浅析智能变电站过程层组网模式

智能变电站过程层应用技术探析【摘要】智能变电站是我国社会经济发展中的重要内容，不同于常规变电站，具有一项重要的内容就是过程层。

但是，在设计过程层时，存在一定的问题。

本文对智能变电站过程层的概念、组成和基本要求进行阐述，分析过程层组网方案的优缺点，同时对智能变电站过程层的设计方案进行测试，提出有效的应用技术，提高了通信网络的可用度，具有重要的作用。

【关键词】智能变电站；过程层；应用技术智能变电站自动化系统主要由三个不同的结构组成，分别是站控层、间隔层和过程层。

相对于常规变电站来说，智能变电站具有的一项最大的区别就是过程层。

但是，智能变电站过程层的实现具有较大的难度。

相对于传统的变电站，智能变电站设置过程层可以有效解决设备容易受到干扰、信息资源不能实现共享、高低压不能实现有效隔离等问题。

1 简述智能变电站的过程层1.1 过程层的定义智能变电站自动化系统三层之间，实现连接的主要方式是应用分层、分布和开放式网络系统。

其中，智能变电站的过程层是最底层的，属于一次设备和二次设备的结合面，主要的作用是实现对运行设备的状态监测、实时运行电气量的采集和操作控制命令的执行等功能。

同时，智能变电站的过程层还能实现基本状态量和模拟量的数字化输入或者输出。

详细地说，智能变电站把间隔层的一些功能下放到了过程层。

例如，智能变电站开关量的输入和输出、模拟量的A/D转换。

相应的信息可以通过过程层网络实现传输，对智能变电站的信息采集方式、实时性和准确度等据具有直接的影响。

过程层的信息传输主要是利用光纤通信方式，服务的方式主要分为2类，是GOOSE信息传输和分采样值传输（SMV）。

1.2 过程层的组成智能变电站中过程层的基本构成包括很多内容。

例如，变压器、电流/电压互感器、断路器和隔离开关等一次设备以及与这些一次设备所属的智能组件和独立的智能电子装置等。

相对于传统的变电站来说，智能变电站的一次设备和二次设备产生了比较大的变化。

例如，一次设备中电子互感器取代了原来的电磁式互感器，智能化开关取代了传统开关设备。

智能变电站几种过程层组网方案及在实际工程中的应用摘要：智能变电站引入过程层的概念，本文根据作者实际从事的工程以及设计专业出发，总结了几种典型的过程层组网方案以及它们在不同工程中的应用，重点针对过程层goose组网、smv点对点直采以及混合型组网方式进行对比，为工程实施以及设计方案的确定提供一些参考。

关键词：智能变电站；过程层组网；iec61850；vlanseveral process level networking schemes of digital substation and application in practical engineeringsu zhantao，zhan zhongguan(nari technology development co., ltd., nanjing 210061, jiangsu province, china)abstract:the digital substation is introduced to the process level concept. this artical is based on the authors who working on the engineering and designing, summarizing several typical networking schemes of digital substation and the application in different practical engineering, especially focus on the contrasting of goose networking, smv point-to-point directly acquisition and mixed type of networking in the process level. providing some reference resources for the engineering and designingkey word: digital substation, process level networkingschemes,iec61850, vlan中图分类号：tm63文献标识码： a 文章编号：0 引言一般认为，智能变电站的系统架构分为站控层、间隔层和过程层，站控层和间隔层之间的网络为制造报文规范网(rnanufacmringmessagespecification,mms)，间隔层和过程层之间的网络为过程层网，过程层网络包括采样值网(sampledmeasuredvalue,smv)和面向对象的变电站通用事件网(genericobjectorienwasubstationevent,goose) 。

浅谈智能变电站组网方案摘要：变电站作为电力系统中一个重要的环节，是连接发电站与电力用户之间的一个关键所在。

目前智能电网技术的发展已经日趋成熟，国内变电站自动化、数字化、智能化也得到了相应的发展，由此产生了智能变电站。

文章首先介绍我国智能变电站发展现状，同时对智能变电站架构体系进行分析，并着重阐述智能变电站组网优化方案。

关键词：智能变电站；组网方案；电力系统；发电站；电力用户文献标识码：A中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）05-0117-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.05.059 常规变电站主要指的是变电站具有全站统一的数据模型和通信平台，变电站内一次电气设备和二次电子设备间均实现数字化通信，并在此平台基础上实现智能装置间的相互操作。

