vlan技术在智能变电站管理中应用

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1、VLAN技术在智能变电站管理中应用　　【摘要】文章根据智能变电站的特点，提出智能变电站层网络结构中采用VLAN技术的划分方案。利用VLAN（虚拟局域网）技术将变电站设备划分为几个虚拟局域网，通过以太网交换机使其在同一网络上实现不同网段的通信，有效地解决智能变电站中网络通信问题，最大限度提高系统数据传输效率和资源利用率。同时给出了基于工业以太网交换机进行VLAN的实际管理配置例子。【关键词】智能变电站；VLAN；数据流一、智能变电站网络结构智能化变电站是构建智能电网的重要组成部分之一。随着电网的不断发展，变电

2、站作为输配电系统的信息源和执行终端，接受的信息量和实现的控制功能越来越多，对于数字化、信息化的要求越来越迫切，智能化变电站成为未来变电站发展的方向。5依据国家电网公司颁布的《110（66）kV～220kV智能变电站设计规范》，智能变电站网络可从逻辑上分为“两网”，即站控层网络和过程层网络。其中，站控层网络连接了站控层设备与间隔层设备，主要是传输站控层内部、间隔层内部、以及站控层与间隔层之间的数据信息，内容以MMS报文为主。过程层网络连接过程层设备与间隔层设备，主要是传输过程层内部、间隔层内部以及过程层与间隔

3、层之间的数据信息，内容以GOOSE和SV报文为主。由此三层两网结构数据流如下：而且近年来基于IEC61850标准的智能变电站建设越来越多，多数的智能变电站配置站控层、间隔层和过程层3层结构。随着对IEC61850标准研究和应用的深入以及国内各厂商基于IEC61850标准产品的丰富，特别是智能一次设备中更多的整合二次设备的功能，而且越来月来的变电站利用先进的以太网交换机信息传播技术，使智能变电站配置上采用VLAN组网技术技术上提供了可行性。二、虚拟局域网智能化变电站过程层网络信息数据总量十分可观，但大部份信息

4、数据不需要横向流通，在过程层网络中采用VLAN组网技术，为100M以太网交换机在智能化变电站组网中的应用奠定了理论基础，既降低了组网成本，又满足了网络安全、可靠性。2.1虚拟局域网VLAN（VirtualLocalAreaNetwor）技术是通过将局域网内的设备逻辑地划分成不同网段，从而实现组建虚拟工作组的技术，达到减少碰撞和广播风暴、增强网络安全性，并为802.1D协议的实现奠定了技术基础，提供了实现手段。52.2VLAN划分的几种模式基于端口的VLAN、基于MAC地址的VLAN、基于路由的VLAN、基于

5、策略的VLAN。基于端口的VLAN划分模式是最简单、有效的方法，在智能化变电站网络中得到了充分有效的应用。基于端口的VLAN模式是从逻辑上把交换机按照端口划分成不同的虚拟局域网络，使其在所需用的局域网络上流通。2.3支持IEEE802.1qVLAN协议。根据变电站自动化系统中的设备对实时性要求的高低不同，将其分组到不同的虚拟局域网（VLAN），可进一步改善系统安全性和带宽利用效率，从而进一步保证系统的实时性。三、智能变电站过程层网络VLAN划分3.1智能变电站VLAN网络划分方案根据智能变电站的网络特点，为

6、了限制过程层网络流量、增加系统灵活性、提高系统的可靠性，智能变电站的过程层网络进行VLAN划分很有必要。但目前并没有成熟的VLAN划分方案应用于智能变电站，因此本文设计根据数据流的逻辑关系划分VLAN划分方案，具体如下所述。1、根据合并单元、智能终端、保护和测控的逻辑关系。2、线路间隔之间的逻辑关系（联闭锁、失灵启动）3、线路间隔与母线和主变的的逻辑关系4、VLAN划分应满足远期扩容的需求3.2划分实例5先将智能变电站网络按照电压等级划分成500、330，220、110、35kV等若干个区域。各个电压等级的

7、测控，电压合并单元，故障录波，断路器测控，断路器合并单元和主变各个电压等级合并单元，网络分析仪，测控，主变录波都分别划成一个VLAN。另外需要1个实现跨间隔通信和跨层通信的VLAN；最后需要1个进行变电站层内部通信的VLAN，由于通信网络系统默认的VLAN是VLAN_1，它包含整个网络的所有设备，另外根据交换机端口要求，Trunk端口加入的VLAN不能是VLAN_1。所以划分VLAN从VLAN_1以后开始。四、基于工业以太网交换机实现4.1设置VLAN组如图3所示。交换机有几个VLAN就有几条VLAN设置，

8、其中VID为VLAN标识。4.2TXtag考虑到由于跨交换机通信时，会有多个VLAN的报文经过交换机的同一端口进行发送和接收，必须使交换机具有判断所接受的数据属于哪个VLAN的能力，所以需要将与中央交换机端口相连接的间隔交换机端口类型设置为Trunk（发送）tagged，传送时保存VLAN信息，中央交换机相应的Trunk（接收）tagged端口判断接收到的数据属于哪个VLAN，然后再根据相应设置转发到相应的端口上