工業(yè)以太網(wǎng)在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用
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目前，CAN網(wǎng)一般用于小規(guī)模的35kV變電站和110kV終端變電站，而LonWorks網(wǎng)可作為一般中型110kV樞紐變電站自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)與早期的異步串行網(wǎng)絡(luò)相比具有抗干擾性強(qiáng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了我國(guó)變電站自動(dòng)化的發(fā)展，但也存在著自身無(wú)法克服的弊端。
由于帶寬有限，而且采用帶寬共享機(jī)制，有限的帶寬使大資料的數(shù)據(jù)傳輸延遲，總體性能隨節(jié)點(diǎn)數(shù)的增長(zhǎng)迅速下降，不能滿足大型變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的要求；由于強(qiáng)調(diào)專用性而犧牲了通用性，長(zhǎng)期缺乏統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和軟件需專門設(shè)計(jì)，產(chǎn)品更新?lián)Q代困難，不能滿足變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的要求；總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)的任一點(diǎn)故障時(shí)均可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰，且難以診斷故障點(diǎn)。
5工業(yè)以太網(wǎng)在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用
工業(yè)以太網(wǎng)采用統(tǒng)一的TCP／IP協(xié)議，避免了不同協(xié)議間不能通訊的困擾，可以直接和局域網(wǎng)的計(jì)算機(jī)互連而不需額外的硬件設(shè)備，它方便數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)的共享；可以用IE瀏覽器訪問(wèn)終端數(shù)據(jù)，而不要專門的軟件；可以和現(xiàn)有的基于局域網(wǎng)的ERP數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，并且特別適合遠(yuǎn)程控制，配合電話交換網(wǎng)和GSM、無(wú)線電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集；采用統(tǒng)一的網(wǎng)線，減少了布線成本和難度，避免多種總線并存。
工業(yè)以太網(wǎng)采用交換式集線器和全雙工通信，可使網(wǎng)絡(luò)上的沖突域不復(fù)存在（全雙工通信），或碰撞機(jī)率大大降低（半雙工），因此通信確定性和實(shí)時(shí)性大大提高；工業(yè)以太網(wǎng)針對(duì)惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)（如冗余直流電源輸入、高溫、低溫、防塵等），解決了在極端條件下網(wǎng)絡(luò)不能穩(wěn)定工作的問(wèn)題，穩(wěn)定性與可靠性大大提高；工業(yè)以太網(wǎng)采用IM，CD介質(zhì)訪問(wèn)方式，物理層和鏈路層遵循IEEE802.3協(xié)議，應(yīng)用層采用刪IP協(xié)議，傳輸速率可以達(dá)到10Mb／s，而快速以太網(wǎng)傳輸速率可以達(dá)到100Mb／s，可容納個(gè)節(jié)點(diǎn)，距離可達(dá)2.5km。工業(yè)以太網(wǎng)總線正因?yàn)橛兄T多的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外逐步得到了迅速的普及。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)選用工業(yè)以太網(wǎng)代表了變電站自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的最新方向。
大型樞紐變電站，特別是220kV以上電壓等級(jí)變電站節(jié)點(diǎn)數(shù)目多，站內(nèi)分布成百上千個(gè)，數(shù)據(jù)信息流大，‘對(duì)速率指標(biāo)要求高（要求速率130kb／s），LonWorks網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、寬帶和時(shí)間同步指標(biāo)已力不從心，而工業(yè)以太網(wǎng)卻能很好滿足上述要求。因此，工業(yè)以太網(wǎng)可以作為大型樞紐變電站內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。
工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用于變電站內(nèi)部的通信網(wǎng)絡(luò)一般有2種應(yīng)用模式：
每個(gè)智能電子設(shè)備IEDs都配置一嵌入式以太網(wǎng)接I：1，將該設(shè)備作為一個(gè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)直接連到以太網(wǎng)上，如圖2所示。
幾個(gè)不具備以太網(wǎng)接口的IEDS通過(guò)／485或現(xiàn)場(chǎng)總線等方式連在一起，然后通過(guò)一具有嵌入式以太網(wǎng)接口的通信控制器，將其作為一個(gè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連到以太網(wǎng)上，如圖3所示。
這兩種應(yīng)用模式都必須設(shè)計(jì)嵌入式以太網(wǎng)接口，本質(zhì)上沒(méi)有多大差別。但從變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的電壓等級(jí)、配置以及成本考慮，它們的適用范圍是有所不同的。從可靠性考慮，作為站內(nèi)數(shù)據(jù)流的樞紐，變電站內(nèi)通信系統(tǒng)最好是雙以太網(wǎng)冗余配置。這樣，即使一個(gè)網(wǎng)出現(xiàn)故障也不會(huì)影響整個(gè)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。然而，目前嵌入式以太網(wǎng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的成本還較高，對(duì)中低壓變電站自動(dòng)化系統(tǒng)而言，若采用應(yīng)用模式1，則設(shè)計(jì)成冗余的雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)成本過(guò)高；若采用應(yīng)用模式2，可以減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)，降低成本。
目前，變電站中有很多IEDs（比如完成電度量計(jì)量和直流監(jiān)視等功能的IEDs）的對(duì)外通信接：1只有RS485或現(xiàn)場(chǎng)總線接口，沒(méi)有嵌入式以太網(wǎng)接口，因此就無(wú)法直接連接到以太網(wǎng)上。在這上，水利部建設(shè)與管理司印發(fā)了（2006年水利建設(shè)與管理工作要點(diǎn)>。在該工作要點(diǎn)中提到了“2006年水利建設(shè)與管理工作，要加強(qiáng)基礎(chǔ)工作和能力建設(shè)，基本完成……水利建設(shè)項(xiàng)目代建制、建設(shè)同體問(wèn)題等基礎(chǔ)理論研究工作?！边@表明，政府認(rèn)同了以政府委托代建的模式是符合我國(guó)水利工程建設(shè)項(xiàng)目管理基本國(guó)情的。結(jié)合水利工程建設(shè)自身的特點(diǎn)及水利工程實(shí)施代建制基礎(chǔ)和條件的分析，盡管“代建制”尚處于初級(jí)階段，但有理由相信，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革繼續(xù)深入、政治體制改革不斷取得成效，隨著工程信用體系和評(píng)價(jià)體系逐步建立和完善，工程項(xiàng)目管理和工程總承包將日益成為我國(guó)工程管理的主要模式。
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評(píng)論