而智能变电站具有一次设备数字化、智能设备网络化、基础数据完备化、信息交换标准化、运行控制自动化、信息展示可视化、分析决策在线化、保护控制协同化、设备安装就地化等特点。

与常规变电站相比，智能变电站能实现很好的低碳环保效果，具有良好的交互性和可靠性等优点。

智能变电站的运行使用不但提高了电网体系运行质量与效率，而且对于保证电网运行的安全稳定性具有显著作用。

1 我国智能变电站发展现状我国智能变电站相对于国外发达国家研究与开发起步较晚，2009年我国的智能电网建设开始试点规划，到2010年底我国就已建成110～750千伏智能变电站18座，在建56座，同时在23个城市核心区建设智能配电网。

2011年我国智能电网建设在全国范围内全面起步，计划在“十二五”期间建成智能变电站5000座。

到2015年为止，我国的智能电网建设已经初见成效，国家电网将能够支撑9000万千瓦风电和800万千瓦太阳能发电的接入和消纳。

同时对于大家关心的智能电网的安全性问题，国家电网建立了系统的特高压与智能电网技术标准体系，发布企业级标准267项、行业标准39项、国家标准20项、国际标准7项。

220kV龙泉智能变电站组网方式分析220kV龙泉智能变电站组网方式分析【摘要】根据智能变电站与传统综合自动化变电站的不同，介绍了智能变电站的技术特点和系统结构;结合220kV龙泉智能变电站实际，分析了智能变电站过程层组网方式和技术方案，以使这些智能化设备更好地得到利用、维护，达到更高的运行水平。

【关键词】智能变电站;过程层;组网方式1.引言随着220kV龙泉智能化变电站的投产，开启了保定供电公司智能化变电站时代。

智能变电站定义为采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

本文旨在以龙泉站为例，介绍和分析其三层两网的组网方式，重点分析过程层结构和技术方案。

2.龙泉站总体介绍220kV龙泉变电站是保定地区第一座智能变电站，本期不上主变，为开关站。

终期建设3台480MV A主变，220kV规划出线10回，本期7回。

220kV为双母单分段接线形式。

220kV二次设备采用三层两网组网形式，实现了智能化。

一次设备采用山东泰开公司的GIS设备，为常规设备，与普通综自站相同。

10kV一次和二次设备均为常规的综自设备，出线2回，为本站提供站变电源。

线路主保护1采用国电南自公司生产的PSL603U型光纤电流纵差保护装置，采用专用光纤通道传输保护信号;线路主保护2采用南瑞继保公司生产的PCS-931型光纤电流纵差保护装置，采用MUX-2MC型2M数字接口复用光纤通道传输保护信号，安装在通信接口柜上。

每回220kV线路配置一台测控装置，采用北京四方公司生产的CSI-200EA 型测控装置，两套保护装置和测控装置采用同屏布置。

每回220kV线路配置2台北京四方公司生产的CSN-15B型合并单元和JFZ-600型智能终端，合并单元通过电缆接受常规互感器输出的模拟信号，智能终端通过电缆与开关机构箱相连，合并单元和智能终端均布置于220kV线路智能组件柜上。

智能变电站过程层组网优化配置倪思远摘要：随着社会经济的不断发展，国民生活水平不断提高，对用电需求和用电质量都提出了更高的要求，基于这种大环境，智能变电站正在全面的进行推广建设，过程层组网是智能变电站中的重要环节，而过程层的设计结构其是否具有合理性，则在很大程度上决定了智能变电站的运行是否稳定和可靠，，因此对现阶段过程层组网进行优化，使其合理化，能充分发挥智能变电站进行站内信息共享的优势，并有效避免投资成本大幅增加及直连光纤和光接收模块的大量消耗，促进变电站智能化建设的完善。

由此，本文将通过对智能变电站过程层的线路连接方式、组网结构进行分析，并提出相应的优化配置。

关键词：智能变电站；过程层；组网；优化一、智能变电站过程层组网优化的重要性智能变电站是运用较为先进的智能设备，这些智能设备具有有可靠、环保、低碳、集成的特点，并以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化做为基本要求，对数据进行自动采集、测量、保护、计量和监测，同时支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的一种变电站，建设好安全可靠的智能变电站对智能电网的发展至关重要。

