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摘要：文章从智能变电站通信网络的特点分析入手，论述了智能变电站通信网络的关键技术。
关键词：智能变电站；通信网络；关键技术
引言
智能变电站通信网络是智能化设备（intelligentelectronicdevice，IED）功能实现的载体，承载着IED设备间交互的电气采集量、开关状态量、二次设备跳闸命令等重要信息，其可靠性对变电站乃至电网安全运行有重要意义[1]。然而，通信网络面临着光纤断链、端口故障、交换机故障等故障形式，又因其通信网络中二次设备、通信设备通信端口数量庞大、通信链路交叉复杂，往往难以得到快速精确的分析及维护，严重影响IED间的信息交互及IED功能实现，威胁变电站二次系统正常可靠运行。因此，实现通信网络故障的快速精确诊断是至关重要的。现阶段变电站配备的网络分析仪（networkanalyzer，NA）通过报文记录与分析、网络流量监控等方式，辅助实现通信网络的故障诊断。在此基础上，文献[2]提出了基于Petri网模型的面向通用对象变电站事件（genericobjectorientedsubstationevent，GOOSE）回路故障诊断方法，对于复杂通信网络，人工搭建模型工作量庞大且复杂。文献分别采用举证表和枚举法，提出了基于通信链路交叉的通信网络故障定位方法。这类方法能够在一定程度上有效缩小可疑故障范围，但是故障特征信息单一，无法精确判断故障出现的具体位置。根据信息流异常特征，文献[3]提出了流量保护判据，此类方法在网络故障后通过保护动作信息寻找故障位置，但缺乏利用不同保护动作信息间关联关系实现过程层网络实时自动定位。
1智能变电站通信网络的特点分析
通信网络（CommunicationNetwork）简称CN，是实现信息交换的链路。目前，国内的智能变电站基本上都是以CN作为平台，对一、二次设备的运行参数进行实时传送，以此来实现全站的自动化运行。由于智能变电站在运行的过程中，需要对相关的信息进行传输，如数据、信号等等。因此，CN的性能优劣直接关系到整个变电站的运行稳定性。这就要求智能变电站的CN应当具备如下特点：（1）CN应当能够实现站内所有智能电子设备的互联互通，同时对于抗干扰要求较高的系统应当为其配置独立的子网络，并采用集中分布式的组网方案。（2）可将双星型作为智能变电站CN的拓扑结构，两个网络可以互为备用，CN的核心部分则可采用网状结构，这样可以减少节点环，能够有效防止数据跨节点传输影响通信性能的情况发生[4]。（3）CN在逻辑上应具备对资源进行划分的能力，可为一些重要程度相对较高的功能开辟出独立的逻辑网络。（4）应当对时延测量等技术进行合理运用，以此来确保数据通信的实时性。
2智能变电站通信网络的关键技术
智能变电站CN中应用的关键技术包括PON（无源光纤网络）、时延测量和业务隔离等技术。
2.1PON技术
为使智能变电站中的智能电子设备可以与核心交换机进行连接，CN系统可采用PON作为接入网络，借助交换机完成设备之间的数据交换，从而实现数据的互联互通。智能变电站CN系统中的PON由以下几个部分组成：ODN（光缆网络）、OUT（光转换单元）、交换机等。PON在终端位置提供了多路智能电子设备接口，可以接入各类设备的数据信息，通过多路智能电子设备接口可以复接成一个PON接口，这些接口可以复接在同一个光缆网络当中，并与交换机进行连接，PON可同时接入两个不同维度的终端数据。PON技术在智能变电站CN系统中的运用，实现了多路终端数据的接入，由此使交换机的接入能力得到进一步扩展，利用TDM（时分复用）技术可对数据进行汇集。PON接入方案的特点体现在如下几个方面：
2.1.1能确保数据传输的时延
在CN系统中的PON实际上是一种TDM方式，TDM最为突出的特点就是能够使固定时延得到保证，由此为数据信息的实时交换提供了可能。
2.1.2拓扑结构灵活
PON的网络拓扑结构非常灵活，能够组成不同形态的网络结构，如星型、链状等等，借助PON能够使CN系统的接入点遍及智能变电站的任何位置。
2.1.3全面保护
利用PON可以实现双网双终端的保护方案，如图1所示。
图1双网双终端保护
图1中的这种配置方案，能够为网络、交换机和终端提供全面的保护，在对该方案进行实现时，只需要终端设备提供双数据接口即可。
2.2时延测量技术
所谓时延具体是指一个报文从网络的一端传送到另一端所需的时间。智能变电站CN系统中的时延测量则是指SV报文在CN内的传输时间可通过测量的方法获得，该技术的关键是同步时间体系的构建，这个体系应当在CN系统内部自动同步，并且不能受到外界因素的影响。智能变电站的PON适合时间同步体系的构建，所以可借助PON的同步机制对SV报文的传输时延进行测量。SV原始报文包含MAC源地址和目的地址、VLAN标识、SV数据等，可进行时延测量的附加字段包括路径时延、驻留时间、总时延及报文CRC。通过对时延测量技术的运用，CN系统能够在非常短的时间内获取SV报文的传输质量，如果出现异常，检修人员可对时延进行读取，以此作为故障定位的主要依据，由此大幅度提升了故障的查找效率。
2.3业务隔离技术
在智能变电站CN系统中有多种不同类型的报文，如快速报文、中速报文、低速报文等。为使这些报文能够从同一个端口在网络内进行传输，需要控制报文的业务隔离。智能变电站中的核心交换机可借助业务子网实现业务隔离，由此除了可以确保业务的安全性之外，还能使时延的独立性得到保证。CN系统可按照业务的属性对子网进行划分，据此对网络资源进行配置，通过隔离，能够减轻业务之间的相互影响。同时，以子网管理通道可对不同业务的传输过程进行隔离，资源的竞争随之消除，确保了智能变电站业务传输的稳定性。
结束语
综上所述，智能变电站的业务越来越多，对站内通信网络的要求也越来越高，为进一步提升智能变电站通信网络的整体性能，应当对通信网络的关键技术进行研究。通过对先进技术的合理运用，能够增强通信网络的传输稳定性，从而为智能变电站提供可靠的网络服务。
参考文献：
[1]孙海波，金乃正，马平，高强.新一代智能变电站通信网络关键技术[J].光通信研究，2017（04）：1-3+58.
[2]郝少华，李勇，张铁峰，朱玛.新一代智能变电站通信网络及管理系统方案[J].电力系统自动化，2017，41（17）：148-154.
[3]马恒，陈志宏，熊华强，葛光胜.基于SCD文件的智能变电站自动化配置通信设备应用研究[J].电力信息与通信技术，2017，15（07）：63-69.
[4]汪龙.基于IEC61850智能变电站通信网络的可靠性研究[D].华北电力大学（北京），2017.