专利名称：变电站综合自动化通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及变电站综合自动化数据通信系统。
技术背景变电站综合自动化通信系统(简称，变电站综自系统)需要高可靠性， 高实时性与可扩展性。通常，变电站综合自动化通信系统的高可靠性是通过基于TCP通信模式来实现的。但是，TCP通信模式应用的前提是需要 知道目标地址且要经过繁瑣的"握手"过程。以往系统首先要知道目标的 地址，所以不利于系统的扩展，因为新加入一个节点后，任何一个要与它 通信的子系统必须先获得它的地址。由于要经过握手过程且系统传输的大 部分是短数据，这样不但浪费大量的通信资源而且浪费通信时间。为了提 高实时性与可扩展性，可以采用UDP组播的通信方式。但是，UDP提供 的是不可靠的通信方式，因此它不满足可靠性要求。通常，现在的变电站 综合自动化通信系统采用TCP与UDP两种通信模式，在进行可靠传输时 用TCP，在进行实时性传输时用UDP传输。虽然在一定程度上满足高可 靠性与高实时性要求，但是可扩展性方面还是比较低。另外， 一般的网关算法只支持先来先服务协议。虽然它的算法简单而 高效，但对变电站综合自动化通信系统来说，它不能区分实时数据与非实 时数据，有效数据与无效数据。它对任何数据一视同仁，不能满足实时性 要求。发明内容本发明旨在提供一种新型的变电站综合自动通信系统及通信方法，能 够对数据进行有效的区分，从而提高整个通信网络的工作效率，并能满足 实时性的要求。本发明的第一方面，提供一种变电站综合自动化通信系统，包括通信骨干网；至少 一个监控中心，监控中心包括监控中心内网，通过监控中心网关连接到通信骨干网；至少一个变电站，变电站包括变电站内网，通过变电站网关连接到通信骨干网；其中，监控中心网关和变电站网关在初始发送数据时，在数据头中设 定量化指标；监控中心网关和变电站网关在转发数据时，判断该网关所连接的下一 级网络中是否存在目标地址，如果不存在目标地址，则丢弃该数据，如果 存在目标地址，则根据数据的量化指标计算一量化值，按照量化值从大到 小的顺序转发数据至下 一级网络。其中，所述量化指标包括超时时间、可靠性等级、实时性等级与优先 级，所述量化值是基于所述超时时间、可靠性等级、实时性等级与优先级 计算而得，所述监控中心网关和变电站网关根据量化值的大小，将数据插 到待发的数据队列中。为了防止部分数据由于量化值较小而长期不能被发送的情况，本发明 的监控中心网关和变电站网关在每次发送M(MX))个数据后，位于当前待 发的数据队列中数据的量化值都增加n，其中n>0;所述监控中心网关和 变电站网关中更包括一定时时钟，按照预定的时间遍历所述待发的数据队 列，待发的数据队列中将离超时时间少于 一 预定间隔的数据丢弃。所述监控中心网关将需要转发的数据緩存预定的时间，并对数据进行 校验，若发现错误则先检查其它的监控中心或变电站有没有发出该数据的 NACK应答，若接收到该数据的NACK应答则不动作，若没有接收到则发 出该数据的NACK应答；若检验没错，则发出已经正确接收的ACK应答。根据一实施例，所述变电站内网包括内网监控主机；-视频主才几；远动主才几；一组保护测控装置；其中，该变电站网关将需要转发的数据发送到该变电站内网中，由变 电站内网中的目标接收者接收数据并对数据进行校验，若发现有错误，则 向内网监控主机发出要求重发的请求，内网监控主机检索緩存，如果緩存 中没有数据则通过变电站网关向该数据的初始发布者发出重发请求，如果 緩存中有数据则发送到内网中。根据本发明的一实施例，所述至少一个监控中心和至少一个变电站周期性地向通信骨干网发布生存信息；而所述变电站内网中的内网监控主机、 视频主机、远动主机和一组保护测控装置周期性地向变电站内网发布生存 信息。