而过程层作为智能变电站３层结构的最底层，涉及变电站一次设备的数据传输和设备的实时控制，主要是对运行设备的状态进行监测、控制命令的执行和进行运行电气量的采集，实现基本状态量和模拟量的数字化输入和输出，并具有信息流量大、共享程度高、实时性高的特点，过程层网络结构设计的合理性在很大程度上决定了变电站全站运行的稳定性和可靠性，意义重大。

二、过程层组网的线路连接方式过程层网络是连接间隔层设备和过程层设备的中枢网络，在智能变电站自动化系统中的地位尤为突出。

常见的组网线路连线方式有以下几种：（一）、总线形总线形网络具有连线操作简单、易于施工的特点，安装成本相对较低。

但其的缺点在于，在传输过程中产生的网络延时较长，并且当总线中的任一环节出现连接故障时，整个线路的信息传输都会受到影响，整体的运行稳定性和可靠性较低。

浅析智能变电站网络结构摘要：智能变电站网络建设是国家智能电网的最重要、不可或缺的核心组成部分，直接关系到整个电网的可靠性和安全性。

随着智能变电站的建设，网络在智能变电站中的地位越来越重要，文章在能变电站网络特点的基础上，对常见网络结构及其优缺点进行了比较，并理清了变电站总线网络和过程层网络的组网方案及网络结构之间的关系，对于建设高效、可靠的变电站网络结构具有重要意义。

关键词：智能变电站；网络结构；分析随着智能变电站的大规模建设和快速发展，采用网络技术代替传统变电站的电缆传输，解决了很多固有缺陷，加速了信息采集速度，增强了信息抗干扰能力，提高了系统的操作性。

为了增强系统运行的安全性和可靠性，以太网技术在变电站自动化系统中的应用日益广泛，通信网络通常采用不同的网络拓扑结构来提高系统运行的可靠性。

因此，在智能变电站建设初期有必要对各种网络结构进行分析研究，以便在智能变电站网络系统建设中进行正确的网络选型。

1 智能变电站系统基本结构智能变电站自动化系统的基本结构继承了原传统数字化变电站的层次划分，从功能实现上也划分为3层，分别是站控层，间隔层和过程层。

这三层之间的关系如下：站控层位于智能变电站的顶层，包括主机与操作员站、远动通信系统，对时系统等，其主要功能是汇总实时数据，实现全站设备的监视、告警、控制等交互功能，同时执行调度下达的操作命令。

间隔层位置是站控层与过程层中间，其主要任务是汇总过程层实时数据信息，实施对一次设备进行保护和控制功能，实现本间隔操作闭锁，并进行一次电气量的运算和计算。

过程层是智能变电站的最底层，是智能化电气设备的智能化部分。

设备主要包括互感器、执行单元、合并单元等，其功能主要是电气量采集检测、执行操控命令和运行设备状态检测。

2 智能变电站网络特点智能变电站的三个层次共有10类逻辑接口，从逻辑上可并入两个网络总线，即变电站总线网络和过程层总线网络。

其中，变电站总线网络连接了站控层设备与间隔层设备，主要是传输站控层和间隔层内部以及层之间的数据通信，变电站总线网络主要传输MMS 和对时报文。

高电压等级智能变电站过程层组网探讨作者：乔永亮来源：《华中电力》2013年第05期摘要：智能站内网络系统的运行状况对智能变电站的可靠、安全运行影响尤为重要。

过程层网络作为智能变电站的基础网络，直接关系到全站数据采集和保护运行的可靠性和实时性。

在数字化变电站发展过程中，独立组网到全站共网再到直采直跳模式等网络结构在GOOSE组网应用中各存优缺点，文章针对不同电压等级变电站配置情况，利用网络记录分析对网络数据流量及延时等重要因素进行了详细的对比分析，比较了各组网模式下的适用情况。

关键词：智能变电站直采直跳组网模式一引言智能变电站由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，一、二次设备的互联、互通是以集成通信技术为基础的，而要实现集成通信，必须使用通用的标准。

以IEC61850标准为基础的通信体系，具有突出的技术特点：使用面向对象建模技术，使用分布、分层体系，使用ACSI、SCSM技术，使用MMS技术，具有互操作性，具有面向未来的开放的体系结构，因此能够实现数字化变电站内智能电气设备间信息共享和互操作。

