[發明專利]一種智能變電站自動化網絡系統

在審

• 申請號: 201710548356.2
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107528386A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 張喜銘;胡榮;陶文偉;陳波;高紅亮;李金;趙旋宇;樊騰飛;何錫祺;王向東;徐征顯;李辛巍
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明屬于智能變電站自動化領域，特別是涉及一種智能變電站自動化網絡系統。

背景技術

隨著智能變電站建設的深入開展，變電站高級應用功能日趨完善，各環節建設項目與智能變電站的交互信息也越來越大，不可避免的給變電站通信信息系統帶來接收、處理和轉發的壓力，同時對帶寬的需求和信息安全性，網絡結構穩定可靠性提出了更高的要求。在這種情況下，需要深入研究變電站通信網絡技術，提出通信網絡建設框架，為智能變電站建設提供技術支撐。當前智能變電站建設面臨的困難有：智能變電站缺少冗余鏈路；老站改造因設備更新成本增加；多合一網絡導致的網絡流向復雜和建設難度提高；SMV、GOOSE等業務流量互相影響；過程層裝置使用高精度絕對時間導致建設困難的問題。

發明內容

基于此，本發明提供了一種智能變電站自動化網絡系統，本發明能有效解決智能變電站當前面臨的問題，本發明實現了各業務數據最大程度共網降低成本，又有隔離，降低了網絡故障風險；整個系統網絡結構清晰，有利于后期擴建和維護，是一種安全、穩定可靠的智能變電站自動化網絡系統。

本發明的技術方案是：本發明提供了一種智能變電站自動化網絡系統，包括2網3層的基本架構，具體包括有站控層設備、站控層網絡、間隔層設備、過程層網絡、過程層設備，站控層設備接入站控層網絡，通過站控層網絡與間隔層設備交互數據，實現遠動系統、監控系統、五防系統的信息采集和自動化控制，過程層網絡和站控層網絡相互獨立，無任何物理直接或間接連接，無直接數據交互，間隔層設備與過程層網絡、站控層網絡交互數據，既需要從過程層網絡獲取信息又需要接入站控層網絡，過程層設備通過過程層網絡與間隔層設備交互數據。

本發明采用PRP雙星型網絡組建智能變電站的站控層網絡、過程層網絡。使用交換機的延時累加技術，實現過程層網絡采樣等同于點對點的直接采樣效果，從而降低過程層對于高精度時鐘的依賴。針對過程層線路保護間隔相對獨立特征，提出采用HSR單環網絡拓撲結構。根據主變保護其高壓側與低壓側的一體化關系，提出采用主變保護裝置，直接接入高低壓側的兩個獨立過程層網絡信息。利用交換機的組播幀注冊轉發和端口流量限制功能，分離業務流量，限制網絡風暴。另外，規劃了遠動系統、監控系統、五防系統、故障錄波等在智能變電站網絡中的接入位置。本發明實現了各業務數據最大程度共網降低成本，又有隔離，降低了網絡故障風險；整個系統網絡結構清晰，有利于后期擴建和維護。

附圖說明

圖1為本發明智能變電站自動化網絡系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

本發明的智能變電站自動化網絡系統，如附圖1所示，包括2網3層的基本架構，結構上自上而下具體包括有站控層設備、站控層網絡、間隔層設備、過程層網絡、過程層設備，站控層設備接入站控層網絡，通過站控層網絡與間隔層設備交互數據，實現遠動系統、監控系統、五防系統的信息采集和自動化控制，過程層網絡和站控層網絡相互獨立，無任何物理直接或間接連接，無直接數據交互，間隔層設備與過程層網絡、站控層網絡交互數據，既需要從過程層網絡獲取信息又需要接入站控層網絡，過程層設備通過過程層網絡與間隔層設備交互數據。本發明采用零自愈時間的網絡冗余協議作為網絡基本傳輸協議，冗余協議分別為平衡冗余協議（parallel redundancy protocol，以下簡稱PRP）、高可用無縫冗余協議（high-availability seamless redundancy protocol，以下簡稱HSR）。

上述過程層網絡使用延時累加交換機組成雙星型PRP網絡。上述過程層網絡依據電壓等級獨立建網，消除幀間互相影響。

上述站控層網絡使用工業以太網交換機組成雙星型PRP網絡。

上述站控層設備、間隔層設備、過程層設備需要插入一塊硬件實現的以太網流轉PRP協議流或者HSR協議流的轉換插件。基于硬件實現的PRP、HSR協議轉換插件，無CPU參與，穩定可靠性增強。新增通訊功能插件，兼顧了老站改造，也實現了網絡通訊功能與電力專用設備功能分離。

使用新技術冗余鏈路PRP組建的網絡，也避開了雙網通信等技術難題，進一步的解放了自動化裝置對協議棧的要求和CPU的主頻以及其他高性能的需求，也使得網絡通信設備通用化。