一种直流站间通信切换装置的制作方法

文档序号:12568655阅读:328来源:国知局
一种直流站间通信切换装置的制作方法

本实用新型属于直流输电领域,特别涉及一种直流站间通信切换装置。



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交换,因此要通过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,直流控制系统通常输出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。当前多端柔性直流输电成为新的热点,需要研究一种新的直流站间通信和通信切换装置。



技术实现要素:

本实用新型的目的,在于提供一种直流站间通信切换装置,其可提高通信速度,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,本实用新型的解决方案是:

一种直流站间通信切换装置,包括一个或多个通信切换模块,通信切换模块连接在直流控制系统与通信传输设备之间;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;通信切换模块根据所收到报文中的ACTIVE标志,选择将值班系统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。

上述直流控制系统通过以太网连接通信切换模块,通信切换模块通过以太网连接通信传输设备。

上述通信切换模块设置有两个,直流控制系统设置有两个,两个直流控制系统的输出端均连接至两个通信切换模块的输入端。

上述通信切换模块采用FPGA。

上述通信传输设备采用点对点或组网以太网通信方式。

采用上述方案后,本实用新型使直流站间通信系统设计变得非常简洁、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,适应广域通信技术发展,相比传统的HDLC点对点通信有非常大的优势。

附图说明

图1是本实用新型的整体架构图;

图2是本实用新型的工作示意图。

具体实施方式

以下将结合附图,对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1所示,本实用新型提供一种直流站间通信切换装置,包括连接直流控制系统与通信传输设备的通信切换模块,直流控制系统将运行状态ACTIVE标志(值班或备用)和站间需要交换的信息,用以太网报文发给通信切换模块;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,直流控制系统通过以太网连接通信切换模块,通信切换模块通过以太网连接通信传输设备。从冗余方面考虑,每一个直流极至少有两套直流控制系统,运行在值班(即ACTIVE为TRUE)或备用(即ACTIVE为FALSE)状态,每套直流控制系统至少有两个独立的站间通信端口,每个换流站至少有两个通信切换模块与其他站交换信息。如果没有站间通信切换装置,一个直流极两个换流站之间至少要建立4个站间通信通道。使用站间通信切换装置,将值班系统的消息传输给对侧,只需建立2个站间通道,能够实现系统冗余和通信冗余,对于节省工程投资、降低系统复杂度、提高直流输电运行可靠性有重要意义。

在实际工程配置中,一个直流极有两套直流控制系统,两个站间通信切换模块,每套直流控制系统用两个通信口分别连接两个站间通信切换模块,两个站间通信切换模块分别连接通信传输设备。通过系统冗余和通信冗余,提升直流系统可靠性。

这里,直流控制系统运行在值班(即ACTIVE为TRUE)或备用状态(即ACTIVE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。

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。

这里,如图2所示,在站间通信切换装置中,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ACTIVE为TRUE的报文转发至与通信传输设备连接的通信口,将ACTIVE为FALSE的报文丢弃,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。

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,然后通过一个由FPGA逻辑单元实现的选通器,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。

每个通信切换模块用以太网通信口连接通信传输设备。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。通过对换流站内的通信传输设备进行配置,可以建立不同SDH节点间通道,实现换流站站间点对点或者组网以太网通信。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。

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

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