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厚石工业交换机在智能变电站中的解决方案

日期: 2022-07-28
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根据相关规划,智能变电站将成为新建变电站的主流,迎来爆发式增长:第一阶段新建智能变电站46座,在运变电站智能化改造28座;第二阶段新建智能变电 站8000座,在运变电站智能化改造50座,特高压交流变电站改造48座;第三阶段新建智能变电站7700座,在运变电站智能化改造44座,特高压交流变电站改造60座。智能变电站建设大潮已经来临,未来还将有更多智能变电站在辽阔大地上矗立。专家认为,智能电网的建设将成为中国经济推动内需体系转型的战略机遇,将带动上下游近百个行业领域的创新发展。


智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建,能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。智能变电站与传统变电站最根本的差别在于信息网络化。其中,作为智能变电站通信系统核心设备的工业交换机,担负着各种控制信号和管理信息的传输任务。在智能变电站普遍采用合并单元进行过程层数字化采样值、数据传输依靠GOOSE报文传输一次设备状态和控制命令的背景下,工业交换机除承载传统的站级通信服务外,开始逐渐替代传统电缆,成为维系一、二次设备关联的中枢设备。这种角色和重要性的改变,对工业交换机的功能、性能和可靠性都提出了非常高的要求。如何衡量和考核工业交换机的相关指标,是电力用户比较关心的问题。


所谓工业交换机,也就是工业以太网交换机,是指其在技术上与商用以太网交换机(IEEE 802.3标准)兼容,但在材质的选用、产品的强度和适用性方面应能满足工业现场的需要,即在环境适应性、可靠性、安全性和安装使用方面满足工业现场的需要。因此,对于电力工业交换机的要求,重点是智能变电站相关功能和满足变电站环境要求的安全及可靠性。


数字化变电站网络数据的特点是突发性强、数据量大,传送实时性要求不高。GOOSE网络数据特点是数据量不大,具有突发性,传输要求可靠性高、实时性强。通过对工业交换机端采用虚拟局域网划分VLAN网络,减少广播报文的转发范围,也可以抑制网络风暴。工业交换机需支持优先级、虚拟局域网。这要求工业交换机必须带网管软件,以便用户方便设置参数。


智能变电站对工业交换机的基本需求


根据国家电网《智能变电站技术导则》的定义,智能变电站具有全站信息数字化、通信平台网络化等基本要求,而这些要求则对承载通信网络的工业以太网交换机提出了以下基本需求:1,高性能得信息传输,保证高优先级的用户数据优先传送;2,网络流量控制;3,冗余网络;4,网络工况监视和故障诊断;5,高精度网络对时协议。


 针对上述需求,厚石网络定制开发了ISC1000系列等工业通信产品,其工业交换机已经具备相关功能与之对应:


◆完全遵循IEC61850标准规约,全面兼容变电站各种智能设备;


◆采用PRP并行冗余技术,实现双路接入网络,增强网络可靠性,网络自愈时间小于20ms;


◆为测控装置各种串口信号提供接入手段,转化为标准以太网信号实现串行数据透明传送;


◆提供两种可选同步时钟方案,既可以由串口提供IRIG-B码时钟,也可由以太网接口提供IEC61588同步以太网时钟,单台对时精度达到±10ns之内;


◆通过大容量缓存、八等级优先级划分QOS保证、VLAN隔离、可控组播、链路冗余等多种机制,对GOOSE、SMV等过程层重要组播报文实现零丢包;


◆工业交换机电源一般为冗余双电源设计,直流供电模式,有效提高系统的安全可靠性。


◆介质强度和冲击电压检验,测试依据标准为IEC 60255-5或IEEE 1613,绝缘性能好


◆紧凑机身,无风扇外壳散热设计,工作温度范围-40-+85℃,满足严酷和复杂环境需求


◆通过全面的电磁兼容的测试,抗干扰能力强

厚石工业交换机在智能变电站方案的网络拓扑图

厚石网络工业交换机支持电力各协议要求及等级要求,满足IES61850-3,IEEE1613等规范要求,支持各种工业电源接入、支持高低宽温、EMC防御等级及外壳防护等级等,相应产品测试满足各行业认证要求。

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