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摘要：进入二十一世纪以来，在我国社会高速发展下，带动了电力行业的进步。智能变电站自动化系统通信网络中传递着各类信息，一旦发生拥塞，势必会导致网络出现传输超时、丢失数据包等现象，对系统的正常运行产生不利影响。本文分析了智能变电站自动化系统通信网络拥塞发生过程，探讨了引起拥塞的原因，提出了针对网络拥塞的控制策略，有利于提升智能变电站自动化系统网络性能，减少拥塞现象的发生。
关键词：智能变电站；通信系统；数据传输
引言
近年来，随着人们能源规划和绿色环保意识的增强，国家将智能电网的建设作为一项重要的工程任务。国家能源局和国家发改委联合发布了重点建设一流智能电网的项目规划。同国外的智能电网建设相比较，国内以建设强韧的智能电网为总的目标。从整体的角度分析和规划，整体智能电网建设需要通信系统的完善和配合。在智能电网建设中，智能变电站起到了至关重要的作用。智能变电站应具备数据采集、分析和处理的能力，这样能够进一步提高电网的四项基本性能。
1智能变电站概述
电力系统中新建的大多数变电站都是智能变电站，早期建成的大多数变电站也正在进行全面的自动化改造，使变电站变得智能化。智能变电站的常见的结构划分为三层，最低层为过程层，信号的类型一般为GOOSE或者SV信号，将这类信号传递到间隔层中做进一步的处理。中间层为间隔层，处理的为变电站中的测控装置所上传的信号。最上层为站控层，一般处于MMS网中，在站控层可对变电站中的电气设备进行相应的控制。智能变电站传递信号和处理数据的速度相比于常规变电站都有了明显的提高，能够具备实时控制的功能。在智能变电站中，实现电气设备数据信息之间的共享也是十分重要的方面，还可对数据信息进行在线分析，保证智能变电站的运行安全。
2通信运行阶段的通信安全问题
智能变电站通信系统运行维护的主要工作有接入业务、例行检查以及排除故障等。日常工作中，有的不满足双设备运行或者满足了双设备运行但通信设备或者业务的配置没有实现双重化通道配置，这些均会影响了通信系统的运行安全。智能变电站由三层两网组成，其中站控层网络和过程层网络出现异常时会影响与之连接的设备的运行，使智能变电站的监控与保护装置的保护作用失去功效。下面介绍两个故障，分析其产生的原因并进行维修：①在运行时站控层网络的220kV线路以及110kV线路的B网出现异常，虽然站控层网络采用双网设置，一个网络的中断不影响运行，但却影响了通信的安全性，可能会使全网失去监控，所以必须及时处理。造成站控层网络异常的可能原因有：装置MAC地址冲突引起的风暴、IP地址冲突以及交换机环接引起的网络风暴等等。通过对光缆线路以及站控层、过程层交换机的检查发现是站控层交换机运行故障，经过对交换机进行维修，恢复了正常运行，警报信号消除。②在运行时过程层网络发生故障：220kV智能变电站的A套母线保护作用失效，无法对其继续进行保护。造成过程层网络异常的可能原因有网络环接导致的网络风暴、光纤折断以及光纤熔接接头或者插头的位置异常等。通过逐步的排查发现是光纤通道的问题，220kV母线保护的A套与智能终端间的光纤折断。智能变电站在通信运行阶段的安全问题需要引起我们的重视，运行维修工作人员应加强巡视以尽可能地避免通信安全出现问题。
3智能变电站通信系统的设计
3.1通信通道的选择
智能变电站中有多种类型的通信信道，包括有线和无线，如微波通信和卫星通信等都属于无线通信方式。有线通信方式包括光纤通信、网络通信等，其中光纤通信近年来的应用范围十分广泛，明显提高了智能变电站通信系统的稳定性。采用光纤通信方式时，将电信号转化为光信号，之后再通过光传输设备将信息传输到目的地，这种通信方式的抗干扰能力较强，并且所能够承载的通信容量也比常规的通信方式大，故能够得到广泛的应用。
在本文中，光纤通信可以作为智能变电站的通信方法，光信号传输的速度也比常规的电信号快，能够满足电力通信对速率的要求。
3.2虚拟局域网
新的国家标准规定，在新的虚拟局域网技术中，将整个信息获取模块划分为多个逻辑子网络，这能够减轻交换机和采集装置的使用情况，实现信息高效快速灵活的获取，同时能够对信息进行进一步的控制和保护。现在一般配置两种类型的虚拟局域网技术，一种是通过交换机的虚拟局域网发送携带802.1Q字段的源报文；另一种是交换机原有接口上的识别符，根据虚拟局域网的配置规定发送不携带802.1Q字段的源报文到节点上。
3.3 MAC地址过滤技术
设备中的MAC地址由网卡来决定，一般是不变的且具有唯一性。此技术与VLAN技术的实现机理存在差异，仅仅需要在数据帧中增加标注需要接收该数据帧的对应设备自身MAC地址（也可称为目的地址），交换机内的所有端口均可以接收其广播数据帧，但是有且只有订阅方才能接收该数据帧。
3.4规划阶段的通信安全策略
在规划阶段，设计人员应与维护人员积极进行沟通，充分了解建设智能变电站时的通信接入方式、电缆线路的铺设以及传输设备的选型等事项，设计过渡性保护措施。设计方案结束后要经过可行性评估，以便能够及时发现通信安全问题并加以解决，为接下来的建设与运行奠定安全基础。
3.5变电站通信系统的拓扑结构
对于智能变电站中通信数据网络的拓扑结构，局域网已广泛应用于电力系统中，随着计算机自动控制技术的不断发展，可以形成广泛的数据交换和信息共享网络。通信网络常用的拓扑结构包括网状、星形状和环状等类型，各种类型的网络拓扑结构在网络通信的可靠性和通信质量方面具有一定差异性，应该根据实际情况加以选择。
3.6建设阶段的通信安全策略
①智能变电站通信系统的建设应该按照施工规范进行，并加大对通信电缆的检查力度，尤其是容易忽略的隐蔽工程，要重点验收，以确保达到了施工的要求；②防护措施也是不能缺少的，如铺设的光缆外要加套保护钢管，在智能变电站内构架处的导引光缆要做好防水封堵等措施，在通信的机柜内，做好防火封堵措施等。遵守国家电网的“十八项电网重大反事故措施”，实施“双设备、双电源、双通道”的双重配置。如在关键的节点上部署两套传输设备，同时配备双电源进行供电；对于重要的业务需要配置双通道，以尽可能地提高通信业务的安全性。利用“N-1”原则提高设备的抗故障能力，即在配置传输系统设备时，2MPDH保护板以及交叉板等均必须采用“1+1”配置，从而提高通信设备的安全性。
结语
综上所述，智能变电站相比于传统的变电站，在保护的动作性能和供电可靠性方面都具有明显的优势，在未来的电力系统中将会得到越来越广泛的应用。
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