數位化變電站內goose和sv共網的過程層網絡結構的製作方法

2023-12-11 20:11:27 1

專利名稱：數位化變電站內goose和sv共網的過程層網絡結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及數位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(採樣值)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、乙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，通過區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，目前多數廠家無法採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 採用統一的國際標準，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。數位化變電站是以變電站一、二次設備為數位化對象，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，並以網絡數據為基礎，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。一般數位化變電站主要具有以下幾個主要特徵數位化的一次電氣設備、網絡化 的二次裝置或間隔設備和全站統一的標準平臺。數位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採用高速網絡通信。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個站控層乙太網+2個GOOSE 乙太網+保護SV乙太網+錄波SV乙太網。之前的過程層網絡採用GOOSE(面向通用對象的變電站事件控制模型)和SV(採 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，導致數位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位化變電站內使用的GOOSE和SV共網的過程層網絡結構。本實用新型採取的技術方案是數位化變電站內GOOSE和SV共網的過程層網絡結 構1、採用總線型網絡，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，易於布線。2、採用星型總線網絡，即一個中心交換機和多個從交換機組成的網絡，主交換機
3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、採用環形網絡，S卩多個交換機連接形成一個環，然後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餘能力。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，用於連接間隔層和過程層的智能設備，需要 選擇合理的交換機埠配置方案，用來優化網絡結構，節約投資。交換機的埠配置有以下 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，而且儘量將交換機的埠用完。優點是充分利用埠，經濟性好，節省交換 機和光纖。缺點是埠配置不清晰，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。缺點是埠利用率低，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，埠利用率較高。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，採用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。而採用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，使得數位化變電站的實施成本大幅下降。

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。其中，PCS-9882為交換機；PCS-902，PCS-931 和 PCS-978 為保護裝置；PCS-9611 為 保護測控裝置，PCS-9705為測控裝置。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。一、如圖1所示的總線型網絡結構3臺PCS-9882交換機相互進行級聯，然後每臺交換機再分別和保護裝置，保護測 控裝置，測控裝置和其他二次裝置或間隔設備進行連接。二、如圖2所示的星型總線網絡結構1臺PCS-9882作為中心叫環節，和另外兩臺從交換機PCS-9882相連接，然後每臺 從交換機再和保護裝置、保護測控裝置、測控裝置和其他二次裝置或間隔設備進行連接。三、如圖3所示的環網總線網絡結構4臺PCS-9882交換機相互連接組成環網，然後每臺交換機再再分別和保護裝置，
4保護測控裝置，測控裝置和其他二次裝置或間隔設備進行連接。
權利要求數位化變電站內GOOSE和SV共網的過程層網絡結構，其特徵是所述過程層網絡結構為總線型網絡結構，即由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。
2.數位化變電站內GOOSE和SV共網的過程層網絡結構，其特徵是所述過程層網絡結 構為星型網絡結構即一個中心交換機和多個從交換機組成網絡，中心交換機和多個從交 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。
3.數位化變電站內GOOSE和SV共網的過程層網絡結構，其特徵是所述過程層網絡結 構為環形網絡結構，即多個交換機連接形成一個環，然後每個交換機再連接多臺二次裝置 或間隔設備。
專利摘要數位化變電站內GOOSE和SV共網的過程層網絡結構，包括總線型網絡結構，星型網絡結構和環型網絡結構三種，總線型網絡結構，由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；星型網絡結構由一個中心交換機和多個從交換機組成網絡，中心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；環形網絡結構，即多個交換機連接形成一個環，然後每個交換機再連接多臺二次裝置或間隔設備。給出了交換機和二次設備的具體連接方法。採用本實用新型的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，使得數位化變電站的實施成本大幅下降。
文檔編號H04L12/40GK201750435SQ20102050863
公開日2011年2月16日 申請日期2010年8月27日 優先權日2010年8月27日
發明者餘東明, 餘文輝, 馮亞東, 文繼鋒, 曹麗娟, 朱廣名, 李九虎, 李力, 梁曉兵, 胡巨, 胡鐵斌, 袁濤, 謝碧海, 邱志強, 陳宏輝, 陳松林, 陳祖勳, 黃曙 申請人: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