对智能电网网络的测量与控制
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智能电网把国际电网从地区监控和本地机电控制带入了实时、软件定义网络构成的未知新世界。在本文中，我们将简要了解这一巨大的变化：连接电网智能单元的测量和控制网络。
电网的发展
世界上的电网并不是设计出来的，而是逐步发展起来的。大部分地区电网一开始时是发电站和负载之间的点对点连接。负载可能是特殊的大用户，例如，工厂或者有轨电车电力线，也可能是向居民分配电力的变电站。电厂选址以及用户位置决定了网络的拓扑。
开始时，这些连接是分层的：传送的电能越多，距离越长，电压就越高。不同连接段之间的接口需要开关、断路器和变压器。随着时间的发展，这些连接发展到星形拓扑，变电站位于每一星形的中心，然后在更高层上增加冗余链路。
控制网络随着电力传输网络同步发展。最初时，它使用机械开关；机电仪表用于电压、电流、相位和伏安反应(VAR)测量；由人员进行控制。由于人员不总是能够快速反应以防止对网络造成损坏，因此，电网在关键点使用了自动电路断路器。随着技术的发展，网络增加了遥测仪、远程激活开关、中央控制室，以及继电器等本地智能设备——电路断路器会自动及时的关闭并恢复电路。
在下一发展阶段中，这一智能本地设备、遥测仪以及远程控制拼凑而成的网络逐步发展为初期的智能电网(图1)。在一些较偏远的地方，变电站发出嗡嗡声，还有臭氧的味道，这些地方最先应用了智能电网。
图1.智能电网增强了对电站、分配网络和电力消费者的测量和控制。
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。
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