在实际工程应用时，应根据电压等级、网络负载量、网络通信介质、经济性、安全性等因素确定GOOSE 的组网方式[1，2]。

二简介常见组网形式1.“多网融合”模式全站三层设备设置一层网络，单网结构，并按照IEC61850协议进行系统建模及信息传输，通信介质采用光纤。

站控层设备、智能组件及主变保护测控装置均接入该层网络。

采用MMS、GOOSE、SV和IEEE1588四网合一方式。

MMS、GOOSE、SV和1588全部在一个以太网中传输，简化了网络及交换机配置。

保护仍然采用直采直跳方式，即保护所需模拟量、开关量和跳闸信息均通过专用光纤直联，通信规约采用IEC61850-9-2。

闭锁信息、母线保护所需数据通过网络方式传输。

GOOSE是一种突发式的高实时低带宽流量，在间隔内和最大情况下只有10%负载，与采样值交换机共网运行完全不会影响GOOSE的实时性。

智能变电站过程层组网方案分析李冬梅;王铭【摘要】过程层组网方式是智能电网建设中不可或缺的组成模块之一，与全站开关控制、数据采集的实时性、可靠性有直接联系。

本文对智能变电站过程层组网不同的组网方式所形成的网络方案进行探讨，并对虚拟网络划分所涉及的组播注册协议（GMRP）技术与虚拟局域网（VLAN）技术进行介绍。

%The process layer network is an integral part of the smart grid construction , with the total station switch control , real-time data acquisition , the reliability of direct contact . The Smart Substation process level network in different network formed by network solutions are discussed , involved in partitioning virtual network and multicast registration protocol ( GMRP ) technology and virtual LAN (VLAN) technology is introduced in this paper .【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】2页(P122-123)【关键词】智能;变电站;过程层;组网【作者】李冬梅;王铭【作者单位】中国石油大学胜利学院，东营 257000;中国石油大学胜利学院，东营 257000【正文语种】中文智能变电站过程层网络拓扑的主要结构有总线形网络、环形网络以及星形网络等。

其中，总线形网络网络延迟较高，安装成本低，但是其运行的稳定性和可靠性最低；环形网络网络延时较高，安装成本最高，但是运行方面的可靠性和稳定性较高；相对以上两种结构而言，星形网络结构总体优点比较突出，虽然其运行中的可靠性和稳定性不高，但是网络延迟比以上两种结构小，安装运行成本也不高。

