基于』EC61850的智能变电站光信息网络设计

作者： 黄巍 窦增 杨光

来源：《科技创新导报》 2013年第6期

基于IEC61850的智能变电站光信息网络设计

黄巍1 窦増2 杨光1

（1.吉林省电力有限公司长春供电公司 吉林长春 130021；2.吉林省电力有限公司信息通信公司 吉林长春 130021）

摘?要：为了适应智能变电站的要求，该文设计了一种基于IEC61850协议的智能变电站信息网络，整个系统全部采用光纤作为传输介质。文中分析了系统的组成原理，最后详细介绍了系统的硬件和软件设计。

关键词：智能电网 IEC61850协议 信息网络 光纤

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）02（c）-00-02

Optical Network Design for Intelligent Substation Based on IEC61850

HUANG Wei1 DOU Zeng2 YANG Guang1

（1.Changchun Power Supply Company，Jilin 130021，China；

2.Jilin Electric Power Limited Information Communication Company，Jilin 130021，China）

Abstract：In order to meet the requirements of intelligent substation，the paper design a network for intelligent substation based on IEC61850 protocol，and entire system using optical fiber as the transmission medium.This paper analyzes the system’s principle，and analyzes the system’s hardware and software design in detail.

Key Words：intelligent substation IEC61850 protocol network optical fiber

IEC61850是国际电工组织为新一代智能变电站编写的通信与接口协议[1-2]。该标准根据电力系统特点，制定了满足信息通信要求的基本协议；采用抽象通信服务接口、特定通信服务映射，以适应网络化发展。IEC61850标准为电力系统自动化产品实现即插即用奠定了基础，使变电站信息网络标准化成为可能[3-4]。

但目前变电站内信息网络大部分采用电缆作为通信介质，其稳定性差，易受干扰。因此该文提出了一种全部采用光纤通信的信息网络设计方案。此信息网络依照IEC61850标准建设，使各种智能设备即插即用，维护简单，同时具有抗干扰能力强和传输距离远的优点[5]。

1 智能变电站光信息网络设计

1.1 智能变电站系统介绍

智能变电站包括系统控制总机、检测装置、保护装置、同步装置等。这些装置之间需要互相通信，因此建立一个实时性好的信息网络十分必要。随着光纤技术和以太网技术的成熟，借助于变电站原有通信资源和以太网成功地对信息网络进行了改造，建成了全光纤信息网络。系统示意图如图1所示。

1.2 光信息网络硬件设计

变电站中，如检测装置等设备的输出信号需要传输至多路控制与保护单元，而很多报警装置则只需要与控制主机连接，因此根据变电站内不同设备的特点，将信息网络分为两种模式：点对点通信和以太网通信。

点对点的光通信采用光纤发送器与光纤接收器作为核心器件，在此采用HFBR1414与

HFBR2412，其通信频率最高为5?MHz，传送距离可达到2.7?km，波长为820?nm。其光通信的原理图如图2所示。

点对点信息网络由于其硬件的限制，无法实现大规模组网，因此光纤以太网信息网络引起了人们越来越多的重视，是智能变电站信息网络的发展方向。该文各种检测设备均采用DSP等数字处理器，通过光纤发送器/接收器实现以太网通讯。具体接口电路如图3所示。此外，光纤以太网在施工中需要注意光纤的弯曲半径，以防止对光路的损伤。同时需要根据通信距离的大小，实时调节光纤发射器的发光强度，以免因光强过弱导致误差甚至无法接收。

1.3 光信息网络通信协议

光信息网络依据IEC61850标准采用GB／T15629.3 帧格式。以太网默认为0x88BA，以太网类型协议数据单元PDU应用标识APPID默认为0x4000。

GB/T15629.3帧格式的示意图如图4所示。

2 结语

针对变电站电磁干扰强、通信距离长的特点，提出了全光纤信息网络的设计方案，系统按照IEC61850协议进行搭建，可实现点对点、以太网多种通信模式，具有抗干扰能力强和传输距离远的优点，是智能变电站信息网络的发展方向。

参考文献

[1]廖泽友，郭赟，杨恢宏．数字化变电站采样值传输规约的综述与对比分析[J]．电力系统保护与控制，2010，38(4）：113-115．

[2]窦晓波，吴在军，胡敏强，等．IEC61850 标准下合并单元的信息模型与映射实现[J]．电网技术，2006，30(2）：80-86．

[3]鄢志平，聂一雄，邓忠华．基于IEC61850 的合并单元与二次设备通信研究[J]．高压电器，2009，45(2）：27-30．

[4]胡春江．基于IEC61850-9-2标准的电子式互感器方案研究[D]．西南交通大学电气工程学院，2009．

[5]钟天成．基于IEC61850的电子式互感器的研究与实现[D]．东南大学电气工程学院，2010．