[實用新型]數字化變電站內GOOSE和SV共網的過程層網絡結構

有效

• 申請號: 201020508634.5
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN201750435U
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 陳祖勛;余文輝;朱廣名;謝碧海;陳宏輝;胡鐵斌;邱志強;余東明;袁濤;文繼鋒;李力;馮亞東;陳松林;李九虎;梁曉兵;黃曙;曹麗娟;胡巨
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司茂名供電局;南京南瑞繼保電氣有限公司;廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/42;H04L12/44;H02J13/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 陳建和

技術領域

本實用新型涉及數字化變電站內使用過程層網絡實現設備信息交互共享的網絡結構，尤其是使用GOOSE、SV(采樣值)共網的過程層網絡的方法。

背景技術

隨著高電壓等級電網運行管理系統所需的信息量越來越大，各種應用和服務對信息質量提出了越來越高的要求，如實時性、可靠性、數據完整性、通信容量等，對自動化系統的要求也日益提高；隨著計算機技術、總線、以太網等技術的飛速發展和廣泛應用，變電站網絡及其通信協議也正在發生深刻的變化，傳統的集中、低速、專用封閉式的自動化系統將向開放、高速、綜合的網絡化方向發展，通過局域網互聯實現系統信息資源的共享利用。

變電站內不同廠家的各種設備要連接到監控、遠動等信息處理主站，保護與保護設備之間，監控與保護設備之間，目前多數廠家無法采用一種通信標準實現互聯，需要通過電纜或者要通過協議轉換器，實現不同設備、不同介質、不同協議設備間的信息交換。因此采用統一的國際標準，提高變電站內設備的互操作性，是設計新的變電站二次系統的需求。

數字化變電站是以變電站一、二次設備為數字化對象，以高速網絡通信平臺為基礎，通過對數字信息進行標準化，實現信息共享和互操作，并以網絡數據為基礎，實現繼保、數據管理等功能，滿足安全穩定、建設經濟等現代變電站建設要求的變電站。

一般數字化變電站主要具有以下幾個主要特征：數字化的一次電氣設備、網絡化的二次裝置或間隔設備和全站統一的標準平臺。

數字化變電站自動化系統的結構，在物理層上可以分為兩類，即智能化的一次設備和網絡化的二次設備；在邏輯結構上可分為三個層次，根據IEC61850標準定義，這三個層次分別為“過程層、間隔層、站控層”，各層次內部及層次間采用高速網絡通信。常用的數字化變電站的間隔層設備具備獨立的GOOSE網口和SV網口：3個站控層以太網+2個GOOSE以太網+保護SV以太網+錄波SV以太網。

之前的過程層網絡采用GOOSE(面向通用對象的變電站事件控制模型)和SV(采樣值控制與傳輸模型)分開的組網方式，這種組網方式下，交換機應用的數量很多，而且交換機的成本較高，導致數字化變電站的工程實施成本高居不下。

實用新型內容

本實用新型的目的是：提供數字化變電站內使用的GOOSE和SV共網的過程層網絡結構。

本實用新型采取的技術方案是：數字化變電站內GOOSE和SV共網的過程層網絡結構：

1、采用總線型網絡，即：多臺交換機之間進行級聯，每臺交換機再連接多臺二次裝置或間隔設備。本網絡結構的優點是多臺交換機串聯，易于布線。

2、采用星型總線網絡，即：一個中心交換機和多個從交換機組成的網絡，主交換機和多個從交換機相連接，每個從交換機再連接多臺二次裝置或間隔設備。本網絡結構的優點是節點之間具有最小的網絡路徑延遲，網絡配置維護比較方便。

3、采用環形網絡，即：多個交換機連接形成一個環，然后每個交換機再連接多個二次裝置或間隔設備。本網絡結構的優點是提供了一定的網絡冗余能力。

在實際應用中，可以根據實際情況和不同的需求選擇合適的過程層網絡拓撲結構。

交換機是過程層網絡中的核心設備，用于連接間隔層和過程層的智能設備，需要選擇合理的交換機端口配置方案，用來優化網絡結構，節約投資。交換機的端口配置有以下幾種方案可供選擇：

(1)交換機集中配置：以過程層設備之間的距離遠近為原則，就近的設備掛接在一個交換機上，而且盡量將交換機的端口用完。優點是充分利用端口，經濟性好，節省交換機和光纖。缺點是端口配置不清晰，風險集中，維護困難。

(2)交換機按單間隔配置：同間隔的設備連在同一交換機上，每臺交換機只接1個間隔設備。優點是結構清晰，維護方便，安全性高。缺點是端口利用率低，經濟性差。

(3)交換機按多間隔配置：同間隔的設備連在同一交換機上，每臺交換機接多個間隔設備。優點是運用維護較為方便，端口利用率較高。缺點是風險較集中。

本實用新型首次提出了變電站內的設備使用過程層網絡代替原有的電纜連接，來完成信息共享和相互。在過程層網絡中，采用GOOSE、SV共網的模式，減少了交換設備和光纖，組網結構簡單，減少了投資和資源消耗。

而采用GOOSE和SV共網方式的過程層網絡，整個過程層交換機的使用數量可以下降接近一半，使得數字化變電站的實施成本大幅下降。

附圖說明

圖1為總線型網絡結構的一種實施方式；

圖2為星型總線網絡結構的一種實施方式；

圖3為環形網絡結構的一種實施方式。