CN103595128A - 基于双层双网结构的变电站自动化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变电站自动化系统结构，特别是一种基于双层双网结构的变电站自动化系统，其结构要点在于，包括有站控层、设备层、即时网络和高速网络，其中站控层包括有多个站控层设备，而设备层则将现有的过程层设备和间隔层设备整合为一体化的设备称之为设备层设备，站控层设备连接到高速网络，而设备层中需即时传输信息的设备连接到即时网络上，设备层中信息传输要求相对较慢的设备连接到高速网络。本发明采用两层两网结构，使过程层设备与间隔层设备可以进行整合，以达到减少设备数量，节约占地，降低投资的目的，使得网络简单，易于布线，接线清晰；避免交换机流入流量超负荷，使网络产生阻塞，保证了信息流畅。
Description
技术领域
本发明涉及一种变电站自动化系统结构，特别是一种基于双层双网结构的变电站自动化系统。
背景技术
目前的智能变电站自动化系统通常采用由站控层、间隔层、过程层及站控层以太网、间隔层以太网两网络组成的“三层两网”结构。过程层设备主要包括智能终端、合并单元等；间隔层设备包括保护装置、测控装置、测量、计量、录波等；站控层设备包括监控主机、远动机等。其网络结构如图1所示。由于“三层两网”结构具备信息共享度高、功能自由分布和可扩充性等特点，其已大范围应用到当前的智能变电站中。
随着电子及计算机技术的发展，二次设备的可靠性、处理能力和抗干扰能力不断提高，一二次设备集成化、二次设备一体化、模块化已成为未来智能变电站仪器设备制造技术的发展方向。然而，“三层模型”将过程层、间隔层设备严格区分，使得过程层与间隔层的设备无法整合，造成设备数量众多、占地面积大，投资成本高等问题，无法适应未来智能变电站一二次设备进一步融合发展的需要。
针对上述问题，部分文献提出采用“两层一网”结构，即将过程层与间隔层整合，将过程层网络与站控层网络合并。但是对于220kV及以上电压等级变电站，由于变电站规模大，过程层与站控层合并后，流量大量增加，导致在当前技术条件下，信息传输延时无法满足继电保护速动性要求。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种保证信息传输延时，减少设备数量、节约占地、投资成本低的基于双层双网结构的变电站自动化网络系统。
本发明的目的是通过以下途径来实现的：
基于双层双网结构的变电站自动化系统，其结构要点在于，包括有站控层、设备层、即时网络和高速网络，其中站控层包括有多个站控层设备，而设备层则将现有的过程层设备和间隔层设备整合为一体化的设备称之为设备层设备，站控层设备以星形结构配置连接到高速网络中的高速网交换机，而设备层中需即时传输信息的设备以星形结构配置连接到即时网络上的即时网交换机，设备层中信息传输要求相对较慢的设备则以星形结构配置连接到高速网络上的高速网交换机。
本发明将智能变电站过程层设备和间隔层设备整合为设备层设备，构成设备层；智能变电站的站控层保持不变。设备层与站控层构成智能变电站“两层结构”，两层间通过“系统网络”连接。系统网络按信息流特点，分为“即时网络”与“高速网络”，两网络均按双套星形结构配置。
即时网络是指其传输时延需满足DL/T 860.5-2006类型1-快速报文、类型1A-跳闸报文、类型4-原始数据报文的传输要求的数据传送网络。在本发明中，即时网络用于传输含保护跳闸信息的GOOSE报文与含采样信息的SV报文，实时性高；即时网络中采用的即时网交换机具有更高带宽，负责即时网内的保护跳闸、采样信息交换。
高速网络是指其传输时延要求相对低，仅需满足DL/T 860.5-2006类型4-低速报文等其它报文的传输要求的数据传送网络。在本发明中，高速网络用于传输含远动信息、监控信息等实时性相对较低的MMS报文。高速网交换机带宽相对较低，负责高速网内的监控、远控、对时等信息的交换。
在设备层中，有的设备只传送即时信息，因此只需要连接到即时网络，有的设备信息传输要求相对较慢，所以只需要连接到高速网络；但是有的设备既需要传送即时信息，同时也有传输要求相对较慢的信息，因此该设备将同时连接到即时网络和高速网络上。这样整合后的设备层设备完全可以根据需求选择网络，或者同时连接到两个网络上，使得信息能够按需传送，传送效率高。
本发明采用两层两网结构，使过程层设备与间隔层设备可以进行整合，以达到减少设备数量，节约占地，降低投资的目的。根据信息流特点重新划分网络，以适应不同设备的通讯要求，解决了“两层一网”网络延时无法满足要求的问题。在解决了所述技术问题的同时，本发明还带来了如下优点：因将间隔层设备与过程层设备整合，减少了设备数量，相应地减少了接线，使得网络简单，易于布线，接线清晰；将网络分成高速网及即时网，对信息进行分流，可以避免交换机流入流量超负荷，使网络产生阻塞，保证了信息流畅。
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
附图说明
图1所示为背景技术所述三层两网结构的变电站自动化系统的结构示意图；
图2所示为本发明所述双层双网结构的变电站自动化系统的结构示意图。
具体实施方式
最佳实施例：
基于双层双网结构的变电站自动化系统，包括有站控层、设备层、即时网络和高速网络，其中站控层包括有多个站控层设备，而设备层则包括有过程层设备和间隔层设备。站控层设备以星形结构配置连接到高速网络中的高速网交换机，而设备层中的需即时传输的信息（如保护跳闸信息、SV采样值信息）以星形结构配置连接到即时网络上的即时网交换机，设备层中信息传输要求相对较慢的信息（如告警信号等）则以星形结构配置连接到高速网交换机。
其中站控层设备包括有监控主机、远动机等；设备层设备包括有一次设备、二次设备等，二次设备可采用常规智能变电站传统的智能终端、合并单元、测控装置分立式设备，也可采用新型的智能终端、合并单元、测控、保护一体化设备。
两网络均按双套星形结构配置。即时网络用于传输含保护跳闸信息的GOOSE报文与含采样信息的SV报文，实时性高。高速网络用于传输含远动信息、监控信息等实时性相对较低的MMS报文。
本发明还带来了如下优点：网络简单，易于布线，接线清晰；扩展容易，不会引起网络中断；便于维护，任何一个间隔故障，仅需对交换机相关部分进行隔离，而无需更换交换机；任何网络通道故障，可以实现快速自愈，保证系统的稳定性。可以避免交换机流入流量超负荷，使网络产生阻塞。
本发明未述部分与现有技术相同。
Claims (3)
1.基于双层双网结构的变电站自动化系统，其特征在于，包括有站控层、设备层、即时网络和高速网络，其中站控层包括有多个站控层设备，而设备层则将现有的过程层设备和间隔层设备整合为一体化的设备称之为设备层设备，站控层设备以星形结构配置连接到高速网络中的高速网交换机，而设备层中需即时传输信息的设备以星形结构配置连接到即时网络上的即时网交换机，设备层中信息传输要求相对较慢的设备则以星形结构配置连接到高速网络上的高速网交换机。
2.根据权利要求1所述的基于双层双网结构的变电站自动化系统，其特征在于，所述即时网络是指其传输时延需满足DL/T 860.5-2006类型1-快速报文、类型1A-跳闸报文、类型4-原始数据报文的传输要求的数据传送网络。
3.根据权利要求1所述的基于双层双网结构的变电站自动化系统，其特征在于，高速网络是指其传输时延要求相对低，仅需满足DL/T 860.5-2006类型4-低速报文等其它报文的传输要求的数据传送网络。
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