摘要：随着社会经济的发展，社会对用电量的需求也越来越多，对电力的要求也越来越高，如今建设智能变电站已经成为了一种必然趋势。我国的变电站分为常规变电站和智能变电站两种，但是常规变电站有着操作性差，标准化不足以及调试比较复杂，资源不断重复等各种不足和问题。而变电站需要的是安全可靠又准确的规划设计，能够提高电网的可靠性，安全性并提高其效率。我国智能电力的发展建设最重要的内容就是智能变电站，而只智能电站的重要基础则是过程层组网。它将直接关系到开关控制以及数据采集等方面的实时有效性和可靠安全性。
关键词：智能变电站；过程层；组网方案
随着我国经济的飞速发展，传统的综合变电站慢慢满足不了人们对其的要求，进而经过科学研究产生了智能化变电站，在供电工程中逐渐取代传统的综合变电站，其拥有着传统变电站无法取代的优势。智能变电站系统基本结构和组网方案的基础结合对报文传输的测试，产生出智能化变电站过程层组网方案。
一、过程层组网模式分析
过程层网络，是一种用来连接间隔层设备与过程层设备的中枢网络。过程层网络在智能变电站系统中，有十分重要的作用。在过程层网络上传输的数据，主要包括传输采样值、面向对象的变电站通用事件等等。其模式是总线型、环形和星形这三种。首先，总线形的网络连线方式相比较来说十分简单，以便于日后的施工。但是其缺点是传输时间和网络延时比较长，由于是总线型的连接方式，所以总线中的任何线路出现连接故障，都会影响整个总线的信息传输使用。其次是环形结构，这种结构的成本投资高，但是其硬件传输的可靠性强。最后是星形连接方式，主要是将各子交换机之间都直接接入到主干网的交换机中，以便于减少交换机流量，提高了网络可靠性。综上所述，星形网是过程层网络模式中的最佳选择、（如图1）所示。
二、智能变电站过程层组网方案分析
2.1网络技术分析
使用VLAN标签技术，减少网络中的大量广播数据。这主要是由于如果网络中存在大量广播数据，会使网络的传输效率降低，造成网络拥塞。而采用VLAN标签技术，可以在交换式局域网的基础上，构建一个可以跨越不同网络阶段的网络。从而指明该网络所属的逻辑组，将网络数据传输局限在其内部。让数据制定在被需要的网段上进行上传，从而减少网络中的广播数据。目前随着技术的发展，我国的VLAN标签技术成熟，过程层组网方案可靠，一方面不仅可以降低网络数据的总体流量，另一方面还可以提高网络每个阶段的安全性，增强了网络效率。
VLAN技术是目前智能化变电站中，使用范围最广的报文过滤技术。在总体上看，VLAN的实现只需要在交换机上进行配置即可，并没有涉及设备本身的改进，所以实现起来相对容易一些。如果网络中有大量的广播数据，就会降低网络的传输效率，甚至引起广播风暴造成网络拥塞。采用VLAN标签技术，在交换式局域网的基础上，构建可跨越不同网段的网络。VLAN的数据帧的ID标识符指明自己所属的逻辑组，把数据传输限制在其内部，可以使数据仅在需要的网段上进行传输，可以大大减少网络中的广播数据，使带宽得到有效的利用。经过在电力及其他工业领域多年的应用，技术成熟，方案可靠，可有效地降低网络数据流量，提高控制网段的安全性和网络的利用效率及可靠性。
2.2传输优先级技术分析
IEEE802.1P流量优先权控制标准，主要是工作在媒体访问控制子层。传输优先级技术，可以使二层交换机提供一些流量优先级的过滤服务。IEEE802.1P标准同时也相应的提供了组播流量过滤的功能。这样一来，就可以保证流量的使用，不会超过第二层交换网络的整体范围。IEEE802.1P主要是采用了两种技术同时协同工作。从整体来说，IEEE802.1P中定义的优先级一共有八种。首先，最高的优先级为7级，主要是应用在一些关键性的网络流量中。其次是优先级6级和5级，这两种级别主要是应用在延迟一些敏感的主要应用程序上面。再次是优先级4级、3级、2级、1级，这些主要是用在受控负载应用的程序里面。最后优先级0级是默认值，可以在没有设置任何优先级值的情况下使用。在过程层网络的交换机中，使用IEEE802.1P流量优先权控制协议。其优势十分明显，主要有：IEEE802.1P流量优先权控制协议，可以及时有效的处理不同的优先级数据流量。此外，交换机的各自端口，可以采用多个缓冲区队列。如果数据输送到交换机的时候，那么可以根据协议的优先级，来具体的分配到不同的队列当中。交换机使用这种排队机制，可以更加有效率的获得及时响应，保证其可以被优先传输，实现较高要求的GOOSE信息。由此，国网山西省电力公司介休市供电公司为保证信及时传输，和网络信息传输的有序性，也采用这种优先控制协议，从而缓解数据之间相互竞争网络资源的情况。
2.3快速生成树技术
IEEE802.1D生成树协议是链路管理协议，利用其消除网络拓扑中任意两点之间可能存在的重复路径，将两点之间存在的多条路径划分为“通信路径”和“备份链路”，数据的转发在“通信路径”上进行，而“备份链路”只用于链路的侦听，一旦发现“通信路径”失效时，自动地将通信切换到“备份链路”上，实现了环形网络结构网络重构。
2.4组网技术应用方案分析
过程层网络交换设备，在需要满足交换技术要求的基础上，还必须通过静电、快速脉冲群或是浪涌以及交变湿等等，一系列严格的试验，从中挑选出安全可靠的冗余电源，以便于保证交换机设备硬件的有效使用。可以通过严格测试交换机，过程层组网VLAN技术确定一个可行性的具体方案。通过严格硬件测试的交换机，在过程层组网中引入了VLAN技术、数据传输优先权控制技术、快速生成树技术等组网技术，通过对网络吞吐量及网络延时进行了分析和仿真，确定了方案的可行性。
结语
采用SMV采样信息、GOOSE变电站通用事件信息、IEEE1588（或SNTP）对时信息共同组网的星形网络模式，选用高可靠性的网络交换设备，通过严格测试和验证、现场应用检验，证明性能指标满足变电站技术规范，能够保证变电站安全、可靠的运行要求，可在变电站推广应用。
参考文献
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[2]王璐.智能变电站过程层组网分析与应用[J].电力系统保护与控制,2012.
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作者简介
左超（1987.01.08），女，学历：重庆大学电气工程及其自动化学士，单位：国网江西省电力公司检修分公司，研究方向：电力变电运维管理
论文作者:左超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/10
标签：变电站论文; 网络论文; 过程论文; 优先级论文; 技术论文; 数据论文; 交换机论文; 《电力设备》2017年第29期论文;