智能變電站工業(yè)以太網(wǎng)技術方案
發(fā)布時間：
2025-09-28
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數(shù)字/智能變電站是由智能化一次設備和網(wǎng)絡化二次設備在IEC61850通訊協(xié)議基礎上構建的，IEC61850標準將變電站通信體系分為3層：過程層、間隔層和站控層，各層內部及各層之間采用高速網(wǎng)絡通信。整個系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡可以分為：站控層和間隔層之間的站控層通訊網(wǎng)、以及間隔層和過程層之間的過程層通訊網(wǎng)。實現(xiàn)變電站智能電氣設備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。
智能變電站工業(yè)以太網(wǎng)通訊解決方案
項目介紹
數(shù)字/智能變電站是由智能化一次設備和網(wǎng)絡化二次設備在IEC61850通訊協(xié)議基礎上構建的，IEC61850標準將變電站通信體系分為3層：過程層、間隔層和站控層，各層內部及各層之間采用高速網(wǎng)絡通信。整個系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡可以分為：站控層和間隔層之間的站控層通訊網(wǎng)、以及間隔層和過程層之間的過程層通訊網(wǎng)。實現(xiàn)變電站智能電氣設備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。
可靠的和智能的通信網(wǎng)絡是變電站在為大面積地區(qū)傳輸和配送電力時成功的關鍵因素。
由于變電站的特殊環(huán)境和自動化系統(tǒng)的要求，變電站自動化系統(tǒng)內的通訊網(wǎng)絡必須具備快速的實時相應能力，極高的可靠性，優(yōu)良的電磁兼容性以及很高的安全性。
本方案為解決智能變電站自動化系統(tǒng)監(jiān)控站點多、信息量大，可能造成的信息瓶頸效應，在網(wǎng)絡的接入層選用高性能的工業(yè)以太網(wǎng)交換機。
技術方案
由于電力生產(chǎn)的延續(xù)性和重要性，站內通訊網(wǎng)絡的可靠性是第一位的，避免因為某個裝置或交換機故障而導致站內通訊中斷，因此智能變電站的站控層和過程層的設備，推薦采用符合IEC61850標準的工業(yè)以太網(wǎng)交換機進行組網(wǎng)。以本智能變電站為例，過層次網(wǎng)絡實現(xiàn)三網(wǎng)合一，即“GOOSE”網(wǎng)絡、SMV網(wǎng)絡、時鐘同步共網(wǎng)。
過層次部署支持IEC 61850的WITNET IAS3028工業(yè)以太網(wǎng)交換機，提供同步精度，并為合并單元，智能接口和PCL抄表系統(tǒng)單元提供雙網(wǎng)、雙冗余網(wǎng)絡連接模式，過程層主干網(wǎng)絡全部采用光纖接入方式，同樣為冗余網(wǎng)絡連接，當網(wǎng)絡鏈路故障時快速自愈，提高網(wǎng)絡的可靠性。
站控層與間隔層之間安裝支持SNMP協(xié)議的WITNET IAS3028工業(yè)以太網(wǎng)交換機，提供納秒級同步精確，采用雙網(wǎng)冗余連接模式，保證網(wǎng)絡暢通，實現(xiàn)實時監(jiān)控。
網(wǎng)絡拓撲結構圖
方案優(yōu)勢
- 采用雙星型工業(yè)級冗余網(wǎng)絡，即保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，又保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/li>
- 采用工業(yè)級芯片、工業(yè)級電源模塊、低功耗設計的工業(yè)以太網(wǎng)交換機保障了系統(tǒng)的高可靠性。
- 工業(yè)以太網(wǎng)交換機通過工業(yè)四級電磁兼容檢測，具備良好的抗電磁干擾能力。
- 工業(yè)以太網(wǎng)交換機與合并單元、智能接口單元之間全部采用光纖互聯(lián)，無電磁干擾，數(shù)據(jù)通信可靠。
設備參數(shù)及功能特點
產(chǎn)品特點
良好的設備特性&安裝方式靈活，寬溫、防塵、防潮設計：
工作溫度：-40～85℃，存儲溫度：-45～85℃，工作濕度：0～95%(無凝露)；金屬外殼無風扇散熱技術，IP40以上等級防護；可定制機架、導軌、壁掛安裝；
在嚴酷電磁環(huán)境下可靠穩(wěn)定工作：
通過工業(yè)四級電磁兼容性檢測，有效防御工業(yè)干擾：高壓交流電場、靜電場、電弧、可控硅等；自然界干擾;雷電沖擊、各種靜電放電、磁暴等；
設備平均無故障時間超過30萬小時，常年提供備品備件；
快速冗余：
支持IEC62439 MRP國際標準環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議，冗余保護時間小于20ms支持相切耦合環(huán)環(huán)網(wǎng)組；
支持RSTP/STP（IEEE802.1w/d）冗余協(xié)議，具有先進的回環(huán)閉鎖功能，有效避免環(huán)網(wǎng)風暴；
安全優(yōu)勢：
支持VLAN（虛擬局域網(wǎng)）技術；
VLAN是安全交換機必不可少的功能，VLAN可以跨越一個或多個交換機，與它們的物理位置無關，設備之間好像在同一個網(wǎng)絡間通信一樣。VLAN可以在交換機上實現(xiàn)廣播域的隔離，它可以把網(wǎng)絡分成一個一個獨立的區(qū)域，可以控制這些區(qū)域是否可以通訊。
流量控制功能(traffic control)；
交換機的流量控制可以預防因為廣播數(shù)據(jù)包、組播數(shù)據(jù)包及因目的地址錯誤的單播數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)流量過大造成交換機帶寬的異常負荷，并可提高系統(tǒng)的整體效能，保持網(wǎng)絡安全穩(wěn)定的運行。
支持端口聚合；
多個端口聚合即可以提高鏈路傳輸?shù)膸挘譃閭鬏旀溌诽峁┝巳哂啾Ｗo；同時起到帶寬平均分布的作用；
IEEE802.1x身份驗證機制；
IEEE 802協(xié)議集的局域網(wǎng)接入控制協(xié)議，是基于端口的訪問控制協(xié)議。它能夠在利用IEEE 802局域網(wǎng)優(yōu)勢的基礎上提供一種對連接到局域網(wǎng)的用戶進行認證和授權的手段，達到了接受合法用戶接入，拒絕非授權用戶的訪問，保護網(wǎng)絡安全的目的。
Qos機制；
博維亞訊工業(yè)以太網(wǎng)交換機采用了IEEE802.p QoS CoS/TOS/DSCP優(yōu)先級策略，保障了數(shù)據(jù)關鍵數(shù)據(jù)的實時可靠傳輸。
支持廣播風暴抑制、IGMP-Snooping組播協(xié)議，提高網(wǎng)絡傳輸效率
系統(tǒng)日志；
交換機的日志功能可以將系統(tǒng)錯誤、系統(tǒng)配置、狀態(tài)變化、狀態(tài)定期報告等信息傳送給日志服務器，網(wǎng)管人員依據(jù)這些信息掌握設備的運行狀況，及早發(fā)現(xiàn)問題，及時進行配置設定和排障，保障網(wǎng)絡安全穩(wěn)定地運行。
統(tǒng)一網(wǎng)管；
除了提供WEB等訪問外，還支持CLI、TELNET、SNMP、ssh等多種網(wǎng)管方式；
電源輸入等級靈活配置選擇，雙電源冗余功能；
