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1．網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)的選擇

1.1利用通信控制器實現(xiàn)變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信

變電站綜合自動化系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)對整個自動化系統(tǒng)的安全、快速、可靠性運行有著重要作用。網(wǎng)絡(luò)通信不僅能夠有效提升變電站的運行效率，而且也體現(xiàn)了一個變電站的自動化發(fā)展水平。利用通信控制器實現(xiàn)變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信在變電站綜合自動化系統(tǒng)中根據(jù)其邏輯結(jié)構(gòu)可將其分為：過程層、間隔層、通信控制層和站控層四個層次；其中，通信控制層和站控層采用的是高度網(wǎng)絡(luò)通信；過程層和間隔層之間的通信采用的是現(xiàn)場總線通信?；谠摲N通信方式在變電站應(yīng)用過程中通信實時性強，并且建立通信系統(tǒng)成本較低，所以長期以來都深受變電站青睞，直至今天，仍舊有一些低壓變電站和220KV以上的高壓變電站在使用。當(dāng)然，該種通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的通信方式缺點也是存在的。主要體現(xiàn)在：間隔層設(shè)備數(shù)量及種類多，通信控制器難以承載過多設(shè)備的控制任務(wù)，使得通信效率下降，相應(yīng)地通信故障問題也較多。通信控制器出現(xiàn)故障會造成整個變電站的信息難以控制，導(dǎo)致整個變電站綜合自動化系統(tǒng)功能性失穩(wěn)，可靠性大打折扣。即使一些試圖采用雙通信控制器解決該問題，但收效甚微，難以從根本上解決此類問題。

1.2利用間隔層設(shè)備直接上網(wǎng)實現(xiàn)變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信

利用間隔層直接上網(wǎng)實現(xiàn)變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信是當(dāng)前變電站綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展趨勢。該種通信方式中變電站自動化系統(tǒng)從邏輯結(jié)構(gòu)劃分可分為：過程層、間隔層和站控層三個層次。由于該種通信方式?jīng)]有通信控制層，所以也減少了通信過程中的通信冗余問題，相應(yīng)地通信效率較高，通信故障率下降。在變電站內(nèi)，對于沒有網(wǎng)絡(luò)接口的間隔層設(shè)備，如保護裝置、智能電度表等，可采用現(xiàn)場總線的方式進行連接；然后通過嵌入式以太網(wǎng)接口的通信管理單元將其作為一個間隔層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點同以太網(wǎng)連接。該種通信結(jié)構(gòu)通信故障率低，通信實時性強，在高壓變電站中應(yīng)用最為廣泛?，F(xiàn)階段，隨著直接上網(wǎng)裝置的技術(shù)更新，間隔層設(shè)備直接上網(wǎng)將成為變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展的主要方向。

2.變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸協(xié)議選擇

變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸協(xié)議可供選擇的主要有兩種：即TCP傳輸協(xié)議和UDP傳輸協(xié)議；該兩種傳輸協(xié)議都是OSI傳輸層協(xié)議，都是基于IP協(xié)議所開發(fā)。該兩種傳輸協(xié)議是當(dāng)前變電站或其他領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的以太網(wǎng)傳輸協(xié)議。

2.1TCP協(xié)議

TCP協(xié)議主要為應(yīng)用程序提供連接定向，保證網(wǎng)絡(luò)可靠性性通信。在通信過程中，通信發(fā)起方需要同通信接受方建立通信連接。TCP從應(yīng)用層接受數(shù)據(jù)，并按照特定格式將數(shù)據(jù)打包為數(shù)據(jù)包，同時將其中一個帶序列號的報頭加入數(shù)據(jù)包之后提交給IP，IP將數(shù)據(jù)包發(fā)送到主機。在IP發(fā)送數(shù)據(jù)包過程中，發(fā)送方的TCP會備份數(shù)據(jù)包，如果數(shù)據(jù)包在發(fā)送時接收方未接受成功，數(shù)據(jù)包將會重新被發(fā)送；不過需要提出的是，數(shù)據(jù)包在重發(fā)的過程中會加重發(fā)送主機和網(wǎng)絡(luò)運行負擔(dān)。通常而言，在計算機操作系統(tǒng)中TCP默認的重發(fā)次數(shù)為五次，默認等待ck起始時間為ls。TCP通信只支持單播模式，并且信息目標(biāo)地址為一個，網(wǎng)絡(luò)上除了目的地址外的其他節(jié)點都無法接收源節(jié)點所發(fā)送信息。雖然TCP網(wǎng)絡(luò)通信支持變電站內(nèi)數(shù)據(jù)可靠性傳送，但是變電站內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)通信中的絕大部分數(shù)據(jù)則不需要可靠性傳送。比如全遙信、全遙測等，都是通過變化遙信和遙測實時刷新數(shù)據(jù)；如果變電站內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)通信全部采用可靠性傳送的方式將難以達到變電站數(shù)據(jù)實時性傳輸?shù)囊?。所以，對于變電站?nèi)的數(shù)據(jù)傳輸問題，應(yīng)根據(jù)站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信的實際運行情況，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層不同選擇一般性傳送或可靠性傳送。這樣一來，不僅能夠保證變電站數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕脖ＷC了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。

2.2UDP協(xié)議

UDP協(xié)議的主要作用為應(yīng)用程序提供無連接，滿足通信需求。但UDP在網(wǎng)絡(luò)通信中只負責(zé)數(shù)據(jù)發(fā)送，而無法保證數(shù)據(jù)包是否能夠發(fā)送。數(shù)據(jù)包的可靠發(fā)送一般由應(yīng)用程序來擔(dān)負；基于UDP在網(wǎng)絡(luò)通信時不需要事先建立握手聯(lián)系，并且其廣播可選形式較多，所以在數(shù)據(jù)傳輸效率方面優(yōu)勢比較明顯。針對UDP運行過程中可能會產(chǎn)生的廣播風(fēng)暴，可采用三層交換機設(shè)置數(shù)據(jù)廣播子網(wǎng)的方式來解決。

作者：王赫鳴 朱勝強 張貽俊 于子涵 單位：山東省黃金電力公司