工業(yè)以太網(wǎng)在變電站綜合自動化系統(tǒng)的應用
加入技術交流群
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樞紐變電站自動化通信網(wǎng)絡。
現(xiàn)場總線網(wǎng)絡與早期的異步串行網(wǎng)絡相比具有抗干擾性強、效率高等優(yōu)點，現(xiàn)場總線網(wǎng)絡的出現(xiàn)極大地推動了我國變電站自動化的發(fā)展，但也存在著自身無法克服的弊端。
由于帶寬有限，而且采用帶寬共享機制，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)點數(shù)的增長迅速下降，不能滿足大型變電站綜合自動化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的要求；由于強調(diào)專用性而犧牲了通用性，長期缺乏統(tǒng)一的國際標準，許多網(wǎng)絡設備和軟件需專門設計，產(chǎn)品更新?lián)Q代困難，不能滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)標準化的要求；總線型拓撲結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡的任一點故障時均可能導致整個系統(tǒng)崩潰，且難以診斷故障點。
5工業(yè)以太網(wǎng)在變電站綜合自動化系統(tǒng)的應用
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)的計算機互連而不需額外的硬件設備，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)庫管理系統(tǒng)實現(xiàn)無縫連接，并且特別適合遠程控制，配合電話交換網(wǎng)和GSM、無線電話網(wǎng)實現(xiàn)遠程數(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)絡上的沖突域不復存在（全雙工通信），或碰撞機率大大降低（半雙工），因此通信確定性和實時性大大提高；工業(yè)以太網(wǎng)針對惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境來設計（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)絡不能穩(wěn)定工作的問題，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)訪問方式，物理層和鏈路層遵循IEEE802.3協(xié)議，應用層采用刪IP協(xié)議，傳輸速率可以達到10Mb／s，而快速以太網(wǎng)傳輸速率可以達到100Mb／s，可容納個節(jié)點，距離可達2.5km。工業(yè)以太網(wǎng)總線正因為有諸多的優(yōu)點，在國內(nèi)外逐步得到了迅速的普及。變電站自動化系統(tǒng)選用工業(yè)以太網(wǎng)代表了變電站自動化網(wǎng)絡技術發(fā)展的最新方向。
大型樞紐變電站，特別是220kV以上電壓等級變電站節(jié)點數(shù)目多，站內(nèi)分布成百上千個，數(shù)據(jù)信息流大，‘對速率指標要求高（要求速率130kb／s），LonWorks網(wǎng)絡的實時性、寬帶和時間同步指標已力不從心，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。
工業(yè)以太網(wǎng)應用于變電站內(nèi)部的通信網(wǎng)絡一般有2種應用模式：
每個智能電子設備IEDs都配置一嵌入式以太網(wǎng)接I：1，將該設備作為一個以太網(wǎng)節(jié)點直接連到以太網(wǎng)上，如圖2所示。
幾個不具備以太網(wǎng)接口的IEDS通過／485或現(xiàn)場總線等方式連在一起，然后通過一具有嵌入式以太網(wǎng)接口的通信控制器，將其作為一個以太網(wǎng)節(jié)點連到以太網(wǎng)上，如圖3所示。
這兩種應用模式都必須設計嵌入式以太網(wǎng)接口，本質(zhì)上沒有多大差別。但從變電站自動化系統(tǒng)的電壓等級、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，即使一個網(wǎng)出現(xiàn)故障也不會影響整個變電站自動化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。然而，目前嵌入式以太網(wǎng)每個節(jié)點的成本還較高，對中低壓變電站自動化系統(tǒng)而言，若采用應用模式1，則設計成冗余的雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)成本過高；若采用應用模式2，可以減少網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)，降低成本。
目前，變電站中有很多IEDs（比如完成電度量計量和直流監(jiān)視等功能的IEDs）的對外通信接：1只有RS485或現(xiàn)場總線接口，沒有嵌入式以太網(wǎng)接口，因此就無法直接連接到以太網(wǎng)上。在這上，水利部建設與管理司印發(fā)了（2006年水利建設與管理工作要點>。在該工作要點中提到了“2006年水利建設與管理工作，要加強基礎工作和能力建設，基本完成……水利建設項目代建制、建設同體問題等基礎理論研究工作?！边@表明，政府認同了以政府委托代建的模式是符合我國水利工程建設項目管理基本國情的。結(jié)合水利工程建設自身的特點及水利工程實施代建制基礎和條件的分析，盡管“代建制”尚處于初級階段，但有理由相信，隨著我國經(jīng)濟體制改革繼續(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價體系逐步建立和完善，工程項目管理和工程總承包將日益成為我國工程管理的主要模式。
參考文獻
1黃霆，申立銀，趙振字，任志浩．我國政府投資項目管理的現(xiàn)狀分析[J]．建筑經(jīng)濟，2005，1：16—
21．
2一鳴．解讀代建制[J]．投資北京，2004，創(chuàng)刊：2O．
3錢寅泉，汪寶國，黃金枝，等．代建制項目管理模式初探[J]．技術經(jīng)濟與管理研究，2002，（2）：28—
30．
4陳應春．代建制源起及其特殊文件框架設計的法律思考[J]．建筑經(jīng)濟，2004，（11）：17—19．
5張華平．代建制：改革政府投資項目的管理[J]．城市管理，2004，（1）：48—51．
6胡昱，嚴競?。顿Y項目管理的新模式一代建制[J]．北京建筑工程學院學報，2003，（9）：87-89．
評論