本发明的第二方面，提供一种变电站综合自动化通信方法，所述方法 应用于包括骨干通信网以及连接到所述骨干通信网的至少 一个监控中心和 至少 一个变电站的通信网络中，该监控中心通过监控中心网关与骨干通信 网相连，而变电站通过变电站网关与骨干通信网相连，该方法包括监控中心网关和变电站网关在初始发送数据时，在数据头中设定量化 指标5监控中心网关和变电站网关在转发数据时，判断该网关所连接的下一 级网络中是否存在目标地址；如果不存在目标地址，则丢弃该数据；如果存在目标地址，则根据所述数据的量化指标计算一量化值； 按照量化值从大到小的顺序转发数据至下 一级网络。 根据本发明的一实施例，该量化指标包括超时时间、可靠性等级、实 时性等级与优先级；而根据数据中的量化指标计算一量化值是基于所述超 时时间、可靠性等级、实时性等级与优先级计算所述量化值；所述按照量 化值从大到小的顺序转发数据至下一级网络包括根据量化值的大小，将数 据插到待发的数据队列中。为了防止部分数据由于量化值较小而长期不能被发送的情况，所述监 控中心网关和变电站网关在每次发送M( MX))个数据后，将位于当前待发 的数据队列中数据的量化值都增加n,其中n>0;所述监控中心网关和变 电站网关进一 步按照预定的时间遍历所述待发的数据队列，待发的数据队列中将离超时时间少于 一 预定间隔的数据丟弃。根据本发明的一实施例，所述至少一个监控中心和至少一个变电站周期性地向通信骨干网发布生存信息；所述变电站内网包括内网监控主机、 视频主机、远动主机和一组保护测控装置，所述方法进一步包括，所述变 电站内网中的内网监控主机、视频主机、远动主机和一组保护测控装置周 期性地向变电站内网发布生存信息。采用本发明的技术方案，采用多播技术进行数据传输。多播是利用D 类IP地址，让数据从1个成员送出，同时发送给组内其他成员，适合于一 对多的数据发布，有效地减轻网络通信的负载。采用多播技术，只有表示"有 兴趣"的节点加入组，才会获得多播数据。发布者可匿名地发送数据，它们 不需要任何关于订购者数量或者网络IP地址的信息；订购者可匿名地接收 数据，它们不需要了解发布者IP地址信息。节点可任意加入或离开系统， 有利于系统的动态扩展和维护。本发明对不同数据采用不同的处理方法。 变电站综合自动系统中传输的数据是有不同要求的，有的数据是高可靠的， 有的数据是实时的，有的数据是时紧的，而有的数据是不重要的(可以没 有)。传统的系统把它们都一样对待。当系统资源缺乏时，对重要的数据 就得不到有效的传输。而本方法把各种数据作一个分类，对不同的数据取 用不同的优先处理算法，使得相应的数据得到相应的传输优先级。这样， 就可以提高系统数据的实时性，可靠性。
图1是根据本发明的一实施例的变电站综合自动通信系统的一应用实 例的结构框图；图2-图5示出了本发明的变电站综合自动通信系统中的监控中心网关和变电站网关处理数据的过程；图6示出了根据本发明的 一 实施例监控中心发送数据的流程图；图7示出了根据本发明的一实施例变电站内网的监控主机接收数据的流程图；图8示出了根据本发明的一实施例变电站内网的监控主机向内网发送数据的流程图；图9示出了根据本发明的 一 实施例变电站内网的部件接收数据的流程图；图10-11示出了本发明的变电站综合自动通信系统中数据备份的过程；图12-14示出了本发明的变电站综合自动通信系统中功能间相互备份 的过程；图15-18示出了本发明的变电站综合自动通信系统中当一个变电站出 现故障时的处理过程；图19示出了根据本发明的一实施例的变电站综合自动通信方法的一 应用实例的流程图。
具体实施方式
