一种电网通信网络切换方法、装置及电网通信系统与流程

[0001]
本发明涉及一种电网通信网络技术，特别是涉及一种电网通信网络切换方法、装置及电网通信系统。


背景技术：

[0002]
在电力系统领域中，通常使用3g、4g或5g等地面公网通信网络进行通信，虽然4g/5g 无线公网在城区覆盖较好，但在高山峻岭、跨海输电线路等应用场景中通常存在覆盖盲区或覆盖不良的现象，无法完全满足电网的实时通信要求。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种电网通信网络切换方法、装置及电网通信系统，可以有效避免电网的通信不良。
[0004]
第一方面，本申请实施例提供了一种电网通信网络切换方法，包括以下步骤：
[0005]
获取第一对象的地理位置；
[0006]
根据所述第一对象的地理位置和预设的通信网络覆盖区域表，判断所述第一对象是否处于地面通信网络覆盖中心；其中，所述预设的通信网络覆盖区域表中保存有各个地面通信网络覆盖中心的地理位置；
[0007]
当所述第一对象不处于地面通信网络覆盖中心时，获取所述目标通信网络为ka高通量卫星网络；
[0008]
获取第一对象和第二对象上一次通信接入的通信网络；
[0009]
当所述目标通信网络与上一次通信接入的通信网络不相同时，将通信网络切换为所述目标通信网络。
[0010]
在本申请实施例中，通过获取第一对象的地理位置，并根据所述第一对象的地理位置和预设的通信网络覆盖区域表，判断所述第一对象是否处于地面通信网络覆盖中心，当所述第一对象不处于地面通信网络覆盖中心时，确定目标通信网络为ka高通量卫星网络并通过与上一次接入的通信网络进行比较，当所述目标通信网络与上一次通信接入的通信网络不相同时，将通信网络切换为ka高通量卫星网络，从而实现偏远地区或型号覆盖盲区电网通信网络的切换，提高通信网络的稳定性。
[0011]
可选的，在判断所述第一对象是否处于地面通信网络覆盖中心的步骤之后，还包括：
[0012]
当所述第一对象处于地面通信网络覆盖中心时，所述目标通信网络为地面通信网络。
[0013]
可选的，所述第一对象为电站，所述第二对象为信息中心。
[0014]
可选的，在将通信网络切换为所述目标通信网络的步骤之后，还包括：
[0015]
检测当前通信网络是否为目标通信网络；
[0016]
若是，向所述信息中心发送切换通信网络信息。
[0017]
可选的，所述电站和所述信息中心上均设有卫星网络便携站；
[0018]
所述卫星网络便携站包括波纹喇叭、环焦天线和波导圆极化器，所述波纹喇叭和所述波导圆极化器与所述环焦天线连接；
[0019]
所述波导圆极化器用于将线极化信号转换为圆极化信号，并发送至所述环焦天线进行发送；
[0020]
所述波纹喇叭对所述环焦天线接收的卫星网络信号进行极化。
[0021]
可选的，在将通信网络切换为所述目标通信网络的步骤之后，还包括：
[0022]
获取用户的身份信息；
[0023]
根据用户的身份信息，配置用户对信息中心的操作权限；
[0024]
利用所述目标通信网络，获取电站的运行数据。
[0025]
可选的，所述第一对象包括控制中心和交换机；所述控制中心与所述交换机连接；
[0026]
所述将通信网络切换为所述目标通信网络的步骤，包括：
[0027]
接收通信网络切换指令；
[0028]
删除所述交换机的配置信息；
[0029]
根据所述目标通信网络，重新对所述交换机进行配置。
[0030]
可选的，所述第一对象包括控制中心和交换机；所述控制中心与所述交换机连接；
[0031]
在获取所述第一对象上一次的接入的通信网络的步骤之后，包括：
[0032]
当所述目标通信网络与所述上一次的接入的通信网络相同时，删除所述交换机的网元绑定信息。
[0033]
第二方面，本申请实施例提供了一种电网通信网络切换装置，包括：
[0034]
地理位置获取模块，用于获取第一对象的地理位置；
[0035]
