变电站综合自动化系统通信功能的研究
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【摘 要】现代计算机技术和通信技术在变电站中的应用越来越广泛，使得变电站向着现代化的方向发展。随着智能电子装置的飞速发展，为了实现变电站综合自动化技术的全数字化监控，本文对变电站的通信模式做了简要的介绍。以及变电站综合自动化及设计原则和要求，做了简单的分析与研究。
【关键词】测控；通信单元；安全
背景
电力系统中常规的二次设备现在已经由变电站综合自动化系统代替。尤其是微机继电保护的硬件和软件要能和监控系统协调和相互独立。使用以太网、现场总线和串行口等进行测控和保护。采用兼容的多种接口形式设计，同时采用标准的通信规约和通信网络，可以给计算机的监控系统提供保护定值或者保护动作信息等信号，这样可以满足变电站综合自动化系统无人职守的要求，具有多功能的适应性和扩展性，同时也需要具有良好的抗电磁干扰能力和较高的可靠性。这就需要具有较高的自动化系统应用，具备数据开放功能和规范的标准化程度，通过实现数据共享，以达到数字通信的优势来实现变电站综合自动化系统的各个功能的实现。
随着近年来网络技术、通信技术、微计算机技术、集成电路技术的不断创新和发展。通过科研机构技术发展对变电站综合自动化系统的持续改进，可靠性和功能也不断的提高，结构也分成了不同的形式，到目前为止大概有如下的几种形式：分布分散式结构形式、分散与集中相结合、分层分面式系统集中组屏的结构形式集中式结构形式等。
1、变电所综合自动化系统通信的要求与特点
变电站综合自动化系统的技术核心是数据通信的可靠性和经济性，在变电中更需要综合自动化系统和其所在的特殊的环境要求，需要使得内的数据网络具有一定的技术要求和特点：
（1）较高的可靠性。电力系统的特点就是保证可靠的运行，包括数据通信网络的可靠运行，一旦数据网络发生故障则会引起变电站正常的监控和调度命令的，轻则造成调度命令不能及时的执行，重则会造成严重的人身伤亡和设备故障，对电力系统的安全造成严重的事故。
（2）实时的响应能力。变电站的数据网络能实时的传输现场的各种运行参数和信号，同时能传输调度人员的调度信号也能及时的传输到变电站，实现变电站的自动化控制。
（3）优良的电磁兼容。高压就会有强磁场，变电站里面有各种强电磁干扰，同时也会有雷击，开关跳闸等，会产生许多的电磁干扰，对数据通信网络造成较大的干扰，因此变电站需要设备需要有抗电磁干扰的能力。
（4）分层的结构层次。变电所综合自动化系统通常是分布式的结构，而这种结构的构成通常是由于分层的通信系统，而因为每个层次有不同的功能，实现每个功能对应的需要有相应的通信层次的要求，这样才能适应每一层的网络通信的要求，例如间隔层和设备层通常采取现场总线的模式，局域网常常应用于变电所层，这样针对不同的类型的信息和不同特性的信息传递时间要求的差异分别处理，可以保证保证通信网的安全性和可靠性，提供电力信号传输的稳定性。
2、变电站综合自动化通信连接
2.1通信单元和测控单元的连接
现代先进的变电站一般采用现场总线技术，尤其是现场总线型通信方式应用的最多。实际应用中现场总线网通过多点共享集成的一种广播通信信道网，和以前的点对点通信信道网相比，具有传输速率高，信号准确等优点，与以往的星形网二接点法形成的间通信不同，需通过中心接点往往造成数据的误差，而是采用了一条总线上连接各接点的方式，这样就可以把信息分级传播，将具有传输优先级的信息安排在前面传输，通过自动上送，和多路侦听的方式，可以有效的解决CPU系统中存在的突发事件和信息传输处理等方面的问题，让变电站可以真实的了解各类信息的流程，满足不同信息的相应要求，这样随着变电站自动化技术发展迅速而为变电站真正的实现无人值守打下了坚实的基础。
这与变电站各类信息有不同传输响应时间的要求是相适应的二变电站自动化已大规模推广并已有大量变电站实现无人值班，作为“枢纽工程”的通信系统，必须采用双网络来提高系统的可靠性。在通信媒介方面，考虑到电磁的影响，光纤是较为理想的通信媒介。变电站内的电磁环境复杂，而光纤作为通信的传输介质，由于数据是以光信号在光纤中传送，不受电磁干扰的影响，同时光纤可传输的信息量较电缆大幅提高，且数据的传输距离基本不受限制。
2.2当地计算机和通信单元方面
由于利用变电站自动化来实现无人值班，因此其传递的信息容量将很大，要传递监控、保护的信息，还要传递数字电量、录波及其它安全自动装置的信息。由于计算机及LAN技术己十分成熟，利用LAN技术来传输信息已成为近距离计算机通信的优选方案。从系统整体的可靠性考虑，应配备双通信单元、双以太网、双计算机来实现信息的传输及管理，该方案的通信媒介大多采用双绞线。
2.3控制中心之间的连结
控制中心的连接突出表现在通道和通信协议上。在通信通道上，有传统的微波、载波、光纤、卫星等传输链路，这些通道基本上是专线或临时专线。而近年发展起来的网络技术可为其提供一个或多个虚拟通道，尤其是国家电力一般数据网的建立，为这种数据传输方式提供了强有力的手段。
3、变电站综合自动化通信安全需求
变电站综合自动化系统通信的安全需求，通常是对防范异常信息修改或破坏对信息及时可靠地访问和使用，对在信息访问和公开方面，防护性的被授权的限制要求较低。根据指导文件，确定综合自动化系统通信网的主要安全需求如下：访问控制采取高强度的访问控制策略，确保资源只能被适当的人员访问，特别对于此通信网在特定情况下，如紧急事件允许访问机制被绕过识别和认证、核对用户设备的过程，并在认证过程中对验证信息做模糊反馈，物理及环境安全围绕物质资产在破坏误用及盗窃等方面的保护，包括物理访问控制物理边界及监管，还要防止环境对物质资产的威胁。信息系统及通信保护从网络入侵中保护信息系统及通信连接，包括安全功能隔离、拒绝服务保护、使用边界保护、设备使用加密机制保护、信息机密性和完整性等。
3.1变电站通信安全的应用
由于通信在变电站综合自动化中的应用非常的重要，因此，对变电站的改造，使其完成向着综合自动化方向的提升，就需要对通信信息安全加以重视。变电站中的各种保护信号的数据交换和远东装置的控制都需要通过信息通信技术来实现，借助信息的交换，和信息的共享，可以有效的降低站内设备和电缆的使用量，增强远程控制和监视变电站，可以从系统上提高了变电站综合自动化的水平，也可以有效的提高变电站的经济性运行和安全运行的时间，对电网的自动化发展有积极的意义。同时使用先进的和标准化的通信网络技术，对今后变电站改造的可扩充性和开放性的建设具有重要的作用。
4、结论
随着微型计算机保护技术的进步和科学技术的发展，变电站综合自动化技术也在不断的提高和不断的发展完善中，各种监控系统，检测系统，保护系统高效率和集成化的使用，将通信网络将计算和设备相结合，远方监控与操作发展技术的持续发展，推动了无人值守变电站技术的进步和发展，提高的人员的效率，也提高的设备的可靠性，使得电网向着更高效和更安全，稳定的方向运行发展。