本发明首先提供一种变电站综合自动化通信系统100,参考图1,包括通信骨干网102;至少一个监控中心104，监控中心104包括监控中心内网104a，通过 监控中心网关104b连接到通信骨干网102;至少一个变电站106，变电站106包括变电站内网106a，通过变电站 网关106b连接到通信骨干网102;其中，监控中心网关104b和变电站网关106b在初始发送数据时，在 数据头中设定量化指标；监控中心网关104b和变电站网关106b在转发数据时，判断该网关所 连接的下一级网络中是否存在目标地址，如果不存在目标地址，则丢弃该 数据，如果存在目标地址，则根据数据中的量化指标计算一量化值，按照 量化值从大到小的顺序转发数据至下一级网络。根据一实施例，量化指标 包括超时时间、可靠性等级、实时性等级与优先级，量化值是基于超时时 间、可靠性等级、实时性等级与优先级计算而得，监控中心网关和变电站 网关根据量化值的大小，将数据插到待发的数据队列中。为了防止部分数据由于量化值较小而长期不能被发送的情况，本发明的监控中心网关104b和变电站网关106b在每次发送M个数据，其中M>0 后，位于当前待发的数据队列中数据的量化值都增加n，其中n>0;监控 中心网关和变电站网关中更包括一定时时钟，按照预定的时间遍历待发的 数据队列，待发的数据队列中将离超时时间少于一预定间隔的数据丢弃。
监控中心网关104b将需要转发的数据緩存预定的时间，并对数据进 行校验，若发现错误则先检查其它的监控中心或变电站有没有发出该数据 的NACK应答，若接收到该数据的NACK应答则不动作，若没有接收到则 发出该数据的NACK应答；若检验没错，则发出已经正确接收的ACK应 答。
参考图1所示的实施例，变电站内网106a包括
内网监控主机160; 视频主机162; 远动主机164;
一组保护测控装置，包括低压保护测控装置164a、高压保护测控装置 164b、直流保护测控装置164c以及自动装置164d。
其中，该变电站网关106b将需要转发的数据发送到该变电站内网 106a中，由变电站内网106a中的目标接收者(包括内网监控主机160、 视频主机162、远动主机164、 一组保护测控装置中的一个)接收数据并 对数据进行校验，若发现有错误，则向内网监控主机160发出要求重发的 请求，内网监控主机160检索緩存，如果緩存中没有数据则通过变电站网 关106b向该数据的初始发布者发出重发请求，如果緩存中有数据则发送 到内网中。
根据本发明的一实施例，至少一个监控中心104和至少一个变电站 106周期性地向通信骨干网102发布生存信息；而变电站内网106a中的 内网监控主机160、视频主机162、远动主机164和一组保护测控装置周 期性地向变电站内网发布生存信息。
需要说明的是，图1所示出的变电站综合自动化系统的结构图中，由 于篇幅问题，只画出两个监控中心和一个变电站，实际上监控中心与变电站数是可以扩展的。和传统的技术相比较，本发明在网关对于数据的处理方面进行了改进。参考图2-图5,示出了本发明的变电站综合自动通信系统中的监控中心网 关和变电站网关处理数据的过程，也可以理解为比一般的网关增强功能的 部份。图2示出根据本发明的网关，插入新数据时的方法。 一般的方法是先 来先服务，而本发明的网关是根据具体数据的实时性，可靠性及优先级等 (不限于此)经过加权算法算出量化结果。再根据量化结果的大小，插入 到发送队列当中。图3示出根据本发明的网关，插入跟已知数据中有相同主题的实时数 据的方法。有相同主题时，并不是简单地算出量化结果，再根据量化结果 插入到相应的位置上。而是用最新数据覆盖原有的数据，这是因为在变电 站综合自动化系统中，对实时数据而言，最新的数据要比旧数据有用。而 且当插入数据所采用的量化结果是前后两次数据的最大值。图4示出网关数据重排时间前后变化，由于有数据可能在网关中等待 发送过程中，已经超过数据既有有效期，如附图4所示，在1时2分2秒 OO作数据清理工作，因为量化结果是4与8的数据的超时时间都在1时2 分2秒00以前，所以清除这两个数据。图5示出网关发送N个数据后，各个数据的量化结果都自增1。图6示出了根据本发明的一实施例监控中心发送数据的流程图。根据 图6的流程，监控中心发出可靠数据的流程，先由发布者组织发布 一 组(条) 数据(长度为LEN)，再和网关算量化结果一样或类似的方法算出量化结 果并插入到发送队列中(一般可靠数据的量化结果的值比较大)。