地理位置判断模块，根据所述第一对象的地理位置和预设的通信网络覆盖区域表，判断所述第一对象是否处于地面通信网络覆盖中心；其中，所述预设的通信网络覆盖区域表中保存有各个地面通信网络覆盖中心的地理位置；
[0036]
目标通信网络获取模块，用于当所述第一对象不处于地面通信网络覆盖中心时，获取所述目标通信网络为ka高通量卫星网络；
[0037]
通信网络获取模块，用于获取第一对象和第二对象上一次通信接入的通信网络；
[0038]
切换模块，用于当所述目标通信网络与上一次通信接入的通信网络不相同时，将通信网络切换为所述目标通信网络。
[0039]
本申请实施例所述电网通信网络切换装置利用地理位置获取模块获取第一对象的地理位置，利用目标通信网络获取模块判断所述第一对象是否处于地面通信网络覆盖中心，目标通信网络获取模块获取目标通信网络并通过切换模块与上一次接入的通信网络进行比较，当所述目标通信网络与上一次通信接入的通信网络不相同时，将通信网络切换为ka高通量卫星网络，从而实现偏远地区或型号覆盖盲区电网通信网络的切换，提高通信网络的稳定性。
[0040]
第三方面，本申请实施例提供了一种电网通信系统，包括：电站和信息中心；
[0041]
所述电站上设有上述的电网通信网络切换装置；
[0042]
所述信息中心上设有上述的电网通信网络切换装置；
[0043]
所述电站和所述信息中心利用目标通信网络进行数据交互。
[0044]
本申请实施例所述电网通信系统利用电网通信网络切换装置获取第一对象的地理位置，并根据所述第一对象的地理位置和预设的通信网络覆盖区域表，判断所述第一对象是否处于地面通信网络覆盖中心，当所述第一对象不处于地面通信网络覆盖中心时，确定目标通信网络为ka高通量卫星网络并通过与上一次接入的通信网络进行比较，当所述目标通信网络与上一次通信接入的通信网络不相同时，将通信网络切换为ka高通量卫星网络，从而实现偏远地区或型号覆盖盲区电网通信网络的切换，提高通信网络的稳定性。
[0045]
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
[0046]
图1是本发明一个示例性的实施例中一种电网通信网络切换方法的流程图；
[0047]
图2是本发明一个示例性的实施例中一种电网通信装置的结构示意图；
[0048]
图3是本发明一个示例性的实施例中一种电网通信系统的结构示意图。
具体实施方式
[0049]
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。
[0050]
本申请实施例所述电网通信网络切换方法应用于电网通信系统中，用于实现第一对象和第二对象之间的通信网络切换。其中，所述第一对象和所述第二对象可以为电力系统任一利用通信网络进行数据交互的仪器或设备。
[0051]
本申请实施例所述电网通信网络切换方法可以应用于以下场景：
[0052]
(1)电站建设的通信网络切换：新建电站在正式运营之前，需要与信息中心进行设备联调，信息中心发送运动装置控制指令至所述电站，以确认远动装置动作正常。新建电站通常位于高山峻岭之间，地理状况复杂，4g/5g公网信号也存在覆盖盲区或信号覆盖不良的现象，对新建电站与调度中心的远动装置联调造成了一定困难，严重制约了新建电站的投产进度。在新建电站中，4g/5g公有网络会逐步建设完善，同时也引入ka高通量卫星网络作为重要补充，两种类型网络并存。在电站建设过程中，可根据实际网络需要进行网络切换，提高电站建设效率。
[0053]
(2)视频回传网络选择：电力系统铁塔主要用于承载输电线路，为了保证电力输电线路免遭外部破坏，通常在铁塔上安装防外破摄像机以及辅助电力系统生产的传感器。而输电线路具有“点多、线长、面广”的特殊性，电力铁塔分别地区也比较广泛，高山、江河等地随处可见。在公、专网覆盖不到位的铁塔上面，防外破摄像机以及传感系统的数据传输将存在一定困难，可通过对电网通信网络进行切换，利用ka高通量卫星网络进行监控网络数据传输。
