北极星智能电网在线讯:11月18日，从国网湖北省电力有限公司获悉，由该公司牵头研发的“中国芯”确定性网络交换机在湖北随州广水北环110千伏变电站成功投运，这是国内首台适用于电力行业信息传输的确定性网络交换机。
变电站是电力传输的枢纽，先进的网络通信技术是保证变电站可靠控制和稳定运行的重要手段。依托国家电网公司指南项目“确定性网络通信与变电自动化融合关键技术研究与应用”，自2022年起，国网湖北电力聚焦智能变电站网络通信的特点和短板，将确定性网络技术引入电网应用，成功研制出国内首台嵌入“中国芯”的确定性网络交换机，通过试点应用，创新了智能变电站高效通信的新路径。
据了解，网络交换机好比是“数据中心管家”，能将发送者的数据处理后传输到接收者，实现了多个设备无需光纤互连即可完成数据交换的目的，但在网络堵塞时会发生数据传输不畅等现象。而确定性网络具有大带宽、低延时、高稳定性等特点，基于确定性网络的交换机可以解决数据传输不畅等问题，对数据传输效率有极高要求的能源、工业、车联网等行业有重要应用价值。
“传统的网络交换机对于变电站保护装置的数据传输是一种‘尽力而为’的模式，对时间不敏感，遇到网络通道堵塞数据传输不出去时，会等到网络恢复后重新发起传输，不能兼顾到传输的及时性。”国网湖北电科院能源互联网技术中心主任工程师王晋介绍，确定性网络交换机能根据数据的重要程度对数据进行优先级排序，遇到传输通道拥堵时，它会为重要数据开“绿灯”，让重要数据快速可靠传输，确保变电站保护装置正常动作。
确定性网络交换机的研制，最关键的是基于“时间敏感网络”功能的时间敏感芯片。目前，市面上的确定性网络交换机都是应用国外芯片，其技术延续性、安全性得不到保证。为解决技术“卡脖子”问题，国网湖北电力联合科研院校和科技企业进行技术攻关，将时间敏感网络技术融入国产芯片，成功研制出嵌入“中国芯”的确定性网络交换机，实现了变电站网络安全可靠和自主可控。
11月9日，湖北随州广水，世界首个县域级100%新能源新型电力系统中的北环智能变电站迎来了确定性网络交换机的首试。针对该变电站某条出线的保护装置通信功能，国网湖北电力在保有原先通讯设备的基础上，对交换机和相关信号传输设备进行了并行改造。
为了验证确定性网络交换机的实际效果，国网湖北电力还模拟了通信通道堵塞场景，做了网络专项功能测试。
“我们在确定性网络传输通道上注入了100%干扰信号后，变电站数据采集、跳闸等一切信号传输正常，没有延迟现象。而传统网络交换机遇到这种情况，数据传输将严重受阻。”王晋说，基于确定性网络交换机，他们还比对了网络通道堵塞和不堵塞时的场景，结果显示数据传输效果一样。
在相对简单的变电站线路保护装置应用成功后，国网湖北电力还瞄准变电站变压器和母线的保护装置，在武汉白沙洲110千伏变电站实施网络通讯改造，不断拓展确定性网络交换机在复杂通信场景的应用。
据悉，这一技术的研发应用，能大幅提升电网数据传输的实时性、可靠性和高效性，有望成为支撑新型电力系统的重要通信技术之一。（曹祥魁、刘超 ）
