变电站在过去十年中取得了长足的进步。它们曾经是简单的电压转换和开关点，现已发展成为复杂的数据驱动中心，可实现现代智能电网。
当今的数字变电站由其实时监控设备、预测维护需求和快速检测故障的能力来定义。如果没有他们的智能和弹性骨干网，电网可靠性和效率将面临风险。
随着变电站不断发展以处理更多的数据、更多的设备和更高的需求，其设计、部署和作变得更加复杂和具有挑战性。这种新的复杂程度需要采用创新的连接、自动化和网络弹性方法，而不是继续依赖过去的遗留架构。
重新思考数字变电站的网络设计
为了确保连续运行，当今的变电站需要网络冗余和可靠性，以满足不断增长的数据负载和关键的实时通信。但他们需要在空间和功率经常受到限制的密集环境中实现这一目标。
这些限制使得很难应用传统的网络概念，同时仍然期望最佳性能。根据现代电网运营的要求，当今的数字变电站需要：
- 更高的端口密度（尤其是光纤）以连接更多设备
- 不需要大量空间的紧凑型硬件
- 使电力使用更方便、更高效的解决方案
- 简化的基础架构，减少集成和维护多个设备的需求
换言之，变电站网络设计的传统思维将不再切入歧途。是时候挑战过时的假设，找到用更少的资源完成更多工作的方法，以降低复杂性并简化运营。以下是一些示例。
从计数交换机转变为计数端口
在数字变电站中，交换机充当保护继电器、控制器、传感器和其他设备之间一直到控制系统的通信的中心枢纽。其工作是确保变电站网络之间可靠、高速、安全的数据交换，以实现实时监控、自动化和控制。
但是，按交换机计数指定的日子正在消退。如果他们不想局限于某些变电站网络设计或拓扑，运营团队需要改为按端口计数指定要求。例如，传统的IT交换机有24个端口。如果一个变电站需要连接 48 台设备，那么总是需要两个开关......右？并非总是如此。
虽然大多数交换机最多提供24个或28个光纤端口，但Belden的Hirschmann GREYHOUND 2000等新选项可提供多达34个全光纤端口。当需要的交换机更少时，您可以节省机架空间、消耗更少的电源并降低复杂性，同时减少可能的故障管理点。
随着端口密度的增加，您可以重新思考如何设计和采购变电站网络基础设施。
从前置端口布局转变为灵活配置
工业变电站中大多数典型的有线安装交换机都有前置端口。在这种配置中，网络电缆与状态灯和控件连接在同一侧，因此在需要时易于访问。
但是，在某些环境中，首选后向端口，以节省空间、减少混乱、改善电线管理并保持前面板控制清晰。这对于变电站尤其重要，因为它们变得密集且更难以访问和维护。
当您同时考虑这两个选项时，您可以选择最符合您的变电站网络设计和布局、实践和维护偏好的配置。
从依赖于硬件的冗余转变为软件驱动的弹性
大多数交换机需要专用硬件来支持PRP和HSR冗余协议。这意味着您通常必须购买并安装额外的设备，称为“红盒”或“冗余盒”，以将传统网段连接到PRP或HSR网络。每个红框通常支持一个 PRP 或 HSR 实例。
但GREYHOUND 2000交换机通过软件而不是硬件实现PRP和HSR支持。这些高级冗余功能开箱即用。工厂组装的模块化设计意味着花在货架、堆叠和布线上的时间更少。
由于该交换机允许在单个交换机中安装多个 PRP 和 HSR 实例，因此可以实现更灵活、更具弹性的网络拓扑，让您使用一台设备连接和分段网络的不同部分。
更智能的交换机，实现更智能的变电站网络设计
Hirschmann GREYHOUND 2000交换机不仅仅是标准交换机。它充当数字变电站的四分卫，协调关键设备之间的无缝、安全和可靠的数据流。其功能开启了变电站网络设计以及许多其他类型的工业环境的可能性。
运营团队无需为硬件限制而苦苦挣扎，而是可以专注于自动化和可靠性，因为他们知道 GREYHOUND 2000 是：
- 通过 IEC 61850-3 和 IEEE 1613 认证加固
- 专为无风扇运行而设计，在恶劣环境中提供更少的维护和更高的可靠性
- 开箱即用，无需组装部件套件
- 由 PTP 提供支持，可在所有联网设备上实现极其精确的时间同步，以确保可靠的实时自动化、故障检测和事件记录
- 一种面向未来投资的方法，因为它承载更多端口，可灵活选择 SFP 并提供五年保修/保证
- 一种智能设备，其中 GRP 提供板载处理引擎以加载应用程序和虚拟机，从而在边缘提供智能
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关于作者
Guilhermme Lisboa是一位在巴西出生和成长的电气工程师。他于2007年获得巴拉那联邦大学电气工程学士学位，目前仍在这所大学攻读硕士学位。他曾作为系统集成技术员，在保护和控制系统领域从业15年，职责涵盖输配电公用事业以及其他大型工业和地铁系统的解决方案设计到调试。他于2021年加入Belden，担任数字自动化顾问，专攻能源领域。