一種智能變電站網絡結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能變電站網絡結構。常規(guī)智能變電站的系統架構是在變電站的變電站層、間隔層和過程層分別建立獨立的子網，每種網絡均由不同的物理網絡設備連接構建而成，使得一個變電站交換機數量非常龐大，大大增加了智能變電站的建設成本。本實用新型包括變電站層和設備層，其特征在于，所述的變電站層與設備層通過一智能數據網進行通訊連接，所述的智能數據網由GOOSE網、SV網、MMS網三個邏輯網絡整合而成，各個邏輯網絡之間相互隔離。本實用新型使全站只有一個網絡，通過建立連接，整合資源配置開辟多個邏輯業(yè)務網絡，滿足每個自動化、保護裝置的要求，實現針對不同業(yè)務的邏輯網絡，實現了業(yè)務網絡之間隔離。
【專利說明】—種智能變電站網絡結構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能變電站領域，具體地說是一種智能變電站網絡結構。

【背景技術】
[0002]目前國內的數字化變電站網絡主要基于變電站通信網絡和系統協議IEC 61850系列標準建設。IEC 61850標準奠定了數字化變電站實現數據共享和實現設備間互操作的基礎，提出了變電站內設備、信息分層的概念，從數據結構、功能建模方法和變電站自動化體系層次關系映射等方面進行了詳盡的描述和規(guī)范。依據IEC 61850標準的設計思想，現有的數字化變電站基本利用工業(yè)以太網交換機組建站內物理網絡，即過程層、間隔層以及變電站層，針對不同業(yè)務(GOOSE、SV、麗S )組建不同的物理網絡。
[0003]常規(guī)智能變電站的“三層兩網”(見圖1)的系統架構是在變電站的變電站層、間隔層和過程層分別建立獨立的子網的方案，根據各層中主要傳遞信息的特點設計網絡，智能變電站原有網絡結構由GOOSE網絡、SV網絡、麗S網絡組成，每種網絡均由不同的物理網絡設備連接構建而成?，F有變電站網絡結構是以間隔為單位布置交換機，針對不同業(yè)務(GOOSE、SV、MMS)配置不同類型的工業(yè)交換機，這使得一個變電站交換機數量非常龐大，交換機的投資占監(jiān)控系統的40%以上，大大增加了智能變電站的建設成本。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種使變電站內物理網絡實現三網合一的智能變電站網絡結構，以減少網絡交換機的數量。
[0005]為此，本實用新型采用如下的技術方案:一種智能變電站網絡結構，包括變電站層和設備層，其特征在于，所述的變電站層與設備層通過一智能數據網進行通訊連接，所述的智能數據網由GOOSE網、SV網、麗S網三個邏輯網絡整合而成，各個邏輯網絡之間相互隔離；
[0006]所述的變電站層包括變電站計算機、操作計算機和縱向隔離裝置；
[0007]所述的設備層包括測控裝置、保護裝置、轉換單元、控制單元、合并單元、隔離開關、斷路器、電流互感器和電壓互感器，前述的各個設備均有多個。
[0008]智能數據網在邏輯上具備強大的資源劃分能力，為每一個重要的功能開辟獨立的邏輯網絡，邏輯網絡之間相互隔離，達到安全可靠的目的。
[0009]智能變電站通過采用“邏輯網絡”，在站內構建:邏輯GOOSE網絡、邏輯SV網絡、邏輯麗S網絡，使得變電站內物理網絡實現“三網合一”，相關網絡交換機減少60%以上，成為支撐新一代智能化化變電站的通信基礎。因此，邏輯網絡在智能變電站的應用在以下幾個方面有較大的提升:
[0010]I)對各種規(guī)模變電站的適應能力(開閉所、配網變電站、中型變電站、大型變電站)，通過組網能力的改進重點提升通信系統的伸縮能力，降低通信網絡組成的復雜度，提高通信系統的性能和可靠性；
[0011]2)對各種類型的變電站通信負荷的適應能力(快速報文GOOSE、高速測量報文SMV、文件報文MMS等)，重點提升對高速通信報文通信時延方面的技術指標，提高通信系統對日益復雜的變電站數字化、自動化的數據傳遞的支撐水平；
[0012]3)降低目前日益高漲的數字化變電站通信建設成本，通過新技術的應用和網絡結構的改進，以及開放性和標準化體系的建立，進一步降低通信系統的建設成本，促進數字化變電站和智能電網技術的推廣應用。
[0013]進一步，所述變電站層中的設備通過多個光耦合器與至少一個核心交換機連接，設備層中的設備通過多個光耦合器與至少一個核心交換機連接。
