智能变电站基础知识 （下）

智能变电站基础知识（下）主讲人：高爱云CONTENTS0102过程层技术智能组件及高级应用目录01过程层技术过程层技术智能变电站过程层特点ABC智能变电站过程层网络相当于常规变电站的二次电缆，各IED之间的信息通过报文交换，信息回路主要包括SV采样、GO开入和开出。从结构上讲，智能变电站可分为站控层设备、间隔层设备、过程层设备、站控层网络和过程层网络，即“三层两网”。间隔层设备跨两个网络。从功能实现上讲，智能变电站可分为过程层（含设备和网络）和站控层。过程层面向一次设备，站控层面向运行和继保人员。过程层技术过程层技术智能变电站过程层特点智能变电站分层SVGO过程层设备可靠性要求：过程层技术

3.1智能变电站过程层特点过程层设备可靠性要求：过程层信息传输周期性采样信号，要求保证传输的实时性和快速性事件驱动的开入开出信号，实时性和可靠性要求高过程层技术

3.2智能变电站过程层设备MU合并单元、智能终端和过程层交换机智能变电站过程设备：智能终端交换机过程层技术智能变电站过程层设备合并单元定义（MU：mergingunit）：MU的必要性：用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行时间相关组合的物理单元。合并单元可是互感器的一个组成件，也可是一个分立单元。电子式互感器的远端模块输出没有统一规定，各厂家使用的原理、介质系数、二次输出光信号含义不相同。因此，电子式互感器输出的光信号需要同步、系数转化等处理后，以统一的数据格式供二次设备使用。否则，电子式互感器无法与二次设备通信。合并单元是电子式互感器接口的重要组成部分。过程层技术智能变电站过程层设备一种智能组建。与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备的测量、控制等功能。过程层技术智能变电站过程层网络过程层交换机的管理智能变电站过程层交换机要与继电保护同等对待。将交换机的VLAN及所属端口、多播地址端口列表、优先级描述等配置作为定值管理。交换机的定义：switch一种有源的网络元件。交换机连接两个或多个子网，子网本身可由数个网段通过转发器连接而成。交换机为有源元件，降低了保护的可靠性。过程层技术智能变电站过程层网络过程层技术

IEC61850的服务和协议栈：Client/Server

通讯

模拟量采样值

(SAV)

模型

对象

服务

实时性要求以太链路层带优先级的以太物理层IP

TCP

MMS特定通讯服务映射SCSM)通用变电站对象事件GOOSE

过程层技术智能变电站过程层网络过程信息传输要求：准确、快速、可靠。过程层报文传输：IEC61850规范了过程层SV和GO的通信协议栈。应用层数据直接映射到数据链路层的MAC子层，传递给物理层发送，会话层、传输层和网络层为空。输出传输减少了协议栈的处理过程，增加强了数据的实时性。过程层技术过程层网络的实时性网络延时分析：网络传输延时由以下几部分构成：TALL=N(TSF+TSW+TQ)+TWLA（N为交换机级联台数）A、交换机存储转发延时TSF。以太网帧最长为1522B，加上8B同步帧头。交换机TSF最长为120us左右。B、交换机延时TSW。不超过10us。C、光缆传输延时TWL。光缆光速约为2/3倍光速。D、交换机排队延时TQ。过程层技术过程层网络的可靠性SV报文传输的流量：

SV交换机主要考虑数据流量的控制，以我们的PCS222EA合并单元MU来计算：MU每秒数据流量（按照IEC61850-9-2协议、SMV数据集为21个数据通道为参考）

S（流量）=248Byte*8bit*4000点/S=7.568Mb/S过程层技术过程层网络的可靠性防止网卡溢出的措施：（1）静态多播配置。通过配置交换机静态多播地址表实现多播报文过滤。其缺点是装置连接的交换

机端口必须固定，扩建或更换交换机时，必须修改或设置交换机多播配置。（2）动态多播配置。由交换机根据实际情况分配多播报文路径。动态多播管理协议还缺乏运行经验。采取SV和GO报文过滤机制：B、交换机多播过滤。既能减少网络GO报文，又可解决装置CPU资源的不必要占用。过程层技术过程层网络的可靠性交换机VLAN配置：1）减轻交换机和装置的负载。SV网络实时性要求高、数据流量大、数据流向单一，采用VLAN技术，有效隔离网络流量，可减轻交换机和装置负担，提高网络可靠性、实时性。2）安全隔离。GO报文相对SV报文，其流量小、数据流向复杂、装置配置变动大（改扩建），GO采用VLAN进行划分，可有效限定GO传输范围，到每个端口只收所需报文，避免无关信号干扰，提高GO网络的安全性和可靠性。A、交换机VLAN配置的必要性：过程层技术智能变电站对时技术交换机VLAN配置：变电站对时是指站内保护、测控、监控等为了统一时间的需要，采用相应的对时方法，实现与标准时钟源时间保持同步的过程。变电站对时：A、脉冲对时：有秒脉冲（PPS）和分脉冲（PPM）两种。B、SNPT对时（简单网络时间协议）。C、IRIG-B码（DC）对时。常用对时方式：过程层技术智能变电站对时技术02智能组件及高级应用智能组件及高级应用智能一次设备概述断路器/GIS示意图智能一次设备概述智