1引言
在实现变电站无人值班的改造工程中，部分变电站是采用综合自动化系统的方式实现无人值班的。从经济、技术等方面考虑，变电站综合自动化系统都设计成为分层分布式系统，但是不同的生产厂家实现的分层分布式综合自动化系统的结构并不相同，因此各个系统的通信系统组态也并不相同。
本文主要从各个系统的通讯组态的特点出发，并对其在实际应用中的效果进行比较，从而提出比较合理的通讯系统实现模式。
2通信系统
2.1通信系统
目前应用在我局的分层分布式综合自动化系统都分为三层。第一层为监控层，包括后台机、调度主站，用于人机接口、监控;第二层为变电站层，包括智能通讯卡、通讯管理装置等设备，起着承上启下的数据通讯、转换作用；第三层为间隔层，包括采集、控制设备及继电保护装置，用于采集、发送数据及执行命令等。变电站通信系统主要是指第一层与第二层之间，第二层与第三层之间进行数据交换的系统，它由通信网络结构、通讯媒介、媒介占有方式、通讯规约等部分组成。
2.2通讯模式
随着计算机技术的发展，实现变电站分层分布式综合自动化系统的通信系统的模式各不相同，其通信网络结构、通讯媒介、媒介占有方式、通讯规约等的设计、实现方式也各不相同，现就应用在我局的三种通讯系统模式，进行一一介绍。
2.2.1第一种模式
如附图1所示，这种模式结构为第一层与第二层之间采用的是以太网结构，以tcp/ip网络协议进行数据交换，第二层与第三层之间采用的是485总线结构，以polling方式的iec870-5-103规约进行数据交换。
这种模式的特点是根据各层之间需传输的信息量的大小和开发性要求而采用不同的网络结构和传输协议，如:在第二层与第三层之间由于传输的信息量小，通讯速率要求不高的特性而采用传输速率较低且投资较小的485总线网络和iec870-5-103的通讯规约;而在第一层与第二层之间需要传输整个变电站间隔级设备采集的信息，因此采用了传输速率较高的以太网结构和tcp/ip的通讯协议。这样的设计可以即保证各个层之间的数据传输可靠性及开放性，又在一定程度上节省了投资。
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2.2.2第二种模式
如附图2所示，这种模式结构为第一层与第二层之间采用直接串口通讯，而第二层与第三层之间采用美国echelon公司推出的lonwork网络技术，且采用了csma/cd的媒介占用控制方式。
这种模式的特点是简化了第一层与第二层之间的通讯设备和方式，而将第二层与第三层之间的数据通讯视为重点，采用的是较先进的lonwork网络技术，这种技术基于完善的neuron芯片功能而开发，因此在实际应用中较为稳定。
2.2.3第三种模式
如附图3所示，这种模式机构为第一层与第二层之间，第二层与第三层之间都共用一个通讯设备即智能通讯卡，但是这并不意味着两者之间采用的通讯方式是相同的。由于智能通讯卡是插在监控主机的pc总线插槽上，并带有双口ram，所以第一层与第二层之间是直接通过监控机访问内存的方式进行数据通讯，而第二层与第三层之间是通过智能通讯卡的外设接口rs485进行数据通讯的。
这种模式的特点是在第二种模式的基础上进一步的简化了通讯系统，使得整个系统的数据交换功能都集中在智能通讯卡上，这样就要求智能通讯卡的稳定性高以及软件系统尽可能的精简。
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3应用比较
由上述可知，应用在我局的三种通讯模式从理论上来说都是可行的，但是由于三种模式的设计思想侧重点不同，导致在实际运行中出现了比较大的性能差异，现从通讯系统的两个网段（即第一层与第二层之间为通讯网一，第二层与第三层之间为通讯网二）出发，就以上三种模式在我局运行中的优缺点分别进行比较。
3.1通讯网一
通讯网一的三种模式分别是以太网、tcp/ip协议;rs232、sc1801规约;内置智能卡、访问内存方式。从此可以看出，对于需要采集或处理整个变电站的所有信息的通讯网一来说，其传输或交换的信息量大且必须保证数据的实时性，无可置疑的是需要数据传输速度较高的网络结构和传输协议，特别是整个通讯网的稳定、可靠的运行是保证数据传输的基本条件，因此采用目前较为先进的以太网结构、tcp/ip协议作为通讯网一的实现模式是可取的。（通讯网一的三种模式在实际应用中表现出的性能差异见附表1）
附表1:通讯网一性能差异表
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3.2通讯网二
通讯网二的三种模式分别为通讯管理装置、485总线网、polling方式、iec870-5-103规约（以下简称a模式）;通讯管理装置、lon网、csma/cd方式、lonwork网络规约（以下简称b模式）;智能通讯卡、485总线网、polling方式、自行开发规约（以下简称c模式）。通讯网二的数据传输特点是正常时数据量小、实时性要求不高，而事故时数据量急遽增加，实时性要求高。因此在设计或实现通讯网二时必须充分的认识到这点，但是以上三种模式在实际运行中表现出的并不都能完全满足要求。通讯网二的三种模式性能差异比较，如附表2。
附表2:通讯网二的三种模式性能比较表
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4通讯系统的改进设想
经过上述的比较分析可以得知，以上三种通讯模式在我局的实际应用中各有千秋，也各有弊端，在此笔者根据实际维护经验提出一种改进设想。如附图4所示，笔者认为分层分布式综合自动化系统的通信系统最好的模式应采用以太网和lonwork网的组合来实现，以下从三个方面来进行阐述。
数据传输:由于第一层与第二层之间需要采集或处理整个变电站的所有信息，其传输或交换的信息量大且必须保证数据的实时性。能够满足此要求的最佳选择就是以太网。而第二层与第三层之间的数据传输的重点是事故状态时大量信息量的传输却不能丢失数据，但是polling（轮循）式是一种速度慢且易发生差错的通讯机制，因此只能采用csma/cd方式（其特点是通过监听媒介的状态而主动利用媒介空闲时间上传数据）的lonwork网。
稳定性和可靠性:首先，从实际应用来看，采用双绞线实施的以太网和lonwork网是抗干扰能力最强、防雷性能最好的网络结构;其次这两种网络结构中的设备是相对独立性较强的，其中一个接点或链路退出运行不会影响整个网络的运行;还有就是这两种网络结构是目前技术最成熟、设备最先进的网络，因此能够充分保证稳定性和可靠性。
开放性:目前为止，以太网是开放性最好的一种网络结构，而lonwork网络目前的开放性不是很高，但是它是基于neuron芯片的网络技术，其本身就具备iso规定的计算机网络通信的七层规约中的六层规约功能，因此经过对第七层（应用层）的进一步开发就可以实现其开放性要求。
5结束语
本文从实际应用的角度对目前应用在我局的通讯系统模式进行了大量的分析比较，并根据实际应用的要求，提出了对通讯系统模式的改进设想，并对此改进设想进行了可行性分析。
作者简介
贺常德:男，工程师，长期从事电力系统调度自动化工作. | 
