减小关键业务时延风电场网络交换机输出优化方法和系统与流程

文档序号:20487819发布日期:2020-04-21 21:48阅读:239来源:国知局
技术特征:

1.减小关键业务时延风电场网络交换机输出优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)根据业务信号的重要程度确定所述业务信号的优先级;

2)设定各所述优先级对应的所述业务信号帧长度,并将所述业务信号整形为所述业务信号帧长度的若干业务信号帧;

3)根据业务信号的优先级,将经过整形的所述业务信号帧进行送出控制处理。

2.如权利要求1所述的减小关键业务时延风电场网络交换机输出优化方法,其特征在于,所述优先控制处理优先送出所述优先级高的所述业务信号帧,以减少关键业务信号的时延。

3.如权利要求1或2所述的减小关键业务时延风电场网络交换机输出优化方法,其特征在于,所述步骤1)中所述业务信号的优先级包括:

在风力发电场网络交换机或网络交换机模块内部,ieee802.1pmac层帧去除头部和尾部,留下ieee802.1pmac层帧的有效负载作为被承载业务信号,所述承载业务信号比特流经过交叉连接交换网络部件,按照业务信号的端到端的时延要求对业务信号的优先级进行排序,区分出4个并行的比特流队列,分别缓存在风力发电场网络交换机或网络交换机模块缓存器中4个并行的fifo逻辑的高速存储器内,业务信号的端到端的时延要求,要求端到端的时延最小的业务信号优先级最高,要求端到端的时延最宽松或无要求的业务信号优先级最低,优先级由高到低分别是最高优先级的队列、次最高优先级的队列、中等优先级的队列和最低优先级的队列。

4.如权利要求3所述的减小关键业务时延风电场网络交换机输出优化方法,其特征在于,对于风力发电场数据网络中的业务信号而言,最高优先级队列包含iec61850的goose、sv信号和/或iec60870-5-101信号;次高优先级队列包含iec61850的ieee1588v2和/或iec60870-5-103信号;中等优先级包含iec61850的sntp、iec60870-5-102信号、rs-232和/或rs-485信号;最低优先级队列包含iec61850的mms和/或iec60870-5-104信号。

5.如权利要求1或2所述的减小关键业务时延风电场网络交换机输出优化方法,其特征在于,所述步骤2)具体包括以下步骤:

2.1)设定各优先级对应信号帧长度,对于第i优先级在长度整形前与长度整形后的长度分别为ai与pi,i=1时对应最高优先级,i=2时对应次高优先级,i=3时对应中等优先级,i=4时对应最低优先级;

2.2)将业务信号整形为信号帧长度的若干信号帧,具体包括:

2.2.1)定义ai÷pi得商的整数部分为ni、余数为bi,包括3种情况:

2.2.1.1)当ni=1时,无需对所述第i优先级信号进行拆分,而且无需填充0字节;所述第i优先级的业务信号帧直接作为长度整形后的第i优先级信号帧队列;

2.2.1.2)当ai能被pi整除,且ni,且的情况下,将长度为ai字节的第i优先级业务信号拆分出ni个pi字节长度的信号帧,按照从最低有效字节开始到第i有效字节的顺序进行拆分,而且无需填充0字节;所述第i优先级的业务信号拆分为ni个长度为pi字节的信号帧作为长度整形后的第i优先级信号帧队列;

2.2.1.3)当ai不能被pi整除时,按照从最低有效字节开始到第i有效字节的顺序进行拆分,将长度为ai字节的所述第i优先级的业务信号拆分为ni个长度为pi字节的信号帧和1个长度为bi字节的信号帧,并对长度为bi字节的帧填充pi-bi个0字节,得到1个长度为pi字节长度的信号帧,填充0字节的顺序也是按照从较低有效字节到较高有效字节开始填充;原长度为ai字节的所述第i优先级的信号拆分为ni个未填充0字节的pi字节长度的信号帧和1个填充了0字节的pi字节长度的信号帧,形成ni+1个长度为pi字节长度的帧;ni+1个pi字节长度的信号帧作为长度整形后的第i优先级信号帧队列。

6.如权利要求5所述的减小关键业务时延风电场网络交换机输出优化方法,其特征在于,最高优先级、次高优先级、中等优先级和最低优先级对应的整形长度依次增大,且各优先级的整形长度由不同的风电场网络速率确定。