[0014]本實用新型在智能變電站實際應用環(huán)境中組成具有統一物理網絡架構的二次系統通信網絡，該網絡整合變電站層、間隔層、過程層的多個網絡，組成一個覆蓋整個變電站所有間隔和IED設備的統一的物理網絡“智能數據網”；統一的網絡采用星形拓撲，每一個IED設備都直接連接到網絡的核心交換機，簡化了網絡的結構，減少了數據轉發(fā)次數，提高了數據傳遞的性能:本實用新型在整合網絡、簡化網絡結構方面采取了革命性的改造措施，極大地消除網絡的臃腫、降低網絡的成本、提高了網絡的可靠性。
[0015]進一步，所述的變電站層還包括管理服務器、工作站和時間同步器。
[0016]進一步，所述的保護裝置為保護交換機，其連接一個合并單元和一個控制單元。
[0017]進一步，所述的轉換單元與隔離開關連接，控制單元與斷路器連接，合并單元與電流互感器或電壓互感器連接。
[0018]本實用新型具有的有益效果:1)整合原有變電站的變電站層、間隔層和過程層共三層網絡為變電站層、設備層兩層網絡，傳遞各種類型的高速、中速和大流量低速文件等信息，不再分間隔層和過程層子網；整合原有物理GOOSE網絡、物理SV網絡、物理MMS網絡三張網絡為一張網絡；2)全站只有一個網絡，通過建立連接，整合資源配置開辟多個邏輯業(yè)務網絡，滿足每個自動化、保護裝置的要求，實現針對不同業(yè)務(GOOSE、SV、^S)的邏輯網絡，實現了業(yè)務網絡之間隔離，達到了安全的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為現有智能變電站三層兩網的物理架構示意圖。
[0020]圖2為本實用新型兩層一網的物理架構示意圖。
[0021]圖3為本實用新型智能數據網的網絡邏輯示意圖。
[0022]圖4為本實用新型用于典型220千伏變電站組網的示意圖。

【具體實施方式】
[0023]下面結合國家電網典型220千伏變電站對本實用新型在智能變電站的應用作進一步說明。
[0024]如圖2-3所示的智能變電站網絡結構，所述的變電站層與設備層通過智能數據網進行通訊連接，所述的智能數據網由GOOSE網、SV網、MMS網三個邏輯網絡整合而成，各個邏輯網絡之間相互隔離。
[0025]所述的變電站層由多個變電站計算機、操作計算機、工作站、時間同步器、管理服務器和縱向隔離裝置組成。所述的設備層由測控裝置、保護裝置、轉換單元、控制單元、合并單元、隔離開關、斷路器、電流互感器(CT)和電壓互感器(PT)，前述的各個設備均有多個。
[0026]變電站層中的設備通過多個光耦合器與核心交換機連接，設備層中的設備通過多個光稱合器與核心交換機連接。
[0027]所述的保護交換機連接一個合并單元和一個控制單元。所述的轉換單元與隔離開關連接，控制單元與斷路器連接，合并單元與電流互感器或電壓互感器連接。
[0028]根據220kV變的出線規(guī)模和運行機制，推薦如下方案:全站設A、B 二個網。其中A網交換機配置雙板卡，主要接入:主變間隔保護一、220kV間隔線路、母線保護一、IlOkV間隔和35kV間隔；B網交換機配置單板卡，主要接入:主變間隔保護二、220kV間隔線路、母線保護二，如圖4所示。
【權利要求】
1.一種智能變電站網絡結構，包括變電站層和設備層，其特征在于，所述的變電站層與設備層通過一智能數據網進行通訊連接，所述的智能數據網由GOOSE網、SV網、麗S網三個邏輯網絡整合而成，各個邏輯網絡之間相互隔離； 所述的變電站層包括變電站計算機、操作計算機和縱向隔離裝置； 所述的設備層包括測控裝置、保護裝置、轉換單元、控制單元、合并單元、隔離開關、斷路器、電流互感器和電壓互感器，前述的各個設備均有多個。
2.根據權利要求1所述的智能變電站網絡結構，其特征在于，所述變電站層中的設備通過多個光耦合器與至少一個核心交換機連接，設備層中的設備通過多個光耦合器與至少一個核心交換機連接。
3.根據權利要求2所述的智能變電站網絡結構，其特征在于，所述的變電站層還包括管理服務器、工作站和時間同步器。
4.根據權利要求3所述的智能變電站網絡結構，其特征在于，所述的保護裝置為保護交換機，其連接一個合并單元和一個控制單元。
5.根據權利要求3所述的智能變電站網絡結構，其特征在于，所述的轉換單元與隔離開關連接，控制單元與斷路器連接，合并單元與電流互感器或電壓互感器連接。
【文檔編號】H02J13/00GK204012919SQ201420140741
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權日:2014年3月26日
【發(fā)明者】俞辰穎, 張弘, 陳飛, 高亞棟, 尹康, 徐俞音, 張利軍, 傅旭華, 金乃正, 高美金, 周惠文, 金國勝 申請人:國家電網公司, 浙江浙電經濟技術研究院, 國網浙江省電力公司經濟技術研究院