在某种程度上,变电站就像由栅栏围起来的微型电网。电网的所有组成都在这里——除了发电机和用户之外,包括导体、开关、断路器、稳压器和功率因数控制,有大量的传感器。直到最近,这些器件的所有连线都是点对点的连接至枢纽。枢纽会连接至控制大楼,把所有的信息都编码到专用微波链路或者T1线路上。业界为这种自动化找到了很好的首字母缩写:监视控制和数据采集(supervisory control and data acquisition (SCADA))。把所有的设备都置于一个地方,因此,变电站很容易将所有设备纳入到一个测量和控制网络中( 图2 )。
图2.变电站发展到使用网络进行设备互联。
原理上,设计人员可以通过一个工业级以太网把变电站中的所有传感器、致动器和智能设备连接起来。然后,本地或者远程服务器会不断评估变电站的状态,相应的调整控制。但是,当您需要快速做出某些响应,要求设备供应商之间避免出现兼容性问题时,在原理上就非常复杂。为解决这些问题,业界开发了IEC 61850:电力公司网络标准。
当然,标准为互操作性建立了基础,为局域网(LAN)设定了协议堆栈。它还为传送实时数据采样等关键操作以及获得电路断路器的安全关键命令设置了响应时间要求。这些要求应为IEC 61850兼容网络留有足够的空间,完成变电站的数据记录、开关和保护功能。但是,只有这些还不够。