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【摘要】自變電站自動化技術在我國開始應用以來，不論是在低壓電力系統中，還是在當前的高壓及超高壓的電力系統中，都得到了極其廣泛的應用。而隨著科學技術的不斷進步以及變電站自動化技術的不斷革新，對當前站內的網絡通信也有了更高要求。本文就主要針對當前變電站自動化系統內部網絡通信中存在的一些問題，對其中的網絡通信技術展開了系統的研究。

【關鍵詞】變電站自動化；網絡通信技術；以太網；研究

引言

隨著電力系統的快速發展，當前在我國的變電站中都已經普遍應用自動化技術，一些在建的變電站也都趨向于智能化的方向建設，待其建成之后將具備更高的自動化程度，而對于已建成的老舊變電站，也正在逐步進行智能化的改造。對于變電站而言，其內部的網絡通信能力就是其智能化程度的最佳體現。因此，對其內部的網絡通信技術進行研究，并及時解決其中存在的問題對于我國變電站自動化系統的智能化發展具有十分重要的現實意義。

1變電站自動化系統內部網絡通信技術的發展現狀

變電站自動化技術自被引入我國開始，就得到了極快的發展。當前不論是新建的變電站，還是老舊的變電站，都在采用這種新型技術。較之常規的變電站，這種新型的自動化系統最顯著的特點就是其擁有極強的站內通信能力。自90年代初期這種技術開始被應用之后，在變電站內相繼出現了多種通信方案。最初，變電站內都是使用RS485總線，通過主從的通信方式，將保護設備進行連接，其從本質上而言就是串行點對點的通信，雖然在方式上較為簡便，但是卻有很多技術缺陷。隨后隨著多種現場總線技術的不斷被引進，這些技術憑借其簡單易用、可有效抗干擾以及組網十分便利等優點，很快就在電力系統中普及開來，并被用于組件變電站內部的通信網絡。當前使用較多的總線通常為LonWorks以及CAN。經實踐證明，雖然將現場總線用于通信網中具備了較好的實踐效果，但是隨著變電站逐步向高壓以及超高壓大型變電站發展，這種技術就開始顯現出其局限性，如并不能適用于高壓如220kV、330kV以及超高壓如500kV變電站中的具體要求。此時，在計算機技術以及其他高新技術的不斷推動下，一種新型的嵌入式技術開始出現在工業控制領域中，并為變電站自動化系統內部通信網絡帶來了新的選擇，即使用嵌入式技術。通過這種技術的應用，在站內在單片機系統上就能實現以太網通信。這種技術已經出現就已得到了業內的廣泛認可，并被諸多大公司運用到了實際工作中。同時，據相關研究標明，嵌入式的以太網也將會是變電站系統內部通信的必然方向。

2TCP協議在變電站自動化系統中的應用

2.1TCP工作方式的簡單介紹

2.1.1建立TCP連接的方式

為TCP建立連接時，通常要是用三次握手的方式，其過程主要如下：首先第一次握手時的報文段要經由碼元字段SYN比特置1來識別。在第二次握手時要將碼元字段的SYN以及ACK比特都置1，表明這是已對第一個報文段進行確認，并繼續進行下一步的握手操作。而最后一個報文段其實就只對信息的確認，并通知目的機主連接已經建成，并且雙方均同意。一般情況下處于不同機器上的TCP其狀態也將不同，當一種等待握手時，另一種則主動進行連接。并且連接可以被任一一方主動發起，只要建立起連接，就可以在雙方之間形成信息的雙向流通，在這種連接之中不存在主從關系。

2.1.2關閉TCP連接的方式

不同于TCP的連接，當要關閉TCP時，所采取的握手方式有所不同，主要表現在收到FIN報文段之后的動作。此時的TCP并不是立即就開始發送第二個保溫，而是經發送確認信息待通知相關應用程序向其提出關閉請求。這一發出請求并得到反饋的過程需要消耗一些實踐，而確認的發送就是為了有效避免重復之前發送的FIN報文段。最后，程序內就提示TCP可以徹底將連接關閉，并繼續第二個FIN報文段的發送，而發起關閉的機器回送最后一個報文段，也就是確認報文段ACK。當某一方向上的連接關閉后，TCP就會終止此方向上的數據傳輸，但是此時對于反方向而言，發送方還可以繼續數據的發送工作，直至發送方關閉連接。但是即使連接關閉之后，確認信息還會繼續被反饋，直至雙方的TCP都被關閉后，相關記錄也將被刪除。

2.1.3TCP連接復位

通常情況下，當應用程序要經過關閉操作來實現對某一連接的結束工作，當情況異常要中斷連接時，TCP的復位措施就起到了作用。復位時發起端發出報文段后，另一端立即退出連接，而TCP應通知應用程序此時的復位操作。復位時的退出是即時的，復位時連接雙方在進行傳輸時的相關資源都會被立即釋放。

2.2TCP在變電站自動化系統中的應用

鑒于TCP在連接方式上的不同特征，在使用TCP軟件系統時所采用的模式一般為客戶端———服務器。此時客戶端就作為所建立起的對等通訊的發起者，同時也是其關閉時的發起者，而服務器則負責接收這些通信請求。一般而言，由于客戶端只需要具備支持發起連接、傳輸數據以及斷開連接等功能的特性，因此其軟件構成通常都比較簡單。并且由于在變電站中其自動化系統始終都處于連接狀態，因此往往都為永久性連接。而對于服務器而言，由于其要經常處理較多連接，任務也較為繁重，因此在軟件結構上就較為復雜。TCP協議的服務器多數情況下都會選擇并發的并且面向連接服務器。在進行通訊協議時，自動化系統中的全部電子設備全部都要兼具客戶端與服務。當這些智能電子設備被應用至系統中之后，其顳部的服務器應當首先開始運行，以保障設備可以及時準確接收到連接的請求，并保障連接的順利建立。之后客戶端才會被啟動，并與其他有通訊需求的設備進行連接。在正常運行過程中，系統內部的通信連接會始終保持，并實現通信連接兩端的設備的全雙工通訊。

3快速以太網在變電站自動化系統中的應用

當將快速以太網應用至變電站的自動化系統中之后，其大帶寬就可以有效保障站內的網絡在不分層布置的情況下依然可以實現對信息的快速傳輸。當LonWorks以最大負荷網速運行且網絡絕對通常時，可計算出100兆帶寬的快速以太網上的通訊節點數約有470個。而當使用交換式集線器時，系統網絡還能具備更大的帶寬，從而其內部的節點數量也將會更多。因此可以說，快速以太網的應用，使網絡間隔層以及設備層內的裝置與主干網之間的直連成為了可能。當帶寬在100M時就可以充分滿足系統的通訊效率，從而使網絡的結構變得更加簡單。當帶寬被增大時，網絡的成本也能得到節約。此時，由于減少了通訊過程中的中間環節，就會使得通訊中的延遲大大減少，從而最終使網絡的可靠性被進一步提升。

4結束語

本研究主要對以太網在變電站自動化通信系統網絡中的應用進行了相應的介紹，并對其具體應用做出了系統的分析。隨著計算機技術的快速發展，技術革新速度的不斷提升，通訊網絡正向著高速率低成本的方向快速發展。當前的電力行業也應當準確把握科技動向，并緊跟時展潮流，不斷推進各種新型技術在變電站自動化系統中的應用，不斷推進變電站的自動化與智能化，為社會與國家經濟的發展提供更多助力。

參考文獻

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作者：丁暉 朱寧 任寅平 單位：國網安徽省電力公司銅陵供電公司