一种具有智能识别功能的广域安稳通信装置及方法
【专利摘要】本发明提供了一种具有智能识别功能的广域安稳通信装置及方法，通过在电力系统厂站端部署专用通信装置，实现广域测量单元(PMU)、稳控装置等广域稳控终端设备的统一接入，并通过光纤专网实现与稳控中心站之间的实时可靠通信。此外，专用通信装置可以实现广域稳控终端设备在线或离线状态的实时自动发现与识别功能，并将所识别后的信息实时传送到广域安稳控制中心站。本发明解决了厂站内稳控终端设备接入地点变化、设备上下线时都要通过人工更改系统配置的复杂程序，并通过专用通信装置实现数据采集和控制终端的统一接入，有效解决了广域安稳系统数据采集和控制网络分离的弊端，以及数据重复采集、难以共享的问题，提高了电力采集数据的利用效率。
【专利说明】
一种具有智能识别功能的广域安稳通信装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及电力系统通信技术领域，具体涉及一种具有智能识别功能的广域安稳通信装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着跨区互联电网的建设和未来全球能源互联网的发展，必将产生更多长距离、大范围的安稳控制类业务的需求，此外，更多广域测量及新型控制设备和系统的应用，使得远距离的数据和信息的传递越来越多，广域通信流量较大，同步性要求高，业务对电力通信提出了高可靠、高实时的传输要求。
[0003]目前WAMS系统的数据采集和稳定控制系统的通信网络分别采用不同的通信网络，其中WAMS系统的PMU数据采集主要通过调度数据进行传输，供WAMS中心站和调度系统对电力线路的运行状态进行实时监控，而调度数据网对长数据时延和拥塞问题尚未得到较好的解决;安稳控制系统也通过点对点光纤专线对PMU数据进行采集来判断线路的负荷状态，并根据不同线路的负荷状态通过主站系统下发离线策略进行切机或切负荷等控制命令，这种点对点控制范围有限，难以适应广域稳定控制系统的大范围控制的实时性和可靠性要求。并且WAMS系统和安稳控制系统通信网络分离的状态存在难以实现数据共享，PMU数据重复采集，应用效率低的问题。
[0004]目前中心站点的控制系统对接入网络中的厂站内终端设备的识别主要通过人工配置的方式来实现，如果厂站内稳控终端设备接入地点发生变化、设备上线或下线时都要通过人工更改系统配置，实现程序复杂;此外，一旦控制系统收不到终端设备的采集数据时，难以判断是设备故障还是通信线路故障，需要人工逐步查找故障原因，难以实现故障的自动发现和及时处理。因此，如何实现稳控终端设备的自动识别和在线状态的实时监控，是一个尚待解决的问题。
【发明内容】
[0005]为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种具有智能识别功能的广域安稳通信装置及方法，该通信方法通过在电力系统厂站端部署专用通信装置，并为广域稳控终端设备分配端到端的专用通道，实现WAMS系统和稳定控制系统的通信网络的共享;专用通信装置通过数据旁路采集和智能识别功能实现了广域安稳控制中心站对厂站内终端设备的接入状态进行远程实时监控制功能。
[0006]实现上述目的所采用的解决方案为:
[0007]—种具有智能识别功能的广域安稳信号通信装置，所述通信装置包括:分别与主控单元相连接的上联光接口处理单元、复用/解复用单元、智能识别单元、以太网接口处理单元和2M光接口处理单元;分别与所述智能识别单元、所述以太网接口处理单元和所述2M光接口处理单元相连的数据旁路单元。
[0008]优选的，所述主控单元用于对所述通信装置各功能模块的协调控制和同步处理。
[0009]优选的，所述上联光接口处理单元用于将封装成SDH帧结构的数据通过SDH提供的标准STM-1接口上传至站内SDH设备，再经由SDH设备构成的传输网将数据上传至控制中心；所述SDH设备接收来自控制中心的控制信息并进行解析通过对应的输出端口对稳控终端设备进行实时控制。
[0010]优选的，所述智能识别单元根据接口编号、数据封装结构信息判断数据信息的来源和对应编号端口采集数据的变化，并将智能识别后的信息传送给所述主控单元。
[0011]进一步的，所述SDH设备通过2.5G或1G光接口接入光纤专网。
[0012]—种具有智能识别功能的广域安稳信号通信方法，所述通信方法包括:
[0013](I)对通信装置的数据采集接口进行编号；
[0014](2)数据旁路单元对采集数据进行旁路分流和数据过滤，得到接口数据帧的原始消息；
[0015](3)智能识别单元判断出对应接口的接入终端设备类型，及其在线或离线状态。
[0016]优选的，所述步骤(3)中，所述判断根据广域稳控终端设备各自传输的不同数据帧格式和数据内容。
[0017]进一步的，所述广域稳控终端设备的数据上报频率为25?100次/秒;若数据旁路单元连续3秒内没有接收到采集数据上报信息，则判断广域稳控终端设备离线或故障；
