智能变电站一体化监控系统代表了变电站综合自动化系统的最新、最高水平,按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求,横向连通变电站内各自动化设备,纵向贯通调度、生产等主站系统,通过系统集成优化,完成变电站全站信息的统一接入、统一存储和统一展示,实现运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能。在变电站综合自动化系统的发展过程中,不同厂家的继电保护测控装置和智能电子设备纷纷推出,但由于各厂家研发能力的不同和对标准理解的偏差,造成了间隔层设备数据模型、通信协议、通信方式、通信介质的多样性,这样,对数据通信网关机的功能和性能提出了更高要求。本文在充分研究国内外通信网关机现状后发现,目前各厂家推出的通信网关机并没有很好的解决这些多样性,主要表现在:(1)未实现智能变电站所规定IEC61850通信协议和数据模型;(2)不能兼容传统间隔层设备所使用的IEC103、ModBus、LFP等通信协议;(3)与调度主站通信未采用IEC60870标准协议,即使实现,也没有解决一致性问题;(4)操作系统不能满足国网公司实时性、安全性的要求;(5)外观从1U到6U、半宽到全宽千变万化,不满足工程组屏要求;(6)响应速度慢、稳定性差。针对以上问题,本文在深入理解智能变电站数据通信网关机功能和性能的基础上,基于IEC61850和IEC60870理论体系,提出了一种具备IEC61850标准数据模型、良好的通信一致性、高实时性和兼容性的设计方案。该方案基于高性能电力设备专用硬件平台,采用Linux嵌入式实时操作系统,以Qt5为开发工具,软件采用分层分布、多进程多线程的结构设计,所实现的通信网关机能够使变电站自动化系统通信网络从低速、集中、专用的传统通信网络发展成真正高速、可靠、全开放、全分散的数据通信网络。数据通信网关机作为一体化监控系统的重要组成部分,是集通讯、监控于一体的通信服务器,是调度、生产等主站系统与变电站之间的通信桥梁,是实现变电站“无人值守”的关键设备。数据通信网关机对下通过IEC61850协议直接采集变电站内电网运行信息和二次设备运行状态信息,对上通过IEC60870远动协议为主站系统提供模型、数据和图形的传输服务,实现主站系统对变电站全景数据采集、处理、监视、控制、运行管理等。本文的最后,模拟110KV智能变电站数据通信网关机的现场应用,间隔层通过IEC61850协议接入继电保护装置,站控层通过IEC104协议接入模拟调度主站,对数据网关机的功能和性能进行了验证和分析。数据通信网关机实现了装置遥信、遥测等实时数据、告警事件、保护动作、自检报告、遥控命令、设备状态等正确采集、处理、存储、查看和转发,并能对自身状态和故障进行自诊断和自恢复。