启动发 送进程，并发送一组(条)数据， 一组数据长度为L。当L〉LEN时要发送17+次，反之只要发送一次。发布者启动定时器(超时时间为T), 在时间T内收到不少于N个ACK应答(由于每个子系统都要向外发布生存信号，因此发布者知道需要接收的变电站数N)。则判断是否需要重复 确认，若需要则重发数据。反之，发下一组数据，若没有数据则结束。当定时器超时后，还没有收到不少于N个应答或收到了 NACK应答，则判断 这一组数据的重传数是否大于最大重传数M，若少于M,则重发数据，反 之，则调整N (放弃M次后没有回应的变电站或M次都发回NACK的变 电站)，再比较确认次数。直到所有数据发送完毕为止。图7示出了根据本发明的一实施例变电站内网的监控主机接收数据的 流程图。根据图7所示的流程，变电站的内网监控主机接收可靠数据的流 程这个过程是与图6的一个对应流程。变电站监控主机接收到数据后， 判断数据是否网内数据，若不是则变电站监控主机运行与之相对应的程序。 若是网内的数据，再要判断是否可靠的数据，若不是，则把数据掉弃，因 为网关会把数据送达目标接收者。若是可靠的数据，则进行CRC校验，校 验不成功则掉弃数据、发NACK并说明出错的数据的序号。CRC校验正确 后，还要和緩存在本机上的同主题数据作比较，若一致则緩存，不一致则 发NACK并说明出错的数据的序号、删除緩存备份。图8示出了根据本发明的一实施例变电站内网的监控主机向内网发送 数据的流程图。根据图8所示的流程，监控主机向网内发出可靠数据的流 程。这个是网内的数据传输，并不与站外进行信息交流。此方法的其中一 个特点是由于每个系统都要发生存信号，所以监控主机是知道需要接收 数据的目标数。因此，这个是分级确认，有效减少ACK与NACK的传输 数量。图9示出了根据本发明的一实施例变电站内网的部件接收数据的流程图。图10-11示出了本发明的变电站综合自动通信系统中数据备份的过 程。首先参考图10,多数据在时间T内到达有变电站综合自动化系统中， 有些子系统是要周期性地获得新的数据(如周期性地获得某条线路的电流 值)。于是就可以用本方法的多层次数据备份可实现。接收者设定一个定 时器，在时间T内接收同主题数据，但数据的优先可能不太一样。接收最后就取优先级最高的数据。例如，.二个或多个终端同时运行，但它们的信 息优先级不一样。例如，同时有两个电流互感器测量一条线路， 一个的精度为12位，优先级为3;另一个的精度为8位，优先级为1。它们所测量 的数据在时间T内都到达接收端，则接收端取优先级高(即精度高的数据)。 再参考图11，单一数据在时间T内到达由于精度高的测量仪器需要 的转换时间要长些，可能精度高的数据不能在有效时间内到达，而精度低 的数据的转换时间可能要短些，它在时间T内到达的概率要高些。因此， 为了满足在时间T内要有数据的要求，则接收端取在时间T内到达数据中 优先最高者。图12 -14示出了本发明的变电站综合自动通信系统中功能间相互备份 的过程，附图中的圓圈中的数字代表优先级。首先参考图12， A子系统的 A2正常(以功能A2为例)从图中可知，子系统B备份了子系统A中的 A1与A2功能，而子系统B备份了子系统A中的A2与A3功能。当子系 统A功能A2正常运行时，B与C会收到生存信号，从而了解到功能A2 (优先级为4)正在运行，而本子系统的功能A2的优先级比之要小，本子 系统的功能A2要处于待命状态。在图13中，A子系统的A2不正常由B的A2备份起作用(以功能A2 为例)当A中的功能A2由于某种原因处于失效状态，B与C检测不到 功能A2的生存信号，则各自启动本身的功能A2,在功能A2启动起来后， 会发出生存信号。子系统B, C都会检测到A2的功能信号，但C的功能 A2的优先级并不是生存中功能A2的最高优先级，因此它会重新返回到待 命状态。这时，B的功能A2优先级最高，处于运行状态。