一种电力自动化终端自主组网架构及其组网方法
【专利摘要】本发明公开了一种电力自动化终端自主组网架构及组网方法，包括配电网主站系统、光纤以太网、配电子站、站内通信网、终端；所述配电子站通过所述光纤以太网与所述配电网主站系统连接，所述终端通过所述站内通信网与所述配电子站连接。需要接入网络的各终端通过IEEE1588协议获得PTP同步时钟即帧频；按照TDMA技术根据组网帧频时隙原则划分时隙；根据终端ID获得报文时隙序号；判断当前时隙是否为获得的报文时隙；自动上报请求组网信息；等待站端是否同意组网。
【专利说明】—种电力自动化终端自主组网架构及其组网方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动化设备组网领域，更具体地，涉及一种基于电力自动化终端自主组网架构及其组网方法。
【背景技术】
[0002]随着信息化时代的推进，信息化智能化的配电终端覆盖了整个智能电网，大量的智能配电终端在智能电网中得到了广泛的应用，其中最关键的技术就是组网与通信。组网才能完成各终端信息交互与汇总，才能实现主站对各节点信息的共享，并将控制中心的命令准确及时的传送到各分布式的远方终端。配电线路是直接给最终用户供电的线路，由此类线路组成的网络通常称作配电网，即配网。
[0003]目前组网采用的是全人工配置，每一个终端接入网络后，需要在站端进行终端入网配置，通过设置站端服务器的下挂终端来完成组网。通信及信息交换采用的则是轮询方式，部分关键点采用主动上报，但是上报过程采取的是判断总线状态，然后发送报文，失败后重复发送，失败次数超限则报错。
[0004]从组网方式来看，其对人工操作的依赖性太强，占用了相对较多的人力，从信息交互角度来看，目前的报文交互能力在报文数量，报文流量，报文时效性等方面都存在比较大的上升空间。如果网络中只有一个站端，一个终端，通信方式采用站端询问式，那么总线是独占的，总线负载反映的直接就是有效的通信负载，读取的信息有效性也就是整个网络的有效负载，当网络中存在一个站端，多个终端，仍然采用轮询查询方式，整个网络的有效负载则会大大降低，对于智能配电终端网络系统，其最大的作用是及时有效的处理关键信息。
【发明内容】
[0005]本发明旨在提供一种占用人力较少、报文交互能力强、网络有效负载大的一种电力自动化终端自主组网架构及其组网方法。
[0006]本发明进一步目的还在于提供一种电力自动化终端信息交互方法。
[0007]一种电力自动化终端自主组网架构，包括配电网主站系统、光纤以太网、配电子站、站内通信网、终端，配电子站通过所述光纤以太网与所述配电网主站系统连接，各终端通过站内通信网与配电子站连接，配电网主站、配电子站、终端都支持IEEE1588技术和TDMA通信技术。
[0008]一种基电力自动化终端自主组网方法，包括以下步骤:
al、需要接入网络的各终端通过IEEE1588协议获得PTP同步时钟即帧频； bl、按照TDMA技术根据组网帧频时隙原则划分时隙；
Cl、根据终端ID获得报文时隙序号； dl、判断当前时隙是否为获得的报文时隙； el、自动上报请求组网信息；
H、等待站端是否同意组网。[0009]所述帧频等分为10个标准时隙，第一标准时隙为自主组网标准时隙，剩余的时隙根据需要按功能分为突发信息时隙段和常规信息时隙段，相邻标准时隙之间缓冲带宽度为标准时隙的20%，所述的标准时隙的每一个时隙划分为10个报文时隙。
[0010]由于实际应用过程中各终端的自身时钟误差，因此要在各标准时隙之间预留缓冲区域，缓冲带宽度选取主要取决于终端实时时钟的性能指标。主动上报请求组网信息采用TDMA方式，此时需要在原有的标准时隙内继续划分报文时隙，实际应用中要根据自主组网阶段的参数性能要求，选取自主组网占用的标准时隙区间以及自主组网阶段报文时隙时间。新入网的终端或者尚未在站端注册的终端在自主组网阶段，通过一个报文时隙与站端建立注册关系。
[0011]所述终端ID是该终端在组网系统中的唯一有效的识别码，可以从终端的出厂编码中获得，或者根据IP地址映射。
[0012]所述报文时隙号是是采用ID做种子生成的随机数，并对该随机数进行了范围限定。
[0013]一种电力自动化终端信息交互方法，包括以下步骤: a2:组网成功的终端根据其ID获得报文时隙序号；
b2:判断当前时隙是否为获得的报文时隙； c2:发送预估占用时隙数量信息； d2:判断该终端是否获得站端分配的时隙号； e2:判断当前时隙是否为站端分配的时隙； f2:发送信息。
[0014]所述发送的信息分为常态信息和突发信息。常态信息在常规信息时隙段内交互，突发信息在突发信息时隙段。
[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果:
