對智能電網(wǎng)網(wǎng)絡的測量與控制
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當然，標準為互操作性建立了基礎，為局域網(wǎng)(LAN)設定了協(xié)議堆棧。它還為傳送實時數(shù)據(jù)采樣等關鍵操作以及獲得電路斷路器的安全關鍵命令設置了響應時間要求。這些要求應為IEC 61850兼容網(wǎng)絡留有足夠的空間，完成變電站的數(shù)據(jù)記錄、開關和保護功能。但是，只有這些還不夠。
網(wǎng)絡可靠性
基于網(wǎng)絡的變電站SCADA系統(tǒng)有可能出現(xiàn)破裂的連接器或者失效的收發(fā)器破壞整個變電站的情況，這非常令人關注。相應的，電力運營商和設備開發(fā)商轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡冗余方法，他們的想法在另一標準IEC 62439高可用性自動網(wǎng)絡中實現(xiàn)了。
這一標準目前進行了修正，允許融合兩種不同的冗余網(wǎng)絡方案：并行冗余協(xié)議(PRP)以及高可用性無縫冗余(HSR) (圖3)。前一標準設定了具有冗余開關的星形拓撲，因此，每一節(jié)點有兩個通路，而后者可以采用星形或者雙向環(huán)形拓撲。
圖3.PRP和HSR冗余標準不同的網(wǎng)絡拓撲。
兩種不同的拓撲看起來能夠很好的實現(xiàn)冗余。但是，IP開發(fā)者Flexibilis首席技術官Timo Koskiahde指出，每一種都有其優(yōu)勢。環(huán)形拓撲性價比要高一些，這是因為它不需要外部開關，當網(wǎng)絡的物理規(guī)模和設備數(shù)量受限時，它也能很好的工作。雙星拓撲能夠更好的適應大規(guī)模網(wǎng)絡，很容易從單星拓撲進行更新實現(xiàn)。
Koskiahde說，更新問題非常重要，這是因為很多已有的網(wǎng)絡依靠生成樹協(xié)議(STP)或者其快速版本(RSTP)提高對失效的承受能力。這些協(xié)議嘗試在出現(xiàn)鏈路失效時重新配置網(wǎng)絡，因此，可能無法滿足IEC 61850在某些狀態(tài)時的零誤差恢復時間要求。PRP和HSR通過兩條獨立通路傳輸復制數(shù)據(jù)包，因此，它們都能夠滿足零恢復要求。
獲取時間
變電站發(fā)展最快的一方面就是測量技術。開始時，由人控制的變電站使用機電儀表進行測量。 SCADA推出后，它是電子儀表——數(shù)字表和位置傳感器，代表了變電站目前的測試技術。但是，如果這些儀表從專用合并單元轉(zhuǎn)到網(wǎng)絡連接應用，那么，它們將不再能夠?qū)π盘栭g的時間關系進行預測。這就需要對數(shù)據(jù)加上時間戳，以便對事件的實際順序進行排列。
很多變電站已經(jīng)通過GPS接收機提供時間參考。但是，怎樣通過網(wǎng)絡來分配時間標記?很多設計人員轉(zhuǎn)向采用IEEE 1588來解決這一問題。IEEE 1588通過以太網(wǎng)分配時鐘標記，使用訓練序列在參考時鐘和網(wǎng)絡的每一個接收節(jié)點之間建立延時。在穩(wěn)定的LAN中，IEEE 1588可以保證每一節(jié)點對事件打上時間戳，精度在1 μs以上，符合IEC 61850的要求。
不斷的發(fā)展使得變電站具有了冗余LAN功能，實現(xiàn)零時間故障恢復，能夠進行時間戳測量，事件有足夠的精度以便控制系統(tǒng)使用。已經(jīng)實現(xiàn)了這些變革，電力公司還在客戶那里使用了智能電表，可以遠程監(jiān)視使用點的用電情況。下一步是逐漸將這兩種方法合并到一個智能電網(wǎng)中——遠程控制變電站和分布式儀表網(wǎng)絡。
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