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。