[发明专利]变电站网络优化设计方法及变电站网络系统

说明书

本发明属于电力自动化领域，公开了一种变电站网络优化设计方法及变电站网络系统，包括将变电站内双套冗余配置的继电保护装置按照双套配置的方式组网，得到第一继电保护网络和第二继电保护网络；将变电站内单套配置的继电保护装置和测控装置组网，得到自动化网络；将第一继电保护网络、第二继电保护网络和自动化网络通过隔离交换机组网，得到变电站网络；将第一继电保护网络、第二继电保护网络和自动化网络的交换机的端口配置为PVID1subgt;、/subgt;PVID2和PVID3；将隔离交换机的端口配置为PVID1和PVID3。可实现继电保护和自动化测量不同业务数据的独立传输，有效减少不同业务之间的干扰，提升网络传输效率，能够有效简化全站系统架构，提升变电站整体可靠性水平。

技术领域

本发明属于电力自动化领域，涉及一种变电站网络优化设计方法及变电站网络系统。

背景技术

智能变电站发展建设有效支撑了智能电网的快速发展，新型电力系统的发展建设对变电站提供了新的要求，监控系统各类智能分析和全站数据交互变的更为迫切，变电站网络是实现信息传输的关键和基础。智能变电站以IEC61850标准为基础，通过全站信息的统一建模实现信息的互操作，并通过统一的通信协议实现不同厂家不同设备之间的交互，而变电站通信网络则成为了全站设备和系统之间信息交互的关键所在。

IEC61850标准采用了三层两网的架构，分别设置了过程层网络和站控层网络。其中，过程层网络主要涉及SV采样网络和GOOSE开关量及跳闸控制网络，站控层网络主要是MMS通信，用来实现继电保护装置或者自动化测量装置测量数据向监控系统的传输。针对过程层网络，行业内随着智能变电站发展建设的深入，网络组网方案不断发生改变，从早期SV和GOOSE分别组网到后来SV和GOOSE共网传输，再到后来SV、GOOSE和MMS三网合一，智能变电站进行了多个组网方案的尝试和示范应用。但随着实际工程应用中发现的问题越来越多，尤其是网络异常导致继电保护装置跳闸延时或者跳闸失败等问题严重影响了电网的运行安全，因此行业内针对继电保护装置提供了保护网络采样、点对点跳闸的方案，但在实际运行工程中，考虑到网络延时导致继电保护跨间隔保护闭锁等问题，行业内又提出了“直采直跳”的方式，即继电保护装置的数据采集和控制命令输出都不经过网络传输，而是全部采用光纤直连的方式进行传输，如此减少了网络传输延时的问题，同时也去除了过程层大量交换机的应用，提高了变电站运行的可靠性水平，但这也意味着过程层网络的取消。

而对于站控层网络，无论过程层如何变化，其网络仍然保留，因为相比较过程层SV和GOOSE报文，MMS报文是典型的以太网报文，整个数据的传输都依赖网络层TCP/IP通信协议，而过程层SV和GOOSE报文则都是典型的多播报文，直接在数据链路层进行传输。此外，站控层网络中数据传输的实时性相对过程层报文低，而且传输的数据量较少，因此对其组网相对来说关注度较少，对其流量优化的考虑相对不足，具体如下：1)站控层网络架构集中单一，缺乏精细化划分。目前二次设备的MMS报文全部接入到同一网络中，不同专业设备的报文全部混合在一起，不仅增加了交换机端口的通信延时，同时也影响了传输的可靠性。2)网络报文传输缺少必要的流量规划。目前二次设备向监控系统传输的数据全部接入到一个网络中，不同业务之间存在相互干扰的情况，影响报文传输的时效性。3)站控层缺少GOOSE联闭锁报文的优化。在过程层网络存在时，二次设备之间的联闭锁信息通过GOOSE报文在过程层网络进行交互，但过程层网络取消后，二次设备之间的联闭锁信息就需要通过站控层网络传输，而现有的网络结构缺乏对GOOSE报文传输的考虑。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，现有的站控层网络架构过于单一和集中，缺乏业务的差异化考虑，二次设备的报文流量缺乏有效的优化和限制，容易导致网络传输延时增加及网络故障，不利于全站监控业务的开展的缺点，提供一种变电站网络优化设计方法及变电站网络系统，一方面简化网络结构，提升全站网络的可靠性水平，为网络的工程建设和运行维护提供便利，另一方面优化报文流量，保障各场景下报文的高效实时传输，有效支撑变电站各项业务。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：