一种直流站间通信切换方法与流程

本发明属于直流输电领域，特别涉及一种直流站间通信切换方法。

背景技术：

在直流输电系统中，换流站分别工作在整流、逆变两种运行方式，承担整流、逆变控制功能的直流控制系统之间需要实时交换信息、协调控制，这就要求换流站之间能够通信。由于换流站物理位置相隔较远，通常站间通信是通过电力通信传输网实现。从冗余方面考虑，直流输电一般有两套相同配置且独立运行的控制系统，一套处于值班状态，另一套处于备用状态。为减少站间通信通道数量、降低工程投资，仅需要将两侧值班控制系统的信息进行传输，需使用一个通信切换装置来转发值班系统的信息。目前实际工程中，控制系统大都输出HDLC电信号至通信切换装置，再由通信切换模块通过G.703(E1)接口至SDH传输网，实现了站间点对点通信。这种方式适合双端直流，但对于多端直流，如果仍然使用上述点对点通信方式，要求直流控制系统站间通信接口多、占用SDH通道多，通信整体可靠性降低，扩展不方便。需要研究一种新的直流站间通信切换方法。

技术实现要素：

本发明的目的，在于提供一种基于以太网的直流站间通信切换方法，可以提高通信速度，减少传输延时，简化站间通信系统设计，支持多个站间组网通信，满足多端直流互联、协调控制需求。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种直流站间通信切换方法，包括如下步骤：

步骤S100：直流控制系统通过通信切换模块连接通信传输设备，经电力通信传输网实现站间通信；

步骤S101：直流控制系统将表示值班或备用的运行状态ACTIVE标志和站间需要交换的信息，用以太网报文发给通信切换模块；

步骤S102：通信切换模块根据以太网报文中的ACTIVE标志，选择将值班系统的以太网报文发送给通信传输设备，经电力通信传输网送给其他换流站。

上述步骤S100中，直流控制系统通过独立的通信口，分别连接2个及以上的通信切换模块，每个通信切换模块用通信口连接通信传输设备；从冗余可靠方面考虑，一般配置两个通信切换模块。

上述步骤S101之前还包括：换流站直流控制系统有2套及以上相同配置且独立运行的系统，直流控制系统运行在值班状态(即ACTIVE为TRUE)或备用状态(即ACTIVE为FALSE)。

上述步骤S101中，直流控制系统将站间需要交换的信息，按一定格式组成以太网报文帧，并在以太网报文中写入值班或备用状态(即ACTIVE标志)，这种带有ACTIVE标志的以太网报文被发送给通信切换模块。

上述步骤S102的详细内容是：通信切换模块从不同端口接收来自直流控制系统的以太网报文，从以太网报文中获得ACTIVE标志，将值班状态报文转发至与通信传输设备连接的通信口，将备用状态报文丢弃，这样通信传输设备只能转发值班系统的消息至电力通信传输网。

采取本方案后，直流站间通信系统设计将非常简洁、可靠，采用以太网通信传输速率可达到100Mbps或1Gbps，相比常规G.703(E1)的2Mbps提升巨大，缩短通信传输延时，另外以太网支持虚拟局域网技术(VLAN)、组播技术，多个直流站可以通过电力通信传输网组建一个广域范围的以太网，这些站的直流控制系统可以实现组网通信，多端直流的互联、协调控制变得非常容易。相比传统的HDLC点对点通信有非常大的优势。

附图说明

图1是本发明所提出的直流换流站间通信切换示意图；

图2是通信切换模块工作示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种直流站间通信切换方法，包括如下步骤：

步骤S100：直流控制系统通过通信切换模块连接通信传输设备，经电力通信传输网实现站间通信；

这里，直流控制系统通过独立的以太网通信口，分别连接2个通信切换模块，如图1所示，每个直流控制系统有2个站间以太网通信口，分别连接2个通信切换模块。

每个通信切换模块用以太网通信口连接通信传输设备。对于目前广泛使用的SDH传输网，由于SDH工作在物理层，以太网工作在链路层，SDH对于以太网来说是透明传输管道。通过对换流站内的SDH通信传输设备进行配置，可以建立站间以太网通信通道，实现广域以太网通信。

通信切换模块数量与站间通信通道数量相同，从冗余可靠方面考虑，一般配置两个通信切换模块，保证单个通信环节出错，不会导致上层业务通信中断。

步骤S101：直流控制系统将表示值班或备用的运行状态ACTIVE标志和站间需要交换的信息，用以太网报文发给通信切换模块；

这里，换流站直流控制系统通常有2套及以上相同配置且独立运行的系统，有且只有1套系统处于值班状态(ACTIVE标志为TRUE)，其余系统处于备用状态(ACTIVE标志为FALSE)。

直流控制系统将站间需要交换的信息，按一定格式组成以太网报文帧，并在以太网报文中写入ACTIVE标志，这种带有ACTIVE标志的以太网报文被发送给通信切换模块。

这个ACTIVE标志，可以定义在以太网报文某个固定位置，例如在APDU(应用数据单元Application Protocol Data Unit)的第一个字节,这个字节值0x5A代表TRUE/值班，其他值代表FALSE/备用。

步骤S102：通信切换模块根据以太网报文中的ACTIVE标志，选择将值班系统的以太网报文发送给通信传输设备，经电力通信传输网送给其他换流站。

这里，如图2所示，通信切换模块从不同端口接收来自直流控制系统的以太网报文，从以太网报文中获得ACTIVE标志，将值班状态报文转发至与通信传输设备连接的通信口，将备用状态报文丢弃，这样通信传输设备只能转发值班系统的消息至电力通信传输网。

对于电力通信传输网，通过设置，可以使得通信传输设备工作在点对点或者组网通信模式。对于常规双端直流，可以用点对点模式。对于多端直流，可以用组网通信方式，降低通信系统复杂度。

为提高报文转发的实时性，通信切换模块可以采用可编程逻辑器件FPGA来处理以太网报文，FPGA可以依据IEC 802.3以太网协议，实时解析P1、P2端口的以太网帧的串行码流，提取以太网报文固定位置上的ACTIVE标志，然后通过一个选通器，将ACTIVE为TRUE的以太网报文转发至P3端口。相比CPU软件解码再转发，FPGA硬解码实时性最高，通信切装置的传输环节延时可以小于1微秒。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。