1、提高自主组网阶段的终端注册成功率综合权衡整个组网终端数量及成功率的关系可以完全自动闻效的完成自王组网；
2、降低人工录入的资源占用情况并且在线与掉线切换过程都可以全自动完成，基本上无需人工干预。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1配电网自动化系统中的终端设备网络模型；
图2本发明适用的配网自动化终端典型网络架构；
图3本发明自主组网阶段终端组网流程图；
图4本发明信息交互阶段流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明做进一步描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0018]如图1所示，一种基于IEEE1588及TDMA技术电力自动化终端自主组网架构，其特征在于，包括配电网主站系统、光纤以太网、配电子站、站内通信网、终端；配电子站通过所述光纤以太网与配电网主站系统连接，终端通过站内通信网与配电子站连接；配电网主站、配电子站、终端都支持IEEE1588技术和TDMA通信技术。
[0019]如图2所示，配电子站内终端典型网络架构包括支持IEEE1588及TDMA的站端和支持IEEE1588及TDMA的终端，他们之间通过RJ45/FIRER进行通信。
[0020]如图3所示，一种基于IEEE1588精确时钟及TDMA技术自主组网方法，包括以下步骤:
al、需要接入网络的各终端通过IEEE1588协议获得PTP同步时钟即帧频； bl、按照TDMA技术根据组网帧频时隙原则划分时隙；
Cl、根据终端ID获得报文时隙序号； dl、判断当前时隙是否为获得的报文时隙； el、自动上报请求组网信息；
H、等待站端是否同意组网。
[0021]如图4所示，一种基于IEEE1588精确时钟及TDMA技术信息交互方法，包括以下步骤:
a2:组网成功的终端根据其ID获得报文时隙序号； b2:判断当前时隙是否为获得的报文时隙； c2:发送预估占用时隙数量信息； d2:判断该终端是否获得站端分配的时隙号； e2:判断当前时隙是否为站端分配的时隙； f2:发送信息。
[0022]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的技术方案进行了进一步说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之类，所做的任何修改、等同替代、改进等均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电力自动化终端自主组网架构，其特征在于，包括配电网主站系统、光纤以太网、配电子站、站内通信网、终端；所述配电子站通过所述光纤以太网与所述配电网主站系统连接，所述终端通过所述站内通信网与所述配电子站连接；所述配电网主站、配电子站、终端都支持IEEE1588技术和TDMA通信技术。
2.一种电力自动化终端自主组网方法，其特征在于，包括以下步骤: al、需要接入网络的各终端通过IEEE1588协议获得PTP同步时钟即帧频； bl、按照TDMA技术根据组网帧频时隙原则划分时隙； Cl、根据终端ID获得报文时隙序号； dl、判断当前时隙是否为获得的报文时隙； el、自动上报请求组网信息； H、等待站端是否同意组网。
3.根据权利要求2所述的电力自动化终端自主组网方法，其特征在于，所述帧频等分为10个标准时隙，第一标准时隙为自主组网标准时隙，剩余的时隙根据需要按功能分为突发信息时隙段和常规信息时隙段，相邻标准时隙之间缓冲带宽度为标准时隙的20%，所述的标准时隙的每一个时隙划分为10个报文时隙。
4.根据权利要求2所述电力自动化终端自主组网方法，其特征在于，所述终端ID是该终端在组网系统中的唯一有效的识别码，能从终端的出厂编码中获得，或者根据IP地址映射。
5.根据权利要求2所述电力自动化终端自主组网方法，其特征在于，所述报文时隙号是采用ID做种子生成的随机数，并对该随机数进行了范围限定。
6.一种电力自动化终端信息交互方法，其特征在于，包括以下步骤: a2:组网成功的终端根据其ID获得报文时隙序号； b2:判断当前时隙是否为获得的报文时隙； c2:发送预估占用时隙数量信息； d2:判断该终端是否获得站端分配的时隙号； e2:判断当前时隙是否为站端分配的时隙； f2:发送信息。
7.根据权利要求6所述电力自动化终端信息交互方法，其特征在于，所述发送的信息分为常态信息和突发信息。
【文档编号】H04L12/28GK103915899SQ201410118617
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】李嘉添, 李站, 霍锦强, 王胜杰 申请人:广州南方电力集团科技发展有限公司