当今电力系统自动化技术的发展促进了整个电力系统的不断完善,而智能电网和数字化变电站概念的提出,也对电力技术的发展具有重大意义。与此同时,电力系统的发展壮大使得相关通信自动化等领域的新技术相继兴起并成熟起来,变电站技术及变电站自动化系统成为了电力系统研究的重点。近年来,随着电力系统复杂性及规模的不断增大,以及数字化变电站概念对高速数字通信的要求,网络通信技术已成为数字化变电站的一个重要研究方向。结合工业过程应用,以工业以太网为核心产生新一代现场总线技术,是变电站通信网络的发展趋势。高速可靠的FlexRay总线系统具有优越的技术特性,开发基于该总线的高速、可靠、可升级的变电站底层通信系统具有性能优势。本课题在上海市科委科研重点项目(编号061612044)资助下,通过对FlexRay高速总线系统的网络拓扑结构和通信协议进行研究,实现了FlexRay网络多节点间通信及相关通信机制测试、串行通信机制设计和ATD模块研究。在此基础上,本论文研究了FlexRay高速总线在变电站底层通信系统中的应用,提出了变电站底层通信系统设计构架及相关技术,包括测控保护装置设计和通信转换器设计。此外,本论文基于电站仿真机平台,构建了基于FlexRay总线的变电站底层通信网络仿真系统。通过现场数据采集和设备控制等远程监控实验,实现了变电站底层数据通过FlexRay总线进行高速、可靠传输,验证了该通信系统的可行性。