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变电站网络通信论文

时间:2021-07-27

变电站网络通信论文

1.网络通信结构的选择

1.1利用通信控制器实现变电站内网络通信

变电站综合自动化系统中网络通信结构对整个自动化系统的安全、快速、可靠性运行有着重要作用。网络通信不仅能够有效提升变电站的运行效率,而且也体现了一个变电站的自动化发展水平。利用通信控制器实现变电站内网络通信在变电站综合自动化系统中根据其逻辑结构可将其分为:过程层、间隔层、通信控制层和站控层四个层次;其中,通信控制层和站控层采用的是高度网络通信;过程层和间隔层之间的通信采用的是现场总线通信。基于该种通信方式在变电站应用过程中通信实时性强,并且建立通信系统成本较低,所以长期以来都深受变电站青睐,直至今天,仍旧有一些低压变电站和220KV以上的高压变电站在使用。当然,该种通信网络结构的通信方式缺点也是存在的。主要体现在:间隔层设备数量及种类多,通信控制器难以承载过多设备的控制任务,使得通信效率下降,相应地通信故障问题也较多。通信控制器出现故障会造成整个变电站的信息难以控制,导致整个变电站综合自动化系统功能性失稳,可靠性大打折扣。即使一些试图采用双通信控制器解决该问题,但收效甚微,难以从根本上解决此类问题。

1.2利用间隔层设备直接上网实现变电站内网络通信

利用间隔层直接上网实现变电站内网络通信是当前变电站综合自动化系统发展趋势。该种通信方式中变电站自动化系统从逻辑结构划分可分为:过程层、间隔层和站控层三个层次。由于该种通信方式没有通信控制层,所以也减少了通信过程中的通信冗余问题,相应地通信效率较高,通信故障率下降。在变电站内,对于没有网络接口的间隔层设备,如保护装置、智能电度表等,可采用现场总线的方式进行连接;然后通过嵌入式以太网接口的通信管理单元将其作为一个间隔层网络节点同以太网连接。该种通信结构通信故障率低,通信实时性强,在高压变电站中应用最为广泛。现阶段,随着直接上网装置的技术更新,间隔层设备直接上网将成为变电站内网络通信发展的主要方向。

2.变电站内网络通信传输协议选择

变电站内网络通信传输协议可供选择的主要有两种:即TCP传输协议和UDP传输协议;该两种传输协议都是OSI传输层协议,都是基于IP协议所开发。该两种传输协议是当前变电站或其他领域应用最为广泛的以太网传输协议。

2.1TCP协议

TCP协议主要为应用程序提供连接定向,保证网络可靠性性通信。在通信过程中,通信发起方需要同通信接受方建立通信连接。TCP从应用层接受数据,并按照特定格式将数据打包为数据包,同时将其中一个带序列号的报头加入数据包之后提交给IP,IP将数据包发送到主机。在IP发送数据包过程中,发送方的TCP会备份数据包,如果数据包在发送时接收方未接受成功,数据包将会重新被发送;不过需要提出的是,数据包在重发的过程中会加重发送主机和网络运行负担。通常而言,在计算机操作系统中TCP默认的重发次数为五次,默认等待ck起始时间为ls。TCP通信只支持单播模式,并且信息目标地址为一个,网络上除了目的地址外的其他节点都无法接收源节点所发送信息。虽然TCP网络通信支持变电站内数据可靠性传送,但是变电站内的网络通信中的绝大部分数据则不需要可靠性传送。比如全遥信、全遥测等,都是通过变化遥信和遥测实时刷新数据;如果变电站内的网络通信全部采用可靠性传送的方式将难以达到变电站数据实时性传输的要求。所以,对于变电站内的数据传输问题,应根据站内网络通信的实际运行情况,结合网络应用层不同选择一般性传送或可靠性传送。这样一来,不仅能够保证变电站数据传输的可靠性,也保证了数据传输的实时性。

2.2UDP协议

UDP协议的主要作用为应用程序提供无连接,满足通信需求。但UDP在网络通信中只负责数据发送,而无法保证数据包是否能够发送。数据包的可靠发送一般由应用程序来担负;基于UDP在网络通信时不需要事先建立握手联系,并且其广播可选形式较多,所以在数据传输效率方面优势比较明显。针对UDP运行过程中可能会产生的广播风暴,可采用三层交换机设置数据广播子网的方式来解决。

作者:王赫鸣 朱胜强 张贻俊 于子涵 单位:山东省黄金电力公司

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