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2变电站通信网络的要求
由于数据通信在变电站自动化系统内的重要性,经济、可靠的数据通信成为系统的技术核心,而由于变电站的特殊环境和自动化系统的要求,变电站自动化系统内的数据网络应满足下列要求:①快速的实时响应能力;②很高的可靠性;③优良的电磁兼容性能;④分层式结构[1]。
1997年8月国际大电网会议上,WG34.03工作组提出了变电站内通信网络传输时间要求:设备层和间隔层之间、间隔内各设备之间、间隔层各间隔单元之间为1~100ms,间隔层和变电站层之间为10~1000ms,变电站层各设备之间、变电站和控制中心之间为1000ms。各层之间的数据流峰值为:设备层和间隔层之间数据流大概250kb/s,取决于模拟量的采样速度,间隔层各单元之间数据流大概60kb/s或130kb/s,取决于是否采用分布母线保护;间隔层和变电站层之间及其他链路之间数据流大概在100kb/s及以下。
3内部数据通信网的选择
数据通信网是构成变电站自动化系统的关键环节,内部通信网络的标准化是使变电站自动化迈向标准化的难点之一,受性能、价格、硬件、软件、用户策略等诸多因素的影响,目前在选择什么“接口网络”上很难达成一致。
网络特性主要由拓扑结构、传输媒体、媒体存取方式来决定。网络的选择应符合国际国内的有关标准;应选择当前的主流产品,应得到实力雄厚的软硬件商的支持;产品应满足变电站运行要求;具有较高的性能价格比[2]。
(1)35kV变电站通信网络
在小规模的35kV变电站和110kV终端变电站,可考虑使用RS422和RS485组成的网络;当变电站规模较大时应考虑选择现场总线网络。RS422和RS485串口传输速率指标是不错的,在1000m内传输速率可达100kb/s,短距离速率可达10Mb/s,RS422串口为全双工,RS485串口为半双工,媒介访问方式为主从问答式,属总线结构。这两个网络的不足在于接点数目比较少,无法实现多主冗余,有瓶颈问题,RS422的工作方式为点对点,上位机一个通信口最多只能接10个节点,RS485串口构成一主多从,只能接32个节点,此外有信号反射、中间节点问题。LonWorks网上的所有节点是平等的,CAN网可以方便的构成多主结构,不存在瓶颈问题,两个网络的节点数比RS485扩大多倍,CAN网络的节点数理论上不受限制,一般可连接110个节点。
(2)110kV变电站通信网络
中型枢纽110kV变电站节点数一般为40个左右,多主冗余要求和节点数量增加使RS422和RS485难以胜任。现场总线却能得心应手,总线网将网上所有节点连接在一起,可以方便的增减节点;具有点对点、一点对多点和全网广播传送数据的功能;常用的有LonWorks网、CAN网。两个网络均为中速网络,500m时LonWorks网传输速率可达1Mb/s,CAN网在小于40m时达1Mb/s,CAN网在节点出错时可自动切除与总线的联系,LonWorks网在监测网络节点异常时可使该节点自动脱网,媒介访问方式CAN网为问答式,LonWorks网为载波监听多路访问/冲撞检测(CSMA/CD)方式,内部通信遵循LonTalk协议。
300.新一代电网调度自动化系统
电网调度自动化系统发展到今天已经三代。70年代基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统称为第一代,如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统;80年代基于通用计算机的EMS称为第二代,如四大电网、南方、广西、贵州、四川、云南等单位采用VAX/VMS的SCADA/EMS系统;90年代基于RISC/UNIX的开放式分布式EMS/DMS称为第三代,如国家电力调度通信中心、福建、山东、西北、宁夏、湖北、湖南、安徽等单位引进的SCADA/EMS,电力科学研究院和东北电力集团公司合作开发的CC—2000系统,电力自动化研究院开发的RD—800系统、OPEN—2000系统、SD—6000系统。南京力导电子系统研究所开发的SE-900系统等,第三代系统已发展了近10年。随着计算机、数据网络、数据库等技术的飞速发展以及电力市场的要求,第四代电网调度自动化系统的基础条件已经具备,预计将于21世纪初诞生,该系统的主要特征是采用JAVA、因特网、面向对象等技术,综合考虑电力市场环境中的安全运行及商业化运营的要求。
延伸阅读:这次是连发 电力系统1000问之二十一弹
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