某水电厂 500kV智能变电站过程层组网分析摘要：某水电厂对原有500kV开关站进行智能化改造，过程层网络采用GOOSE网与SV网合网运行方式。

本文对该水电厂500kVGIS智能变电站的过程层组网方式及保护功能实现进行分析，并对继电保护运维工作在新技术条件下需要改进的内容进行探讨。

关键词：智能变电站；过程层网络；组网引言如今，我们不仅注重经济建设，而且注重绿色低碳建设的理念。

对于电网来说，智能电网的建设是低碳环境的环保解决方案。

智能电网建设对于实现节能和电网稳定运行，确保我们电网的可持续性至关重要。

发电厂是电网不可或缺的组成部分，智能电网的关键技术和结构创新为电网安全提供技术支持和保障。

利用信息技术智能地管理电网中的数据，从而能够通过电网收集和控制数据，从而降低设施建设成本和运营功耗。

1变电站过程层概述智能变电站是当前发电的产物。

智能发电厂结合采样技术、网络传输技术和集成信息处理技术，能够高效数字化信息，并具备采集、信息共享和数据处理功能。

Kiosk由控制站、间隔层和流程级别组成。

程序层位于自动化系统的最低层，主要由具有简单设备(如变压器、断路器、隔离开关、电源、电压传感器)的智能组件组成，其主要功能是监控设备状态和执行相关命令。

处理级别与单个设备密切相关，其运行状态直接影响电厂整体运行的安全性和可靠性。

2智能变电站的价值体现构建智能线路模块不仅能保证电网正常运行的可靠性，而且能很好地进行设备故障排除。

完全构建Smart Line模块可确保更稳定、更安全的电源供应，并且其自身的设备故障诊断功能可确保及时消除电源故障。

采用智能技术对电厂运行过程中的干扰进行智能处理和维护，以简化和优化电厂的运行。

通过与电网智能同步，整个电网可以变得更加稳定和流畅。

智能电源利用信息技术实现电网的智能数据管理，对电网进行检测和控制，并有效地改变过去因降低电厂建设成本和能耗而可能产生的不确定性和不稳定性等因素。

3过程层网络特点分析(1)网络拓扑。

试述智能变电站过程层组网改进方案摘要：随着能源结构的转变和清洁能源的大规模接入，电力系统的运行和控制面临新的挑战。

采用先进的信息传输和数据处理技术，实现智能化的变电站运行和管理已经成为现代电力系统的发展趋势。

智能变电站在提高电力系统的可靠性、安全性和效率方面具有重要意义。

关键词：智能变电站；程层组网；改进方案本文阐述了现有的组网方式及其优缺点，并提出了组网方式选择的原则和依据；之后，重点分析了VALN帧格式及传输规则，包括VLAN帧格式及特点、VALN 传输规则及优势分析；然后，对过程层网络流量进行了详细的分析，包括网络流量现状及问题、流量优化方案及其效果预测；最后，提出了一种改进的过程层组网方法，并对其进行了详细的论述。

1.现有组网方式及其优缺点分析目前，智能变电站过程层组网主要有两种方式：直接采样方式和网络采样方式。

直接采样方式是指将模拟量数据直接从一次设备传输到二次设备，这种方式简单直观，但受限于传输距离和信号干扰问题。

网络采样方式则是指将一次设备采样后的数字信号通过工业以太网传输到二次设备，这种方式可以克服传输距离和信号干扰问题，但增加了网络负担。

2.VLAN帧格式及特点虚拟局域网（VLAN）技术是一种重要的网络技术，其主要目的是将网络划分为多个逻辑工作组，从而实现网络资源的灵活管理和分配。

在智能变电站中，VLAN技术也被广泛应用，其帧格式和传输规则对于网络的性能和安全性具有重要影响。

在VLAN帧格式中，主要包括以下字段：目的MAC地址（DMAC）：用于指示帧的目的地。

源MAC地址（SMAC）：用于指示帧的发送者。

类型/长度（Type/Length）：用于指示帧的类型和长度。

VLAN标识符（VLANID）：用于指示VLAN的ID，用于标识不同的VLAN。

优先级指示（Priority）：用于指示帧的优先级。

校验和（CRC）：用于指示帧的校验和。

VLAN帧具有以下特点：可以将网络中的设备划分为不同的组，实现网络资源的灵活管理。

智能变电站网络架构在当今电力系统的发展中，智能变电站扮演着至关重要的角色。

而智能变电站的高效运行，离不开其精心设计的网络架构。

智能变电站的网络架构，简单来说，就是将变电站内的各种设备和系统通过网络连接起来，实现信息的快速、准确传输和共享，从而保障变电站的稳定运行和智能化控制。

要理解智能变电站网络架构，首先得知道它由哪些部分组成。

一般来说，主要包括站控层、间隔层和过程层。

站控层就像是整个变电站的“大脑”，负责对全站进行监测、控制和管理。

它包含了监控主机、数据服务器等设备，通过高速以太网与间隔层设备进行通信。

在这里，各种数据被汇总、分析和处理，运行人员可以直观地了解变电站的运行状态，并下达控制指令。

间隔层则像是各个“器官”，起到承上启下的作用。

它由保护装置、测控装置等组成，一方面与站控层进行通信，另一方面与过程层的设备进行交互。

间隔层的设备能够对本间隔的电气量进行测量、保护和控制，实现了对不同间隔的独立管理和协同工作。

过程层是最接近“一线”的部分，包括了互感器、智能终端、合并单元等设备。

它直接与一次设备相连，负责采集电气量、开关量等实时数据，并将控制命令传递给一次设备，实现对电力系统的实时监测和控制。

在智能变电站网络架构中，通信网络是关键的“桥梁”。

目前，常用的通信协议有 IEC 61850 标准。

这个标准就像是一套通用的“语言”，让不同厂家生产的设备能够相互理解和通信。

它规定了数据的格式、传输方式以及设备之间的交互规则，大大提高了系统的兼容性和开放性。

为了保障通信的可靠性和实时性，智能变电站通常采用多种网络拓扑结构。

常见的有星型、环形和总线型。

星型结构中，所有设备都连接到一个中心节点，这种结构易于管理和维护，但中心节点一旦出现故障，可能会影响整个网络。

环形结构则将设备连成一个环形，数据沿着环进行传输，具有较高的可靠性，但网络扩展相对困难。

总线型结构则是所有设备都连接在一条总线上，成本较低，但容易出现数据冲突。

智能变电站过程层组网方案分析樊　陈，倪益民，窦仁辉，沈　健，高春雷，黄国方（国电南瑞科技股份有限公司，江苏省南京市２１００６１）摘要：智能变电站是智能电网建设的重要环节，过程层网络则是智能变电站的重要基础，直接关系到全站数据采集和开关控制的可靠性和实时性。