在图14中，A子系统的A2与B子系统A2不正常由C的A2备份起 作用(以功能A2为例)。如果A子系统中的功能A2恢复，A会收到C 功能A2的生存信号，再与本身的功能A2比较。若本身的优先级要低就不 改变状态，若本身的优先级要高，则发出生存信号并运行本功能。C， B收 到有子系统A功能A2发出生存信号，再与本功能A2比较，由于都比本功 能的优先级要高。因此，B、 C的功能A2重新回到待命状态。图15-18示出了本发明的变电站综合自动通信系统中当 一个变电站出 现故障时的处理过程。特别是，示出了各个变电站与监控中心的相互协作 的过程。图15中整个系统正常运行，这个图说明了在正常情况下，有一个监控 中心与n个变电站在运行。它们是通过双环自愈的光纤以太网相互联接在 一起的。图16—图17中，变电站2出现事故后，变电站2就会向主干网发出 求救信号X。其中X包含事故站点、事故类型、事故级别及现在状态等。 这个求救信号X是周期性发送的，直到监控中心发来停止发送命令。图18中，其它变电站收到X信号后，向主干网发回应信号Y:其它 变电站接收到X信号后，根据X信号的内容(如事故级别等)，判断本机 的动作，如停止视频发送等。再与本地的资源比较并向外发送回应信号丫 (其中包括本地可提供援助资源等)。监控中心根据收集的数据发出控制 命令，决定哪一个或哪几个变电站援助事故变电站。根据本发明，实现高可靠的一条数据的可靠传输(这是举例的是抑制 型NACK与ACK算法，也可以是ACK与NACK算法)的过程如下发布者发布一条高可靠的数据并在数据上附加上如优先级、超时时间、 可靠性要求、实时性要求等信息；网关(监控中心网关或者是变电站网关)接收到数据后，先判断网外 是否有分组成员，若没有则掉弃，若有则经过一定的综合算法，把数据插 入发送队列中。而网关子系统又会在一定的时间间隔T内，对发送队列与 接收队列进行清理(数据的超时时间过期则掉弃)。因为任一个变电站的网关、视频服务器与远动主机各自与主干网相连。 因此它们都能从主干网中直接获得数据。从网关发送出来的信息经过主干网，发送到各个需要的接收者中。这 时，变电站的网关与远动主机同时收到数据。这里网关的控制调度算法与 网关的算法一致。远动主机在接收到数据后，根据数据的附加信息(特别是有可靠性要求信息)把需要可靠传输的信息緩存起来(经过CRC等验证后)。网关向内网(变电站内网)发送信息，在目标接收者接收到信息并确认后(在另一个组播地址中)发送ACK信号，这个信号并不通过网关直接 发送到主干网上，而是发送到当地的远动主机上。当目标接收者接收到信息并发现有错误发生后，在另一个组播地址中 发送NACK信号，这个信号并不通过网关直接发送到主干网上，而是发送 到当地的远动主才几上。远动主机在接收到ACK，再与緩存中的数据比较，若发现其它的监控 主机已经发送过ACK信息则将本地的ACK信号掉弃。若其它的监控主机 还没有发送ACK信号，则向主干网发送。远动主机在接收到NACK，再与緩存中的数据比较，若緩存数据还在， 则将其发送到目标接收者中，若还是接收到目标接收者的NACK则根据以 下的规则进行处理若发现其它的监控主机已经发送过NACK信息，本地 的NACK信号则掉弃。若其它的监控主机还没有发送NACK信号，则向主 干网发送。发送者在接收到NACK信号后，则发送原信号，在时间T后没有收到 NACK信号，则认为全部已收到。并进行下一步的确认，回到步骤a)，直到 N次后，目标接收者才动作。根据本发明，实现高可靠的多组数据发布步骤(这是举例的是ACK与 NACK算法，也可以是抑制型NACK与ACK算法)如下发布者发布多组高可靠的数据并在数据上附加如优先级、超时时间、 可靠性要求、实时性要求等信息；网关接收到数据后，先判断网外是否有分组成员，若没有则掉弃，若 有则经过一定的综合算法，把数据插入发送队列中。而网关子系统又会在 一定时间间隔T内，对发送队列与接收队列作进行清理(数据的超时时间 过期则掉弃)。