以太网符合解除管制的电力行业的要求

在世界范围内，电力公司放松管制正在扩大，并创造了在电力公司之间和内部快速准确地整合、巩固和传播信息的需求。早在1990年，当电力研究所(EPRI, Palo Alto, california)启动公用事业通信体系结构(UCA)项目时，人们就开始认识到这些需求。在识别能够提供智能电子设备(ied)高速集成的技术方面取得了重大进展控制工程， 1998年5月，“惠普万特拉帮助公司放松管制”，第75页)。

与当前的Internet解决方案类似，UCA提供了一个连接数据源的网络解决方案(参见UCA应用图)。

物理层

UCA选择以太网是因为它:

• 市场主导地位;

• 大量的低成本硬件，如网桥和路由器;和

• 可扩展性从10到100兆比特/秒(Mb/秒)，1千兆比特/秒(Gb/秒)即将推出。

早期对以太网可靠地“准时”(4毫秒)传递消息的能力的担忧通过严格的测试得到了解决。

当10和100 Mb/秒的以太网对12 Mb/秒的Profibus令牌传递协议进行测试时，结果显示，在共享集线器上的100 Mb/秒以太网，或通过交换集线器连接的10 Mb/秒以太网都可以满足4 msec的“准时”消息传递;Profibus在传递令牌上花费了太多时间，无法满足4消息秒的消息传递需求。

还进行了测试，以确定以太网电缆的电气干扰。在某些情况下，干扰会阻止数据包传输和/或导致数据包损坏。为了避免电气影响，UCA建议使用光纤介质连接高速自动化变电站中从事监测和保护功能的简易爆炸装置。

UCA应用程序模型是一套现有标准的集合
电力公司对实时信息的需求。

网络、应用层

为了允许从任何设备，任何地方访问数据，UCA改编了国际标准组织(ISO，日内瓦，瑞士)开放系统互连(OSI)标准和传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)。

OSI的七层模型是通过标准协议实现的，在传输其内容之前不需要缓冲区被填满。

TCP/IP的流协议通常在传输之前等待缓冲区满，但是可以使用控件来管理缓冲区大小和延迟时间。此外，TCP/IP内置的拥塞控制允许在网络繁忙时“丢弃”数据包——这在实时传输应用程序中是一个不受欢迎的特性。

两个网络层都支持“广播”消息传递，允许连接到网络的设备自动广播它们的存在、地址和其他常见的IED信息。

应用层构建在制造消息传递规范(MMS)中可用的87个服务之上。目前，只使用了四种服务;获取对象定义、命名变量列表、未请求事件通知和文件传输，但其他可能会随着需求的重新定义而添加。

放松管制将对电力公司的信息提出比以往更多的要求。EPRI的UCA项目提供了一个及时、经济、标准化的解决方案，使先进的IED功能成为“下一代”电力公用事业保护、控制和监测系统的基础。

作者信息

戴夫·哈罗德，资深编辑，dharrold@cahners.com

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