总结分析了智能变电站建设过程层设备所涉及的网络报文，针对数据采样和通用面向对象变电站事件（ＧＯＯＳＥ）通信的不同组合方式所形成的网络方案进行了对比分析，讨论了采用ＩＥＥＥ　１５８８标准对时的三网合一组网方案和混合模式组网方案，针对５００ｋＶ等级变电站过程层组网方式进行了实例讨论，最后介绍了虚拟网络划分所涉及的虚拟局域网（ＶＬＡＮ）和组播注册协议（ＧＭＲＰ）技术。

关键词：智能变电站；ＩＥＣ　６１８５０；过程层；ＩＥＥＥ　１５８８；ＶＬＡＮ；ＧＭＲＰ收稿日期：２０１１－０３－０３；修回日期：２０１１－０６－２２。

国家电网公司科技项目（ＳＧ１１００２，ＳＧ１１００４）。

０　引言中国的智能电网建设包含发电、输电、变电、配电、用电和调度６个环节，变电站是其中的重要节点之一。

早期国内基于ＩＥＣ　６１８５０标准建设的变电站统称为数字化变电站，智能电网建设为变电站的发展提出了新的要求，这些新要求和新功能与数字化变电站相融合，产生了智能变电站的概念。

所谓智能变电站，就是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站［１］。

建设好安全可靠的智能变电站对智能电网的发展至关重要。

国家电网公司为指导其建设专门制定了《智能变电站技术导则》，该规范于２００９年１２月正式颁布实施。

过程层作为智能变电站３层结构的最底层，涉及变电站一次设备的数据传输和设备的实时控制，如数据采集和保护跳闸等，过程层网络结构设计的合理性在很大程度上决定了变电站全站运行的稳定性和可靠性，意义重大。

浅谈智能变电站过程层组网原理作者：马天龙吕利旭侯果山吴鹏超来源：《科技资讯》2017年第19期摘要：随着智能变电站不断的发展，智能变电站已经成为主流。

该文结合现场实际调试经验，对智能变电站过程层组网的原理进行了简单的分析，并简单介绍了过程层组网的步骤。

关键词：过程层组网 GOOSE SV中图分类号：TM464 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（a）-0059-031 过程层设备概念的由来智能变电站是采用先进、可靠、集成、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动的高级功能的变电站。

这里的“智能设备”就是相对于常规变电站而言的，也就是智能变电站中的过程层设备——即智能终端和合并单元。

有了过程层设备，常规变电站里数以万计的电缆被光缆、光纤所取代。

由于智能变电站中供货厂家众多，在组网过程中各个厂家都有自己的软件，但是其中共性是存在的，不然，组网都成问题的话，智能变电站就不智能了。

我们先来说说由GOOSE和SV构成的过程层网络的要素。

2 GOOSE网络的形成要素GOOSE是IEC61850中的一种快速报文传输机制，用于传输变电站内IED之间重要的分合闸等实时信号。

我们可以把GOOSE网络看成是一个集合，借鉴数学中对集合的定义来理解GOOSE网络形成的要素，如下所示为GOOSE网络的集合表达形式：GOOSE={g（iedname，逻辑设备，mac地址，APPID）| g（iedname，逻辑设备，mac地址，APPID）属于访问点G1}。

这个名为GOOSE的集合，它的构成元素是g，其共同特征就是属于G1访问点，g代表goose控制块，它具有（iedname，逻辑设备，mac地址，APPID）的属性。