[0054]
(3)无人机数据回传网络选择：为了提升电力系统应急通信保障效果，通常采用无人机图传平台扩展保障现场的通信距离，在接收到无人机采集的数据后，通过选用合适的通信网络及时有效地将保障现场的音视频图像回传到信息中心。
[0055]
如图1所示，本申请实施例提供了一种电网通信网络切换方法，包括以下步骤：
[0056]
步骤s1：获取第一对象的地理位置；
[0057]
在一个实施例中，所述地理位置包括第一对象的经度和纬度。所述第一对象的地
理位置可以通过设置在第一对象上的gps/北斗定位模块获取。北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(bds)，是继美全球定位系统(gps)和俄glonass之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力。
[0058]
步骤s2：根据所述第一对象的地理位置和预设的通信网络覆盖区域表，判断所述第一对象是否处于地面通信网络覆盖中心；
[0059]
地面通信网络包括3g、4g或5g等无线通信网络。
[0060]
优选地，所述地面通信网络为4g/5g通信网络。
[0061]
其中，所述预设的通信网络覆盖区域表中保存有各个地面通信网络覆盖中心的地理位置；根据所述第一对象的地理位置，查找所述预设的通信网络覆盖区域表中各地面通信网络覆盖中心的地理位置，从而判断所述第一对象是否处于地面通信网络覆盖中心。
[0062]
在一个实施例中，可以通过将各地面通信网络覆盖中心的地理位置和第一对象的地理位置在百度地图或高德地图等地图软件上进行绘制，从而可以更加直观地展示述第一对象是否处于地面通信网络覆盖中心。
[0063]
步骤s3：当所述第一对象不处于地面通信网络覆盖中心时，获取所述目标通信网络为ka高通量卫星网络。
[0064]
在电力系统领域中，由于电力服务网络分布的广泛性、部分偏远性，地面通信网络和专网通信网络无法完全满足其实时通信要求。专网通信网络，主要包括电力系统载波通信、1.4g 或1.8g无线专网通信和传统的ku频段卫星通信专网。虽然4g/5g通信网络在城区覆盖较好，但在高山峻岭、跨海输电线路等应用场景中通常存在覆盖盲区或覆盖不良的现象；1.4g或 1.8g无线专网通信系统的建设尚处于初级阶段，总体覆盖率欠佳；传统的ku频段卫星通信系统具有设备体积大、重量高、功耗大、便携性能欠佳、通信带宽资源昂贵的特点。
[0065]
而ka高通量卫星网络的频段工作范围大，可用于实现电站控制数据、监控视频数据和无人机数据的快速传输，并且，所述ka高通量卫星网络的地面设备具有小型化和轻量化的特点，有利于灵活使用和移动，故引入ka高通量卫星通信网络作为偏远地区或信号覆盖盲区的电网通信网络进行补充服务。
[0066]
步骤s4：获取第一对象和第二对象上一次通信接入的通信网络；
[0067]
上一次通信接入的通信网络可从第一对象或第二对象的配置信息中得到。
[0068]
步骤s5：当所述目标通信网络与上一次通信接入的通信网络不相同时，将通信网络切换为所述目标通信网络。
[0069]
网络切换是指当接入两路或两路以上通信网络，选择其中一个通信网络进行通信的过程。乒乓效应(ping-pong effect)指的是在两个不同的状态之间来回变化。移动通信系统中，如果在一定区域里两基站信号强度剧烈变化，手机就会在两个基站间来回切换，产生所谓的“乒乓效应”。乒乓效应就是在连接状态的在2个可接入网络之间来回变化。造成乒乓切换的主要原因是网络状态变化快或者没有主导网络，本申请实施例中通过对目标通信网络进行限定，可以有效避免乒乓效应，提高通信网络的稳定性。
[0070]
在本申请实施例中，通过获取第一对象的地理位置，并根据所述第一对象的地理