因为任一个变电站的网关、视频服务器与远动主机各自与主干网相连。 因此它们都能从主千网中直接获得信息。从网关发送出来的信息经过主干网，发送到各个需要的接收者中。这时变电站的网关与远动主机同时收到信息。这时，因为是可靠数据，网关 掉弃此数据。远动主机在接收到信息后，把信息缓存起来(经过CRC等验证后)并 发ACK信号，反之，选择性发NACK信号。发送者在接收到NACK信号后，则再次发送原信号，在接收到目标用 户数的ACK后，则认为全部已收到。并进行下一步的确认，直到确认信息 N次。在远动主机接收完信息后，它才向网内的目标接收者发送信息。根据本发明的 一 实施例，实现周期时紧数据发布的过程如下 由于数据是高实时性的，它们的量化结果(优先级)相对高，所以在网关与主机可以对它们做到量化结果高先服务(根据当时队列的具体情况)。当系统繁忙或有紧急任务时，可以掉弃该类信息。根据本发明的 一实施例，实现不同部件相互备份的过程如下 功能相同或功能相近的终端，可以完全或部分备份其它一个或多个终端。这种备份在P/S模式的生存信号下进行。部份或全部终端都会周期地 向一个特定的通信组内发送一个所谓的生存信号，这个信号告知其它终端 自己的存在。例如B在时间T内没有收到A的生存信号，则B启动A的 备份程序。当A恢复，并发出生存信号则B关闭A的备份程序。从而达到 相互无缝地备份的目的。进行不同设备的全部或局部备份如系统A的全部功能由子系统或子 功能^、 ^、 4、 ^……4组成。其中A中的某些重要功能可以由系统B 来备份(4、 A ),系统C备份^、 4，而系统D备4分4、 ^、 4、 ^…… 4。但它们并不是同时运行的且它们的优先级是不一样的。如A中的^功 能的优先级要高于B的A的^功能的优先级，而B中的4功能的优先级要 高于C的A的^功能的优先级等。根据本发明的 一 实施例，实现不同优先级相互备份的过程如下 二个或多个终端同时运行，但它们的信息优先级不一样。例如，同时有两个电流互感器测量一条线路， 一个的精度为12位，优先级为3;另一 个的精度为8位，优先级为1。当信息需求方从时间T内收到两个优先级的数据时，则取用优先级高 的。若只收到其中一个时，则取用所收到的信息。根据本发明的 一 实施例，实现突发事故处理方法的过程如下 当有其中一个变电站出现比较严重的事故或失效时，它就会向主干网周期地发送求救信号，直到问题解决或监控站发出终止信号。其它终端接收到求救信号后，自动执行一系列的命令。如视频服务 器可能会终止向主干网发送信息，变电站监控主机就会收集站内的可用资 源信息并发送至监控主机。 一些对系统不太重要的信息也将不发送。变电站接收到求救信号，判断发出求救信号的变电站与自己的关联度、 自己的用户数量及重要等级等且对其进行量化，并发出可以援助信号。在发出可以援助信号，并接收到其它变电站的可以援助信号，通过算 法比较，并判断本身能否解决问题。若能则向主机发送信息。监控主机根据收到的信息所有信息并作出方案。根据本发明的一实施例，实施以下规则的算法来实现全信道使用当遇到重大的事故，急需主监控中心发出命令时，主监控中心会周期 性发出占道命令，并在此期间发出其它有用命令。当其它终端收到占道命令时，所有向主干网发送信息的终端，全部停 止向主干网发出信息。并启动定时器。在定时器到前，再收到占道命令则 重置定时器。在定时器到时后，没有再收到占道命令则转入正常工作。但对关系到系统运行稳定的信息，则可以传输(少量的信息)。根据本发明的 一实施例，实现子系统的动态加入与退出的过程如下由于系统是采用组播的P/S模式且各个子系统都是自治系统，某个子系统加入或退出并不影响原系统的运行。系统加入由于系统是数据驱动的，系统的加入只会影响数据域的数 据数量而不会影响到其它系统的运行。系统退出某 一 子系统的退出也不会影响到其它系统的运行。子系统在加入系统之前，会用专用的组4番地址进行测试。由于使用的 是专用的组播地址。因此并不会影响到其它系统的数据接收。