关于电力自动化的通信网络研究

摘要：本文通过对变电站的通信网络、电力自动化通信网络的选择方案以及电力自动化系统
的网络安全实现等三个方面对电力自动化的通信网络进行了研究和分析。

 

　　关键词：变电站

 电力 自动化 通信网络 

　　

 

　　就我国电力系统而言，其专用通信网络现已建设成为以光纤通信为主干网的通信线路
覆盖各地区的变电站、电厂。电力系统数据通信网络不仅能够支持

 EMS、远动、实时数据通信

等业务，而且还能支持基本语音通信业务，如行政及调度电话等。当前，我国电网自动化系
统现场局域网对不同电压等级分别采用了不同类型的通信网络控制，如

 RS485 总线、CAN、

互联网等等。近些年，伴随着智能开关及电子互感器的问世及其在电网中的应用，电力系统
设备自动化程度不断提高，这就使得电网中一次设备与二次设备的无缝集成变为可能。

 

　　

1 变电站的通信网络 

　　

1.1 体系分层 

　　智能变电站分为过程层、间隔层和站控层

 

　　（

1）过程层。过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其

所属的智能组件以及独立的智能电子装置。

 

　　（

2） 间隔层。间隔层设备一般指继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主 IED 等二

次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入

/

输出、传感器和控制器通信。

 

　　（

3） 站控层。站控层包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、对时系统等，

实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能，完成数据采集和监视控制
（

SCADA） 、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。 

　　

1.2 网络结构 

　　智能变电站自动化系统采用的网络架构应合理，

 可采用以太网、 环形网络， 网络冗余

方式宜符合

 IEC61499 及 IEC 62439 的要求。 

　　

110kV 及以下变电站网络结构 

　　（

1）站控层网络。通过相关网络设备与站控层其他设备通信，与间隔层网络通信。 逻

辑功能上，覆盖站控层之间数据交换接口、站控层与间隔层之间数据交换接口。网络结构拓
扑宜采用单星型；

 

　　（

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（根据需要）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

2 种组网方式：网络方式，网络结构拓扑宜采用星型，宜按照双

网配置；采用点对点连接方式。

 

　　

1.3 网络划分 

　　

1.3.1 站控层、间隔层网络交换机宜冗余配置，每台交换机端口数量除满足站控层设备

接入要求，还应满足与二次设备室内交换机级联连接的要求，端口数量根据实际工程情况
可配置大于或小于

 24 口的交换机， 但宜尽量减少交换机数量。 

　　

1.3.2 智能变电站区别与常规变电站之一就是引入过程层网络，过程层网络因为其可靠

性要求高，在采用网络组网方式时，宜独立组网，不与站控层、间隔层公用网络交换机

,对

克靠性要求特别高宜采用双网冗余机制。