一、智能变电站工业以太网通讯解决方案

1.1 项目介绍

数字/智能变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备在IEC61850通讯协议基础上构建的，IEC61850标准将变电站通信体系分为3层：过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。实现变电站智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。

可靠的和智能的通信网络是变电站在为大面积地区传输和配送电力时成功的关键因素。

由于变电站的特殊环境和自动化系统的要求，变电站自动化系统内的通讯网络必须具备快速的实时相应能力，极高的可靠性，优良的电磁兼容性以及很高的安全性。

本方案为解决智能变电站自动化系统监控站点多、信息量大，可能造成的信息瓶颈效应，在网络的接入层选用高性能的工业以太网交换机。

1.2 技术方案

由于电力生产的延续性和重要性，站内通讯网络的可靠性是第一位的，避免因为某个装置或交换机故障而导致站内通讯中断，因此智能变电站的站控层和过程层的设备，推荐采用符合IEC61850标准的工业以太网交换机进行组网。以本智能变电站为例，过层次网络实现三网合一，即“GOOSE”网络、SMV网络、时钟同步共网。

过层次部署支持IEC 61850的WITNET IAS3028工业以太网交换机，提供同步精度，并为合并单元，智能接口和PCL抄表系统单元提供双网、双冗余网络连接模式，过程层主干网络全部采用光纤接入方式，同样为冗余网络连接，当网络链路故障时快速自愈，提高网络的可靠性。

站控层与间隔层之间安装支持SNMP协议的WITNET IAS3028工业以太网交换机，提供纳秒级同步精确，采用双网冗余连接模式，保证网络畅通，实现实时监控。 

1.3 网络拓扑结构图

1.4 方案优势

A、采用双星型工业级冗余网络，即保障了数据传输的实时性，又保障了数据传输的可靠性。

B、采用工业级芯片、工业级电源模块、低功耗设计的工业以太网交换机保障了系统的高可靠性。

C、工业以太网交换机通过工业四级电磁兼容检测，具备良好的抗电磁干扰能力。

D、工业以太网交换机与合并单元、智能接口单元之间全部采用光纤互联，无电磁干扰，数据通信可靠。

二、设备参数及功能特点

2.1 产品特点

1、良好的设备特性&安装方式灵活，宽温、防尘、防潮设计；

工作温度：-40～85 ℃，存储温度：-45～85 ℃，工作湿度：0 ～ 95 % (无凝露)；金属外壳无风扇散热技术，IP40以上等级防护；可定制机架、导轨、壁挂安装；

2、在严酷电磁环境下可靠稳定工作；

通过工业四级电磁兼容性检测，有效防御工业干扰：高压交流电场、静电场、电弧、可控硅等；自然界干扰;雷电冲击、各种静电放电、磁暴等；

3、设备平均无故障时间超过30万小时，常年提供备品备件；

4、 快速冗余：

支持IEC62439 MRP 国际标准环网冗余协议，冗余保护时间小于20ms支持相切耦合环环网组；

支持RSTP/STP（IEEE802.1w/d）冗余协议，具有先进的回环闭锁功能，有效避免环网风暴；

5、安全优势；

1）支持VLAN（虚拟局域网）技术；

VLAN是安全交换机必不可少的功能，VLAN可以跨越一个或多个交换机，与它们的物理位置无关，设备之间好像在同一个网络间通信一样。VLAN可以在交换机上实现广播域的隔离，它可以把网络分成一个一个独立的区域，可以控制这些区域是否可以通讯。

2）流量控制功能(traffic control)；

交换机的流量控制可以预防因为广播数据包、组播数据包及因目的地址错误的单播数据包数据流量过大造成交换机带宽的异常负荷，并可提高系统的整体效能，保持网络安全稳定的运行。

3）支持端口聚合；

多个端口聚合即可以提高链路传输的带宽，又为传输链路提供了冗余保护；同时起到带宽平均分布的作用；

4）IEEE802.1x身份验证机制；

IEEE 802协议集的局域网接入控制协议，是基于端口的访问控制协议。它能够在利用IEEE 802局域网优势的基础上提供一种对连接到局域网的用户进行认证和授权的手段，达到了接受合法用户接入，拒绝非授权用户的访问，保护网络安全的目的。

5）Qos机制；

博维亚讯工业以太网交换机采用了IEEE802.p QoS CoS/TOS/DSCP优先级策略，保障了数据关键数据的实时可靠传输。

6）支持广播风暴抑制、IGMP-Snooping组播协议，提高网络传输效率

7）系统日志；

交换机的日志功能可以将系统错误、系统配置、状态变化、状态定期报告等信息传送给日志服务器，网管人员依据这些信息掌握设备的运行状况，及早发现问题，及时进行配置设定和排障，保障网络安全稳定地运行。

8）统一网管；

除了提供WEB等访问外，还支持CLI、TELNET、SNMP V1/V2、OPC等多种网管方式；

    9）电源输入等级灵活配置选择，双电源冗余功能；