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泸定智能变电站过程层网络的优化 张文璟 （上海市电力公司检修公司，上海市 200063） 摘要：泸定变电站是按照IEC61850标准设计的智能变电站，智能变电站过程层网络的实时性、可靠性要求高，本文旨在分析智能变电站过程层网络的发布/订阅通信模型以及OSI模型第二层交换技术的特点，从网络拓扑结构、虚拟局域网划分以及动态组播过滤技术对泸定变电站过程层网络进行优化，以完善和提高泸定变电站过程层网络的功能和性能。 关键字：过程层网络；网络拓扑结构；虚拟局域网；动态组播过滤 The optimization of process-level network in Luding Intelligent Substation ZHANG Wenjing （Shanghai Electric Power?Maintenance Company,Shanghai,200063） A’s feature of P/S model and switching technology in OSI layer-2, and optimizes the process-level network in terms of network topology, VLAN and dynamical multicast filtering technology，in order to enrich and improve its function and performance. Key words：process-level network；network topology；VLAN；dynamical multicast filtering 引言 智能变电站按照IEC61850标准，将变电站分成三层，即站控层、间隔层、过程层。站控层与间隔层之间称为站控层网络，过程层与间隔层之间称为过程层网络，泸定智能变电站也是这样一个典型的“三层两网”结构。站控层设备主要包括自动化后台、一体化平台、远动工作站、GPS等；间隔层设备主要包括保护装置、测控装置、故障录波、电度表等设备；过程层设备主要包括合并单元、智能终端等设备。站控层网络通过MMS报文实现站控层设备和间隔层设备之间的通信；过程层网络通过GOOSE报文和SV报文实现过程层和间隔层设备时间的通信。 对于智能变电站，过程层网络的实时性和可靠性要求高，IEC61850提出的初衷是实现设备之间的信息共享和互操作性。根据国网公司441文件《智能变电站继电保护技术规范》规定保护应采用直采直跳传输方式，而继电保护之间的联闭锁信息、失灵启动等信息采用网络传输方式[1]。过程层网络将决定智能变电站的运行可靠性。本文旨在从泸定智能变电站过程层网络的拓扑结构、静态VLAN划分以及动态组播报文过滤等方面阐述过程层网络的优化。 网络拓扑结构 网络拓扑定义了各种网络设备、智能电子设备（IED）以及其他设备的连接方式，网络拓扑描述了线缆和网络中各种设备的布局以及数据传输时所采用的路径[2]，网络拓扑的合理性在很大程度上影响智能变电站过程层网络如何工作和网络性能。网络拓扑指的是物理结构上各种设备和传输介质的布局，通常有点对点、总线形、星形、环形等拓扑结构。 点对点拓扑结构 点对点结构是一种最为简单而且可靠的网络拓扑结构，这种结构不依赖交换机、路由器等其他网络设备，直接通过光纤或者双绞线将变电站内各节点连接起来。接线简单，单一节点的故障对整个过程层网络的影响面最小，最小限度影响变电站内一次主设备的正常运行。点对点结构需要大量的光纤，IED设备要考虑设计较多的通信接口，需要提高成本。在这种结构下，站内各IED设备仍旧是信息孤岛，无法实现IEC61850所提出的信息共享化和互操作性。但由于不采用网络设备，IED设备之间的通信延时固定，且保护不依赖于外部同步时钟源，这将解决智能变电站采样值同步问题的关键难点。此外省去网络设备环节，将可以不考虑网络设备的稳定性和可靠性问题，避免在网络设备无法正常工作的情况下，造成站内一次主设备大面积失去保护功能。如图1所示为点对点拓扑结构： 图1 点对点拓扑结构 泸定站保护采用直采直跳传输方式。下图为泸定站110kV一母母线PT合并单元A（MM1101A）的数据传输示意图，除了测控装置和网络报文分析仪用的SV报文通过交换机以组网方式传输之外，级联给其他合并单元或者相关保护装置用的SV报文通过点对点光纤方式传输。 图2 泸定站110kV一母母线PT合并单元A的数据传输示意图 总线形拓扑结构 总线形拓扑结构是将各节点和一根总线相连。网络中所有节点都通过总线进行信息传输，任何一个节点的数据都可以沿着总线向两个方向传输，并被总线中任何一个节点接收，采用CSMA/CD（载波侦听多路访问