如图1所示，为GOOSE集合的示意图，我们理解了这个集合的具体含义也就理解了GOOSE网络通讯的原理，对于理解过程层组网很有帮助。

摘 要 ： 介 绍 了智 能变 电站过程 层采样 数据传输 方式 ，对 ＩＣ６ ８ ０ ９ ２定义 的组 网传 输方式进 Ｅ １ ５ — —
行 了分 析，讨论 了报文优 先级 、 Ｌ Ｎ技 术和报文组播 的实现 。通过 Ｓ Ｖ报文组帧和 排队论 的理论分析 ， ＶＡ Ｍ 利用 ０ Ｎ Ｔ Ｍ ｄ ｌ ｒ 真软件对 变压器 间隔进行模 型搭建和 配置 ，验证 了组 网传输 方式 下提 高交换机 ＰＥ ｏｅ ｅ 仿 包转发率 可减小延 时和 延时抖动 。 关键词： 采样数据 ；组 网传输 ；排 队论 ；延时抖动 中图分类号 ：Ｔ ６ Ｍ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号：
０ 引 言
智 能变 电站 的设计 与建 设是实 现坚 强智 能 电网 的 重要 环 节 ， 需遵 循 国家 电 网公 司制 定 的统 一 规 划 、统 一 准 、统 一建 设原 则 。智 能变 电站在 数字 标 化变 电站 的基础上 强 调 了设备 的在 线监测 和状 态检 修功 能，是 实现 高 效无人 值班管理 的重 要标 志 。根 据 （ ／ Ｄ ４ － ２ １ （ Ｇ Ｗ４ ｌ ０ ０智 能变 电站 继 电保 护 技术 规 Ｑ
电工电气 （０ ２ ｏ５ ２ １ ． Ｎ ）
智能变电站过程 罢采样数据组嘲传输 分析
智 能变 电站过程 层采样数据组 网传输 分析
蒋博 文志 ，徐 ，杨坤 ，徐皇 清 ，崔建强
（ １西南交通 大学 电气工程学院 ，四川 成都 ６ ３； １０１ ０
２ 山东华鲁恒升化 工股份有 限公 司，山东 德 州 ２ ２） ０４ ５ ３
Ｍ ｏ ｌ ｒＳｉ ｌ ｔｏ ｏ ｔ ｒ ｓｕｓ ｄ ｔ ａ ｒ ｕ ｄｅ ｕｉ ｉ ｇ ａ ｄ ｄ ｓ ｏ ｉ ｏ ｏ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒｂ ｙ Ｉ ｓ ｖ ｒｆｅ ｈ ｔｕ ｄｅ ｒ ｕ ｄｅ ｅ ｍｕ ａ ｉ ｎ ｓ ｆ ｗａ ｅ ｗａ ｅ ｏ ｃ ｒ ｙ ｏ ｔｍｏ ｌ ｂ ｌ ｎ ｎ ｉ ｐ ｓ ｔ ｎ ｆ ｒｔ ａ ｓ ｏ ｍｅ ａ ． ｔｉ ｅ ｉ ｄ ｔ ａ ｎ ｒ ｇ ｏ ｐ ｄ ｉ ｉ