7.如权利要求1或2所述的减小关键业务时延风电场网络交换机输出优化方法,其特征在于,所述步骤3)具体包括如下步骤:

3.1)判别存储器组中最高优先级信号帧队列是否为空,若不为空,则对应最高优先级信号帧的csma/cd协议退避极限设置为6次,并将所述信号帧封装为ieee802.1pmac层信号帧格式,再使用csma/cd协议输出所述信号帧,完成发送输出带信号帧间隔的物理层信号帧后,返回步骤3.1;若为空,则进行下一步;

3.2)判别存储器组中次高优先级信号帧队列是否为空,若不为空,则对应次高优先级信号帧的csma/cd协议退避极限设置为8次,并将所述信号帧封装为ieee802.1pmac层信号帧格式,再使用csma/cd协议输出所述信号帧,完成发送输出带信号帧间隔的物理层信号帧后,返回步骤3.1;若为空,则进行下一步;

3.3)判别存储器组中中等优先级信号帧队列是否为空,若不为空,则对应中等优先级信号帧的csma/cd协议退避极限设置为10次,并将所述信号帧封装为ieee802.1pmac层信号帧格式,再使用csma/cd协议输出所述信号帧,完成发送输出带信号帧间隔的物理层信号帧后,返回步骤3.1;若为空,则进行下一步;

3.4)判别存储器组中最低优先级信号帧队列是否为空,若不为空,则对应最低优先级信号帧的csma/cd协议退避极限设置为12次,并将所述信号帧封装为ieee802.1pmac层信号帧格式,再使用csma/cd协议输出所述信号帧,完成发送输出带信号帧间隔的物理层信号帧后,返回步骤3.1;若为空,则进行下一步;

3.5)间隔1个时间片的时间后,返回步骤3.1。

8.如权利要求7所述的减小关键业务时延风电场网络交换机输出优化方法,其特征在于,所述1个时间片为512比特时间。

9.如权利要求7所述的减小关键业务时延风电场网络交换机输出优化方法,其特征在于,将所述信号帧封装为ieee802.1pmac层信号帧格式,其中,以太网类型/长度即“ethertype/size”字段取值,用于标记4种优先级的信号帧长度的“ethertype/size”字段十六进制取值公式为:

9.1)最高优先级业务信号帧的“ethertype/size”字段值=整形前信号帧长度a1的十六进制值+a000;

9.2)次最高优先级业务信号帧的“ethertype/size”字段值=整形前信号帧长度a2的十六进制值+b000;

9.3)中等优先级业务信号帧的“ethertype/size”字段值=整形前信号帧长度a3的十六进制值+c000,

9.4)最低优先级业务信号帧的“ethertype/size”字段值=整形前信号帧长度a4的十六进制值+d000。

10.减小关键业务时延风电场网络交换机输出优化系统,其特征在于,包括:

优先级确定模块,用于根据业务信号的重要程度确定所述业务信号的优先级;

信号整形模块,用于设定各所述优先级对应的所述业务信号帧长度,并将所述业务信号整形为所述业务信号帧长度的若干业务信号帧;

信号送出控制模块,用于根据业务信号的优先级,将经过整形的所述业务信号帧进行送出控制处理。


技术总结
本发明涉及减小关键业务时延风电场网络交换机输出优化方法和系统,包括以下步骤:1)根据业务信号的重要程度确定所述业务信号的优先级;2)设定各所述优先级对应的所述业务信号帧长度,并将所述业务信号整形为所述业务信号帧长度的若干业务信号帧;3)根据业务信号的优先级,将经过整形的所述业务信号帧进行送出控制处理。其通过优化资源调配策略,减小时延,缩减时延抖动的不确定性,保证风力发电场数据网络端到端关键业务信号流量时延控制的准时与准确,实时应对风电机组出力功率的波动性和随机性,有力支撑风电的大规模并网和高发电渗透率。

技术研发人员:苗新;朱炳铨;刘理峰;杨才明;李勇;谢栋;金乃正;章立宗
受保护的技术使用者:国家电网有限公司;国网经济技术研究院有限公司;国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司;国网浙江省电力有限公司
技术研发日:2019.12.12
技术公布日:2020.04.21
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