就算测试出 现问题，也不会影响整个系统的正常运行。经过测试后，子系统的运行模式由测试模式转为调试模式，将专用的 组播地址转为系统所使用的组播地址并启动系统错误检测器。若检测器发现由于本系统的加入，使系统的错误或失效增多，则使子 系统自动退出系统。若检测器在一定的时间内没有检测到错误，则关闭检测器，并使子系 统由调试模式转为正常模式。根据本发明的 一 实施例，实现不同数据不同处理的网关算法的过程如下网关新来(插入)数据的处理方法 一般的方法是先来先服务，而本 发明的网关是根据具体数据的实时性，可靠性及优先级等(不限于此)经 过加权算法算出量化结果。再根据量化结果的大小，插入到发送队列当中。实时数据主题相同时，数据插入的处理方法插入跟已知数据中有相 同主题的实时数据的方法，并不是简单地算出量化结果，再根据量化结果 插入到相应的位置上。而是用最新数据覆盖原有的数据，并取原数据的量 化结果，这是因为在变电站综合自动化系统中，对实时数据而言，最新的 数据要比旧数据有用。网关数据重排时间前后变化，由于有的数据可能在网关中等待发送过 程中，已经超过数据的有效期，网关就会将这些数据删除。网关发送N个数据后，各个数据的量化结果都自增1。图19是一种变电站综合自动化通信方法，以方法200表示。该方法 200应用于包括骨干通信网以及连接到所述骨干通信网的至少 一个监控中 心和至少 一 个变电站的通信网络中，该监控中心通过监控中心网关与骨干通信网相连，而变电站通过变电站网关与骨干通信网相连，该方法200包 括202.监控中心网关和变电站网关在初始发送数据时，在数据头中设 定量化指标。根据本发明的一实施例，该量化指标包括超时时间、可靠性 等级、实时性等级与优先级。204.监控中心网关和变电站网关在转发数据时，判断该网关所连接 的下一级网络中是否存在目标地址。206.如果不存在目标地址，则丢弃该数据。208.如果存在目标地址，则根据数据中的量化指标计算一量化值。 根据一实施例，该步骤208是基于超时时间、可靠性等级、实时性等级与 优先级计算所述量化值；按照量化值从大到小的顺序转发数据至下一级网 络包括根据量化值的大小，将数据插到待发的数据队列中。为了防止部分 数据由于量化值较小而长期不能被发送的情况，监控中心网关和变电站网 关在每次发送M(MX))个数据后，将位于当前待发的数据队列中数据的量 化值都增加n，其中n>0;监控中心网关和变电站网关进一步按照预定的 时间遍历待发的数据队列，待发的数据队列中将离超时时间少于 一 预定间 隔的数据丢弃。210.按照量化值从大到小的顺序转发数据至下一级网络。 根据本发明的一实施例，该至少一个监控中心和至少一个变电站周期 性地向通信骨千网发布生存信息；变电站内网包括内网监控主机、视频主 机、远动主才几和一组保护测控装置，该方法进一步包括，变电站内网中的 内网监控主机、视频主机、远动主机和一组保护测控装置周期性地向变电 站内网发布生存信息。采用本发明的技术方案，采用多播技术进行数据传输。多播是利用D 类IP地址，让数据从1个成员送出，同时发送给组内其他成员，适合于一 对多的数据发布，有效地减轻网络通信的负载。采用多播技术，只有表示"有兴趣"的节点加入组，才会获得多播数据。发布者可匿名地发送数据，它们不需要任何关于订购者数量或者网络IP地址的信息；订购者可匿名地接收 数据，它们不需要了解发布者IP地址信息。节点可任意加入或离开系统， 有利于系统的动态扩展和维护。本发明对不同数据采用不同的处理方法。 由于变电站综合自动系统中传输的数据是有不同要求的，有的数据是高可 靠的，有的数据是实时的，有的数据是时紧的而有的数据是不重要的(可 以没有)。传统的系统把它们都一样对待。当系统资源缺乏时，对重要的 数据就得不到有效的传输。而本方法把各种数据作一个分类，对不同的数 据取用不同的优先处理算法，使得相应的数据得到相应的传输优先级。这 样，就可以提高系统数据的实时性，可靠性。上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟 悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做 出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应 该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
