次是基于全HSR环网的网络架构方案。在三网合一的基础上利用HSR环网做就地化二次设备网络架构，交换机在全站建设中做了取消，整体通信利用双向的HSP环网进行。在此方案下做具体的网络架构，采用的主要原则是功能独立、专业独立和检修便利。综合利用以上原则，形成了相互独立且互不影响的三层网络：其分别是1）站控层MMS网络，此网络主要在站控层设备通信和间隔层装置间做利用，保证了信号传输的稳定性。2）网采网跳环网。站域保护、稳控以及录波通过专用的环网进行采样和跳闸。战域等设备的退出不影响网络及其他装置的运行。3）测控环网。主要用于测控装置采集SV报文。

（三）方案比较

综合对比上述的两种架构方案，其均有HSR等新技术的利用，但是具体分析发现其存在着显著的不同：其一是三网合一方案在具体利用中采用了延时可测交换机，装置的网络接口有了明显的减少，在退出设备运行的时候网络不会发生变化。其二是三网合一的架构方案，信息的传递是通过一个网络进行的，而且信息种类多，数量大，所以整个网络架构的工程工作量比较的突出。其三是基于HSR环网的网络架构方案，有多个HSR接口的装置，其减少了对交换机的依赖性。最后是采用基于全HSR环网的网络结构方案，当发生装置异常退出时，会出现单项网络运行的情况。

四、结语

综上所述，变电站二次设备就地化系统的网络架构对其具体的运行保护来讲具有重要的意义，尤其是在智能化变电站发展的过程中，合理的网络架构可以有效的削减不利影响，提升变电站的稳定性和可靠性，因此总结分析具体的网络架构现实意义显著。

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