摘要：在变电站中引入自动化控制技术，形成了变电站自动化系统，同时随着网络控制技术的不断发展，其在变电站自动化系统中的应用，又形成了一种全新的、功能强大的自动化系统，即网络化变电站自动化系统。基于此，本文主要对网络化变电站自动化系统的进行分析，并对该系统的具体应用进行分析，以供参考。
关键词：变电站；自动化；网络化；系统应用
0 引言
近年来，随着科技的进步，越来越多的智能化装置被广泛应用于变电站中，如图像监控装置、多功能电能表、微机保护装置等，这些智能化装置都提供了大量的电网运行控制信息。在面对这些种类繁多、数量庞大以及准确性和要求较高的信息，如何能够全面快速地收集、处理和管控控制这些信息，成为了变电站自动化控制中需要重点考虑的问题。而网络化变电站自动化系统的应用，能够有效满足这一要求，同时网络化变电站自动化系统的出现，也是自动化发展的必然趋势。
1、网络化变电站自动化系统的构成
网络化变电站自动化系统主要由互感器、断路器、交换机、保护装置、监控系统、运动装置等各层网络连接装置构成。其中，站控层网络主要由站控层中的监控装置、运动装置与间隔层网络中的到电度表、保护装置、测控装置等相互连接而成。过程层网络则是由间隔层的设备与过程层红的合并单元、智能操作向等设备相互连接构成。
网络化变电站自动化系统的应用，实现了各层网络之间的信息共享，在进行信息采集的过程中，可通过交换机传递至监控中心，然后由监控中心对传递的信息进行处理，以此对各种故障问题进行判断并及时解决。网络化变电站自动化系统的应用，不仅能够提高全站设备利用的效率，同时还能有效在最短的时间内对各种故障问题进行处理，以此保证变电站自动化系统通讯网络的可靠性，进而保证整个系统安全稳定的运行。
2、网络化变电站自动化系统的技术分析
2.1站控层网络技术
（1）功能介绍。在网络化变电站自动化系统中，其站控层网络主要是通过MMS/GOOSE网络来进行整个变电站的信息采集与整合的，相比较于以往变电站中的计算机监控系统，站控层网络基本相似，能够避免错误闭锁的情况发生。
（2）拓补结构选择。站控层网络的拓补结构主要分为两种，分别是星形拓补结构和环形拓补结构。其中环形拓补结构相比较于星形拓补结构，如果网络中多个故障同时发生，可以保留更多的设备信息，因此这一拓补结构的应用范围比较广。但也有其缺点所在，主要表现为能够支持环形拓补结构的交换机的价格相对比较高。所以为了能够节省交换机装设成本，一般情况下大多数变电站会选择星形网结构，同时星形网结构又分为双星形拓补结构和单星形拓补结构，通常220kV及以上的变电站的站控层网络中会选择双星形拓补结构，110kV及以下的变电站的站控层网络中会选择单星形拓补结构。并且在以太网接口位置会设置2~3个保护装置。
2.2过程层网络技术
（1）功能介绍。过程层网络主要由两个处理部分构成，一是利用SMV采样值将过程层网络中的电流和电压信息进行上传，二是通过GOOSE网络对开关量、合闸信息等进行控制。其中，SMV采样值需要遵循这三种协议标准，分别是IEC60044-7/8、IEC61850-9-1、IEC61850-9-2，这三种协议标准各自有各自优缺点，第一种具有信息传输延时较短且准确的优点，但具有采样率较低的缺点，往往会存在采样信息丢失的情况；第二种是在第一种的基础上改进而来的，能够保证信息同步传输的同时，有效改善协议隐私性问题，但实际上与未来变电站自动化发展的要求的规律并不相符；第三种是能够实现采样信息的高度共享，并且具有采样数据灵活性的特点，这与变电站自动化系统网络化发展的趋势相符。
（2）SMV采样值网络。SMV采样值网络结构主要有两种构成方案：一是点对点的方式，遵循了第一种和第二种标准协议，优点是具有良好的经济性，且实践难度和延时范围较小，缺点是设备间的连接线路较复杂，且接口多，难以实现信息的高度共享；二是网络组网方式，遵循了第三种标准协调，优点是设备间的连接线路较简单，且接口少，可以实现信息的实时共享，与变电站自动化系统网络化发展趋势相符，但也有其缺点，主要是延时的时间范围较大，会对继电保护装置的隐秘性造成影响。
（3）GOOSE网络。GOOSE网络的网络结构方案也有两种：一是点对点与网络组网方式合并使用，这种构成方式的优点是能够保证继电保护可靠性的同时，减少网络故障的发生，尤其是能够避免交换机故障发生。但也有其缺点，主要表现在连接线路繁杂且接口较多；二是统一采用以太网组网方式，以星形网为主，这一构成方案耗费相对比较大，主要因为对交换机的要求比较高，但是在设备连接方面，不需要太多连接线路，连接起来较为简单。
2.3智能交换机技术
智能交换机的传输技术使用，需要依靠以太网的光纤来完成，且交换机的传输层需要支持TCP/IP框架，这样可以避开回路中由于电磁作用形成干扰，但是对于其他方面的电磁干扰并不能完全保证，所以要求交换机传输层需要满足TCO/IP的框架要求。为了保证变电站自动化网络系统的实时性，需要最大化地降低通信网络过程中信息传输的延迟度，考虑各种影响延迟的因素，首先需要考虑数据处理延迟的优先级别，需要将一些不需要的信息进行删除，以此确保站内重要信息能够及时传输。
3、网络化变电站自动化系统的优点及需要注意的问题
3.1优点
（1）消除了自动化信息采集和传输的瓶颈。在以往的变电站自动化网络结构中，由于主要通过串行通信的方式进行信息的传送，所以只能对站内的少量实时信息进行传输，许多实时信息不能及时传输。而网络化变电站自动化系统的应用，在网络技术的支持下，能够保证信息的及时传送。
（2）提高了数据信息的可靠性。“三层两网”的网络结构完全代替了传统变电站的网络结构，随着“三层两网”的广泛应用，在智能交换机技术的作用下，能够保证站内重要信息的及时传输，进而提高了数据信息的可靠性。
（3）方便了系统的运行和维护。随着网络化变电站自动化系统的应用，能够将站内各层网络进行有效连接，并统一采用了自动化主站系统控制技术，这样不仅能够实现信息的实时共享，而且也给检修工作带来了极大的方便，任意变电站可称为监控站，只需要简单设置便可获取其他站的信息和控制权。另外，“三层两网”的构架，也给系统运行维护带来了便利，自动化人员不需要到现场便可完成系统的检查、故障处理、数据补充等各项工作。
3.2需要注意的问题
（1）做好整体的网络规划。网络化变电站自动化系统的应用，需要做好整体的网络规划，保证网络连接的有效性，同时也要随着通信自动化的建设发展不断进行调整和更新。
（2）保证交换机和路由器的质量和功能。应当优选质量好、功能强大的交换机和路由器，且具备网管功能，以便统一管理。
（3）所有连接的网络线应属于屏蔽性的超五类线以上，间隔层通信的电缆要采用屏蔽的计算机测控电缆，同时做好各个设备的接地工作，以及设立相应的防雷装置。
结语：
总而言之，网络化是变电站自动化发展的必然趋势，随着越来越多新技术和新设备的出现，变电站自动化发展的空间也会越来越大，能够有效保证自动化系统的可靠性和性能，同时也能够降低变电站的投资成本。
参考文献：
[1]胡毅,李璐.智能变电站自动化系统通信网络拥塞控制策略研究[J].科技经济导刊,2019,27(25):27.
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