权利要求
1.一种变电站综合自动化通信系统，其特征在于，包括通信骨干网；至少一个监控中心，所述监控中心包括监控中心内网，通过监控中心网关连接到所述通信骨干网；至少一个变电站，所述变电站包括变电站内网，通过变电站网关连接到所述通信骨干网；其中，所述监控中心网关和变电站网关在初始发送数据时，在数据头中设定量化指标；所述监控中心网关和变电站网关在转发数据时，判断该网关所连接的下一级网络中是否存在目标地址，如果不存在目标地址，则丢弃该数据，如果存在目标地址，则根据所述数据的量化指标计算一量化值，按照量化值从大到小的顺序转发数据至下一级网络。
2. 如权利要求1所述的变电站综合自动化通信系统，其特征在于，所 述变电站内网包括内网监控主才几； 一见频主机； 远动主才几； 一组保护测控装置；其中，该变电站网关将需要转发的数据发送到该变电站内网中，由变 电站内网中的目标接收者接收数据并对数据进行校验，若发现有错误，则 向内网监控主机发出要求重发的请求，内网监控主机检索緩存，如果緩存 中没有数据则通过变电站网关向该数据的初始发布者发出重发请求，如果 緩存中有数据则发送到内网中。
3. 如权利要求2所述的变电站综合自动化通信系统，其特征在于，所 述量化指标包括超时时间、可靠性等级、实时性等级与优先级；所述根据数据中的量化指标计算一量化值是基于所述超时时间、可靠性等级、实时性等级与优先级计算所述量化值；所述按照量化值从大到小的顺序转发数据至下一级网络包括根据量化 值的大小，将数据插到待发的数据队列中。
4. 如权利要求3所述的变电站综合自动化通信系统，其特征在于， 所述监控中心网关和变电站网关在每次发送M个数据后，位于当前待发的数据队列中数据的量化值都增加n,其中n>0;所述监控中心网关和变电站网关中还包括 一 定时时钟，按照预定的时 间遍历所述待发的数据队列，待发的数据队列中将离超时时间少于 一预定 间隔的数据丢弃。
5. 如权利要求4所述的变电站综合自动化通信系统，其特征在于， 所述监控中心网关将需要转发的数据緩存预定的时间，并对数据进行校验，若发现错误则先检查其它的监控中心或变电站有没有发出该数据的 NACK应答，若接收到该数据的NACK应答则不动作，若没有接收到则发 出该数据的NACK应答；若检验没错，则发出已经正确接收的ACK应答。
6. 如权利要求5所述的变电站综合自动化通信系统，其特征在于， 所述至少一个监控中心和至少一个变电站周期性地向通信骨干网发布生存信息；所述变电站内网包括内网监控主一几、视频主机、远动主机和一组保护测控装置，所述方法进一步包括，所述变电站内网中的内网监控主机、视频主机、远动主机和一组保护测控装置周期性地向变电站内网发布生存信 自
全文摘要
本发明揭示了一种变电站综合自动化通信系统，包括通信骨干网；至少一个监控中心，监控中心包括监控中心内网，通过监控中心网关连接到通信骨干网；至少一个变电站，变电站包括变电站内网，通过变电站网关连接到通信骨干网。本发明把各种数据作一个分类，对不同的数据取用不同的优先处理算法，使得相应的数据得到相应的传输优先级。这样，就可以提高系统数据的实时性，可靠性。
文档编号H04L12/54GK101335661SQ20071004326
公开日2008年12月31日 申请日期2007年6月29日 优先权日2007年6月29日
发明者何正友, 麦瑞坤 申请人:上海磁浮交通工程技术研究中心