位置和预设的通信网络覆盖区域表，判断所述第一对象是否处于地面通信网络覆盖中心，当所述第一对象不处于地面通信网络覆盖中心时，确定目标通信网络为ka高通量卫星网络并通过与上一次接入的通信网络进行比较，当所述目标通信网络与上一次通信接入的通信网络不相同时，将通信网络切换为ka高通量卫星网络，从而实现偏远地区或型号覆盖盲区电网通信网络的切换，提高通信网络的稳定性。
[0071]
在一个示例性的实施例中，所述第一对象为电站，所述第二对象为信息中心。信息中心用于对通信网络进行远程监控和管理维护。
[0072]
在将通信网络切换为所述目标通信网络的步骤之后，还包括：
[0073]
检测当前通信网络是否为目标通信网络；
[0074]
若是，向所述信息中心发送切换通信网络信息。
[0075]
通过检测当前通信网络是否为目标通信网络并向信息中心发送切换通信网络信息，便于信息中心可从接收到切换通信网络信息得到电站的通信网络接入情况，便于信息中心对电站通信网络接入的管理和统计。
[0076]
在判断所述第一对象是否处于地面通信网络覆盖中心的步骤之后，还包括：
[0077]
在一个示例性的实施例中，当所述第一对象处于地面通信网络覆盖中心时，所述目标通信网络为地面通信网络。
[0078]
优选地，所述地面通信网络为4g/5g通信网络。
[0079]
对于在4g/5g通信网络覆盖有问题的区域，通过接入卫星网络中的流量资费成本最低的 ka高通量卫星网络(ka高通量卫星网络为传统ku卫星网络的1/10，且费用逐年下降，流量计费时突发业务无需申请，可直接应用大带宽传输)，对于4g/5g通信网络覆盖正常的区域，通过接入成本最低的4g/5g通信网络，可有效降低电网通信的成本。
[0080]
在一个示例性的实施例中，所述卫星网络便携站用于发送和接收通信网络信号；所述卫星网络便携站包括波纹喇叭、环焦天线和波导圆极化器，所述波纹喇叭和所述波导圆极化器与所述环焦天线连接；
[0081]
所述波导圆极化器用于将线极化信号转换为圆极化信号，并发送至所述环焦天线进行发送；
[0082]
所述波纹喇叭对所述环焦天线接收的卫星网络信号进行极化。
[0083]
所述环焦天线可以大幅度减小副反射面和馈源的遮挡，相比传统的双反射面天线，可以降低旁瓣和减小交叉极化。
[0084]
所述波纹喇叭为所述卫星网络便携站的馈源，从馈源相位中心发出的电磁波，经过椭球副反射面的反射到主反射面上时，可以保证电磁波传播的路径保持一致，从而在焦区场的相位一致，而且，电磁波在传输过程中，能量只有很少部分会散射到中间被遮挡的副反射面上，遮挡效应大幅度减小，从而天线的效率可以相对提高。馈源喇叭是反射面天线系统的核心部件，馈源喇叭辐射方向图的对称性主要影响反射面天线的效率和交叉极化性能，因此馈源喇叭的选择和设计是决定整个天馈系统性能的关键。由于波纹喇叭在宽频带内可获得轴对称波束和低旁瓣，同时可以将交叉极化分量抑制在-30db以下，因此，本申请实施例中选择波纹喇叭作为环焦天线的馈源。
[0085]
所述波导圆极化器用于将线极化信号转换为圆极化信号。波导圆极化器是指一种以波导为载体，在波导内加入移向原件，能将线极化波转换为圆极化波的微波元器件。其工
作原理如下：线极化波从天线端口进入，通过极化分离、功率分配以及移相被转化为两个幅度大小相等，相位相差90
°
的线极化波，最后通过极化合成和功率合成，在输出端口形成圆极化波，由天线发射出去。
[0086]
在一个示例性的实施例中，在将通信网络切换为所述目标通信网络的步骤之后，还包括：
[0087]
获取用户的身份信息；
[0088]
根据用户的身份信息，配置用户对信息中心的操作权限；
[0089]
利用所述目标通信网络，获取电站的运行数据。
[0090]
所述操作权限为用户访问信息中心的权限，通过对用户的身份信息进行认证，赋予不同的用户不同的操作权限，以保证信息中心的数据安全。
[0091]
在一个示例性的实施例中，所述第一对象包括控制中心和交换机；所述控制中心与所述交换机连接；
[0092]
所述控制中心用于对所述交换机进行配置。
[0093]
所述将通信网络切换为所述目标通信网络的步骤，包括：
