本发明涉及宽带载波领域,具体是一种基于电力线载波的智能分布式速动型fa通信方法。
背景技术:
馈线自动化(fa,feedenautonation)是指变电站出线到用户用电设备之间的馈电线路自动化,主要用于用电检测、运行数据汇总,另外,馈线自动化也用于事故状态下的故障检测、隔离及供电恢复。
本方法应用电力线载波替代光纤或网线线路,完成智能分布式速动型fa通信系统。
智能分布式速动型fa通信由于需要响应速度较高,因此较为理想的通信介质是光纤或网线,但是上述两种介质受到现场实际供电环境的限制,有些应用场景下,无法进行铺设,这时可考虑使用电力线载波技术进行通信方案的设计。现有技术瓶颈局限在fa系统对于故障检测及隔离的响应速度要求较高(小于200ms),电力线载波速度无法满足。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种基于电力线载波的智能分布式速动型fa通信方法,通过对电力线载波技术与馈线终端的融合,能够达到完成智能分布式速动型fa的响应需求。
为实现上述目的,本发明提供一种基于电力线载波的智能分布式速动型fa通信方法,包括2种情况的通信方法,具体如下::
情况1:馈线终端发送链路保活帧。馈线终端通过网口与电力线载波机连接,电力线载波机通过信号线连接耦合器,通过耦合器发送调制的电力线载波信号,对端耦合器收到电力线载波信号后,进行解调,还原回馈线终端的原始信号,电力线载波机将原始信号通过网口传输给对端馈线终端,构成信息交互通信路径;链路保活帧按照此信息交互通信路径进行传输;
情况2:在10kv线路或者环网柜线路发生故障时,电力线载波机通过智能分布式速动型fa的判决数据进行分析,过滤掉tcp/ip协议中正常发送的ack应答帧,将ack应答帧采用电力线载波机代回的方式进行回复,以节省带宽和时间,将ack的应答机制用载波机自身协议替代,保证ack响应的数据帧正确发送到对端馈线终端的网口。
所述信息交互通信路径为:智能分布式速动型fa设备之间有相应的链路保活帧,电力线载波机要对收到的数据进行信息处理,以保证馈线终端的链路连接正常,保证馈线终端的链路保活帧不丢失,保证故障检测数据不丢失;
所述信息处理方式如下:
1)电力线载波机能够识别链路保活帧,当检测到数据保活帧,将其通过电力线载波发送过去;
2)电力线载波机能够识别智能分布式速动型fa的故障数据帧,当检测到故障数据帧时,优化掉故障数据帧的ack确认帧,只传输故障数据帧的有效数据;
3)优化掉的故障数据帧的ack确认帧,电力线载波机将通过载波上的数据确认机制,保证故障数据帧的有效数据传输到对端电力线载波机;
4)对端电力线载波机收到故障数据帧的有效数据后,将其发送到与之相连接的馈线终端。
本发明通过电力线载波机与馈线终端、工业以太网交换机(以下简称交换机)配合,能够实现智能分布式速动型fa系统的通信。
每个馈线终端通过以太网与相邻馈线终端通信,例如,城市改造时,在桥梁两端架设馈线终端,无法施工安装光纤(或网线)时,此时可使用10kv线路(或地缆屏蔽层)进行电力线载波通信。
当所述馈线终端检测到其所在线路发生瞬间故障、永久故障时,会通过以太网进行相邻节点间的通信询问,通信方式使用以太网tcp/ip协议发送私有协议。
附图说明
图1为基于电力线载波的智能分布式速动型fa通信方法的应用环境说明示例图。
图2为基于电力线载波的智能分布式速动型fa通信方法的系统原理框图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的实施例:
电力供应方向位于馈线终端1的左侧(虚线方框内),发明对以太网数据帧进行了处理。
fa正常链路保活帧的处理方式:
下面描述馈线终端1与馈线终端2的通信实施流程:
如图1所示,馈线终端1发送的tcp/ip报文被电力线载波机a1接收到,电力线载波机a1转换成电力线载波信号,将信息传输到电力线载波机b1,电力线载波机b1将这个信息还原回tcp/ip报文,发送给馈线终端2。
馈线终端2根据收到的tcp/ip报文进行tcp/ip的ack应答,电力线载波机b2收到应答后,转换成电力线载波信号,将信息传输到电力线载波机a1,电力线载波机a1将这个信息还原回tcp/ip报文,发送给馈线终端1。
以此类推,馈线终端2与馈线终端3,馈线终端3与馈线终端4通信方式与上述相同。
fa动作时的报文处理方式:
故障出现在地缆1处,则馈线终端1会监测到故障,馈线终端1发送询问帧,馈线终端2接收此询问帧并应答。基于tcp/ip协议的通信帧如下:
1)馈线终端1----发送询问帧;
2)馈线终端2----ack应答帧;
3)馈线终端2----发送回复帧;
4)馈线终端1----ack应答帧;