智能变电站网络架构在当今电力系统的发展中，智能变电站扮演着至关重要的角色。

而智能变电站的高效运行，离不开其精心设计的网络架构。

这一网络架构就像是变电站的神经系统，确保了各种信息的准确、快速传递，实现了电力的稳定供应和智能化管理。

智能变电站网络架构的构成要素丰富多样。

首先，站控层网络是整个架构的“大脑”，它负责变电站的整体监测、控制和管理。

这一层级的设备包括监控主机、数据服务器等，通过高速以太网与间隔层和过程层设备进行通信。

间隔层网络则像是各个“器官”之间的协调者，由保护测控装置、故障录波装置等组成，实现对本间隔一次设备的保护、控制和监测，并与站控层和过程层进行信息交互。

过程层网络则是与一次设备直接相连的“末梢神经”，包含智能终端、合并单元等设备，负责采集和传输实时数据，执行控制命令。

在网络架构中，通信协议的选择至关重要。

目前，常用的通信协议有 IEC 61850 标准。

IEC 61850 为智能变电站提供了统一的通信规范，使得不同厂家的设备能够实现互联互通，大大提高了系统的兼容性和可扩展性。

它定义了数据模型、服务接口和通信映射，确保了信息的准确、高效传输。

智能变电站网络架构的拓扑结构也有多种形式。

常见的有星型拓扑、环型拓扑和总线型拓扑。

星型拓扑结构以站控层设备为中心，各间隔层和过程层设备通过独立的链路与之相连。

这种结构的优点是易于管理和维护，单点故障不会影响其他设备的通信。

但缺点是布线成本较高，对中心节点的可靠性要求极高。

环型拓扑结构则将各个设备连接成一个环形，数据在环上单向或双向传输。

它具有较高的可靠性，当某段链路出现故障时，数据可以通过反向链路传输。

然而，环型拓扑的扩展性相对较差。

总线型拓扑结构中，所有设备都连接在一条总线上，共享通信介质。

其优点是成本低、易于扩展，但缺点是容易出现冲突，通信效率相对较低。

为了保证智能变电站网络架构的可靠性，采取了一系列的措施。

冗余技术是其中的关键之一。

通过设备冗余、链路冗余等方式，即使在部分设备或链路出现故障的情况下，系统仍能正常运行。

络和 Ｇ ＯＯ Ｓ Ｅ 网络 采 用 共 网模 式 。
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电 力 专 栏
交 换 机 ，测 控 通 过过 程 层 Ａ Ｂ 网 中心 交 换 机 与合 智 一
电 力 专 栏
智能变 电站组 网实例 分析
曲全 方 ， 汤锋 ， 关红旗
（ 许 继 电气股份 有 限公 司 ， 河南 许昌 ４ ６ １ ０ ０ ０ ） 摘 要 ： 为 了 实现 高 效 的 无 人 值 守 变 电 站 ， 以某 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 智 能 变电站 实际组 网为 例 ， 介 绍三 层 两 网的组 网方式 ， 重
３某 ２ ２ ０ ｋ Ｖ智 能 变 电站 实 际组 网分 析
该２ ２ ０ ｋ Ｖ变 电 站 全 站 二 次 设 备 采 用 三 层 两 网 组 网形 式 。三 层 结 构 分 别 为 过 程 层 、 间隔层 、 站 控 层 。过 程层 包括合 并单元 、 智 能终端 。 该 站 使 用 的 是 合 并 单
组． 本 期 ４组 ， ６ ６ ｋ Ｖ 也 为 双 母 线 单 分段 接 线 形 式 。全
站二次设备采 用三层两 网组 网形式 。 ２ ２ ０ ｋ Ｖ一次设备 使用 常规设 备 。 ６ ６ ｋ Ｖ除一个科研 项 目为真空 断路器
设备外 ， 其 他 间 隔 使 用 常 规 设 备 。６ ６ ｋ Ｖ 站 用 变 ２个 ，
为 全 站 提供 站 用 变 电 源 。
元与智能终端 一体 的装置 。间隔层包 括保护装 置 、 测 控装置 、 电度 表 、 故障录波器 、 网络 分析仪 、 备 自投 、 稳

智能变电站过程层网络技术1引言随着IEC61850变电站网络与通信协议标准的发展和广泛应用，智能变电站实现了全站信息的数字化、通信平台网络化以及信息共享标准化。

IEC61850将智能变电站自动化系统从功能逻辑上分为变电站层、间隔层和过程层三层结构。

过程层是智能变电站区别于传统变电站的特点之一，智能变电站的过程层是一次设备与二次设备的结合面，能够更加有效地解决设备易受干扰、高低压无法有效隔离、信息不能共享等缺点。

但是由于智能变电站的信息数据量庞大，对数据传输的可靠性、实时性要求很高，过程层又大量应用了新设备、新技术，而相关设备和技术的运行业又不是很成熟，因此随之产生的安全性和可靠性方面的问题不容忽视[2-3]。

本文提出了几种典型的过程层网络构建方案，并结合实际案例分析研究了其中的关键性技术。

2过程层组网设计方案2.1方案一本方案又被称为常规互感器方案，即是利用采集单元帮助常规互感器实现采样值的数字化。

下面以线路保护为例来进行说明。

该方案的实现与传统变电站的电缆连接方式相似，点对点采用光缆直连，其结构示意图如图1所示。

整个过程层网络的设计基于IEC61850标准，采集单元独立配置是本方案的优点，这方便后期工程进行改造，同时系统中的继电保护装置不必经过交换机直接进行采样，可通过GOOSE网络直接跳断路器，启动断路器失灵、重合闸。

但是本方案有个缺点，就是增加了采集单元，这提高了过程层网络的结构复杂度，同时常规电流互感器的饱和问题不易解决。

2.2方案二本方案建立在IEC61850标准基础上，电压、电流互感器采用电子式。

优点是传输延时固定，由继电保护装置利用插值法对数据进行同步，可以不依赖于外部时钟。

采样值和信息传输采用网络模式，按电压等级进行组网分类。

本过程层组网方案采用IEEE1588或IRIG-B码方式对时，所有的保护都要求配置主后备功能。

另外有几点需要说明的是，变压器中性点的电流和间隙电流要并入相应侧MU；跳母联、分段断路器及闭锁备自投和启动失灵等变压器保护采用GOOSE网络传输。