[0094]
接收通信网络切换指令；
[0095]
删除所述交换机的配置信息；
[0096]
根据所述目标通信网络，重新对所述交换机进行配置。
[0097]
所述配置信息包括交换机的策略(policy)、网元绑定信息(bind)和寻路规则(rule)，在将通信网络切换为所述目标通信网络时，通过先删除原通信网络的配置信息，再根据新通信网络重新配置交换机的策略(policy)、网元绑定信息(bind)和寻路规则(rule)，从而有效避免配置信息重复或未完全覆盖，导致通信网络切换异常。
[0098]
在一个示例性的实施例中，所述第一对象包括控制中心和交换机；所述控制中心与所述交换机连接；
[0099]
在获取所述第一对象上一次的接入的通信网络的步骤之后，包括：
[0100]
当所述目标通信网络与所述上一次的接入的通信网络相同时，删除所述交换机的网元绑定信息。
[0101]
网元绑定信息是指交换机的控制中心与端口的绑定信息(bind)，所述网元绑定信息包括控制中心的mac地址、ip地址和绑定的端口，当所述目标通信网络与所述上一次的接入的通信网络相同时，所述通信网络保持不变，此时，控制中心无需对交换机的配置信息进行更新，删除网元绑定信息(bind)，停止控制中心对交换机的控制。
[0102]
如图2所示，本申请实施例还提供了一种电网通信网络切换装置，包括：
[0103]
地理位置获取模块1，用于获取第一对象的地理位置；
[0104]
地理位置判断模块2，根据所述第一对象的地理位置和预设的通信网络覆盖区域表，判断所述第一对象是否处于地面通信网络覆盖中心；其中，所述预设的通信网络覆盖区域表中保存有各个地面通信网络覆盖中心的地理位置；
[0105]
目标通信网络获取模块3，用于当所述第一对象不处于地面通信网络覆盖中心时，获取所述目标通信网络为ka高通量卫星网络；
[0106]
通信网络获取模块4，用于获取第一对象和第二对象上一次通信接入的通信网络；
[0107]
切换模块5，用于当所述目标通信网络与上一次通信接入的通信网络不相同时，将
通信网络切换为所述目标通信网络。
[0108]
需要说明的是，上述实施例提供的电网通信网络切换装置在执行电网通信网络切换方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分为不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的电网通信网络切换装置和电网通信网络切换方法属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
[0109]
如图3所示，本申请实施例还提供了一种电网通信系统，包括：电站100和信息中心200；
[0110]
所述电站100上设有上述的电网通信网络切换装置；
[0111]
所述信息中心200上设有上述的电网通信网络切换装置；
[0112]
所述电站和所述信息中心利用目标通信网络进行数据交互
[0113]
应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。
[0114]
在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和 /或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0115]
下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0116]
此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“若干个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0117]
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。