此种故障:帧2)由电力线载波机a1代替回复,帧4)由电力线载波机b1代替回复。因此,实际在地缆1上传输的信息为帧1)和帧3)。
故障出现在地缆2处,馈线终端1和馈线终端2检测到故障,馈线终端1和馈线终端2同时发送询问帧,基于tcp/ip协议的通信帧如下:
1)馈线终端1---->向馈线终端2发送询问帧(与帧5)同时发送);
2)馈线终端2---->向馈线终端1发送ack应答帧;
3)馈线终端2---->向馈线终端1发送回复帧;
4)馈线终端1---->向馈线终端2发送ack应答帧;
5)馈线终端2---->向馈线终端1发送询问帧(与帧1)同时发送);
6)馈线终端1---->向馈线终端2发送ack应答帧;
7)馈线终端1---->向馈线终端2发送回复帧;
8)馈线终端2---->向馈线终端1发送ack应答帧;
9)馈线终端2---->向馈线终端3发送询问帧(与帧1)同时发送);
10)馈线终端3---->向馈线终端2发送ack应答帧;
11)馈线终端3---->向馈线终端2发送回复帧;
12)馈线终端2---->向馈线终端3发送ack应答帧;
此种故障:帧2)由电力线载波机a1代替回复,帧4)、帧6)由电力线载波机b1代替回复,帧8)和帧10)由电力线载波机a2代替回复,帧12)由电力线载波机b2代替回复。因此,实际在地缆1、地缆2上传输的信息为帧1)、帧3)、帧5)、帧7)、帧9)和帧11)。
故障出现在地缆3处,则终端1、终端2和终端3检测到故障,终端1、馈线终端2和馈线终端3同时发送问询帧,基于tcp/ip协议的通信帧如下:
1)馈线终端1---->向馈线终端2发送询问帧(帧1)、帧5)、帧9)、帧13)和帧17)同时发送);
2)馈线终端2---->向馈线终端1发送ack应答帧;
3)馈线终端2---->向馈线终端1发送回复帧;
4)馈线终端1---->向馈线终端2发送ack应答帧;
5)馈线终端2---->向馈线终端1发送询问帧(帧1)、帧5)、帧9)、帧13)和帧17)同时发送);
6)馈线终端1---->向馈线终端2发送ack应答帧;
7)馈线终端1---->向馈线终端2发送回复帧;
8)馈线终端2---->向馈线终端1发送ack应答帧;
9)馈线终端2---->向馈线终端3发送询问帧(帧1)、帧5)、帧9)、帧13)和帧17)同时发送);
10)馈线终端3---->向馈线终端2发送ack应答帧;
11)馈线终端3---->向馈线终端2发送回复帧;
12)馈线终端2---->向馈线终端3发送ack应答帧;
13)馈线终端3---->向馈线终端2发送询问帧(帧1)、帧5)、帧9)、帧13)和帧17)同时发送);
14)馈线终端2---->向馈线终端3发送ack应答帧;
15)馈线终端2---->向馈线终端3发送回复帧;
16)馈线终端3---->向馈线终端2发送ack应答帧;
17)馈线终端3---->向馈线终端4发送询问帧(帧1)、帧5)、帧9)、帧13)和帧17)同时发送);
18)馈线终端4---->向馈线终端3发送ack应答帧;
19)馈线终端4---->向馈线终端3发送回复帧;
20)馈线终端3---->向馈线终端4发送ack应答帧;
此种故障:帧2)由电力线载波机a1代替回复,帧4)、帧6)由电力线载波机b1代替回复,帧8)和帧10)由电力线载波机a2代替回复,帧12)和帧14)由电力线载波机b2代替回复,帧16)和帧18)由电力线载波机a3代替回复,帧20)由电力线载波机b3代替回复。因此,实际在地缆1、地缆2和地缆3上传输的信息为帧1)、帧3)、帧5)、帧7)、帧9)、帧11)、帧13)、帧15)、帧17)和帧19)。
如图2所示,馈线终端1,馈线终端2和馈线终端3分别为具有速动型fa功能的馈线终端。
电力线载波机a1与馈线终端1通过以太网线连接。
电力线载波机b1和电力线载波机a2连接以太网交换机a,以太网交换机a与馈线终端2相连。
电力线载波机b2与电力线载波机a3连接以太网交换机b,以太网交换机b与馈线终端3相连。
电力线载波机b3与馈线终端4通过以太网线连接。
电力线载波机a1与电力线载波机b1,电力线载波机a2与电力线载波机b2,电力线载波机a3与电力线载波机b3各自为一对通信设备,相互通信。
电力线载波机a1不与除电力线载波机b1外的电力线载波机通信。以此类推,电力线载波机a2,电力线载波机a3也是与各自配对设备通信。
电力线载波机a1与电力线载波机b1通信频段为0.7mhz-3mhz。
电力线载波机a2与电力线载波机b2通信频段为3mhz-6mhz。
电力线载波机a3与电力线载波机b3通信频段为0.7mhz-3mhz。
系统所述的耦合器,通过载波信号线向上连接各自电力线载波机,向下连接到地缆屏蔽层。