[0018]若数据旁路单元中断后连续3秒内又恢复数据的上报，则判断广域稳控终端设备上线或故障消除。
[0019]与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果:
[0020]I)广域信息采集和安稳控制可以在厂站内通过专用通信装置统一接入并上联至光纤通信专网，提高了广域数据采集和控制的实时性和可靠性，有效解决PMU数据通过调度数据网传输时存在数据时延和拥塞问题。
[0021]2)该通信方法通过在电力系统厂站端部署专用通信装置，并为广域稳控终端设备分配端到端的专用光纤通道，实现WAMS系统和稳定控制系统的通信网络的共享，有效地解决了 WAMS系统和稳控系统通信网络分离的问题，提高通信网络的利用效率，同时可以实现PMU采集数据共享，避免PMU数据重复采集，提高数据的利用效率。
[0022]3)本发明所提出的通信方法可为每个厂站端的终端数据采集和控制装置分配独立的物理通信信道，实现端到端的通信控制功能，实现了中心站直接对厂站内设备进行远程配置和管理。
[0023]4)本发明所提出的专用通信装置的智能识别功能，可对终端设备的接入状态进行实时监测，以及设备故障的提前发现和远程维护功能，有效避免了稳控终端设备上线或下线时都要通过人工更改系统配置的方式。
[0024]5)本发明所提出的专用通信装置的智能识别功能，当控制系统收不到终端设备的采集数据时，可以自动判断是设备故障还是通信线路故障，协助实现故障的自动发现和及时处理，大大提高稳控终端设备故障排查和解决的效率。
【附图说明】
[0025]图1为本发明所提供的基于专用通信装置的广域稳控通信厂站内通信整体结构图；
[0026]图2为本发明所提供的基于专用通信装置的广域稳控通信厂站内通信局部结构图；
[0027]图3为本发明所提供的具有智能识别功能的广域安稳信号通信装置结构图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步的详细说明。
[0029]—种具有智能识别功能的广域安稳信号通信装置，所述通信装置包括:分别与主控单元相连接的上联光接口处理单元、复用/解复用单元、智能识别单元、以太网接口处理单元和2M光接口处理单元;分别与所述智能识别单元、所述以太网接口处理单元和所述2M光接口处理单元相连的数据旁路单元。
[0030]所述主控单元用于对所述通信装置各功能模块的协调控制和同步处理。
[0031]所述上联光接口处理单元用于将封装成SDH帧结构的数据通过SDH提供的标准STM-1接口上传至站内SDH设备，再经由SDH设备构成的传输网将数据上传至控制中心;所述SDH设备接收来自控制中心的控制信息并进行解析通过对应的输出端口对稳控终端设备进行实时控制。
[0032]所述智能识别单元根据接口编号、数据封装结构信息判断数据信息的来源和对应编号端口采集数据的变化，并将智能识别后的信息传送给所述主控单元。
[0033]所述SDH设备通过2.5G或1G光接口接入光纤专网。
[0034]—种具有智能识别功能的广域安稳信号通信方法，所述通信方法包括:
[0035](I)对通信装置的数据采集接口进行编号；
[0036](2)数据旁路单元对采集数据进行旁路分流和数据过滤，得到接口数据帧的原始消息；
[0037](3)智能识别单元判断出对应接口的接入终端设备类型，及其在线或离线状态。
[0038]所述步骤(3)中，所述判断根据广域稳控终端设备各自传输的不同数据帧格式和数据内容。
[0039]所述广域稳控终端设备的数据上报频率为25?100次/秒;若数据旁路单元连续3秒内没有接收到采集数据上报信息，则判断广域稳控终端设备离线或故障；
[0040]若数据旁路单元中断后连续3秒内又恢复数据的上报，则判断广域稳控终端设备上线或故障消除。
[0041]所述复用/解复用单元，复用是指是对采集的以太网数据和El接口数据根据SDH帧结构要求封装成标准的STM-1帧结构通过上联接口接入SDH网络；反之，解复用是指对从上联接口接收的SDH帧结构数据进行解析，并根据解析结果将数据分别通过传送至对应编号的以太网接口或El接口单元。
[0042]所述数据旁路单元用于对从以太网接口处理单元和2M光接口处理单元采集的数据进行数据镜像和数据过滤处理，取出智能识别单元需要的接口编号和数据封装结构等信息传送给智能识别单元处理。
[0043]如图1所示，为本实施例中厂站内稳控终端设备通过专用通信装置，以及光纤专网接入中心站的通信结构图，所述系统包括广域稳控中心站，电力通信光纤专网，厂站内广域安稳专用通信装置，以及PMU、安稳装置等各类稳控终端接入装置。
[0044]所述光纤专网，利用光纤专网中SDH技术的通道复用特性，为每个接入专用通信装置的广域稳控终端设备通过约束最短路径算法分配一个从中心站到终端之间的端到端2M专用物理通道。
[0045]所述专用物理通道实现了中心站到厂站端稳控终端设备的端到端的通信控制功能，可以通过中心站直接对厂站内设备进行远程配置和管理。
[0046]如图2所示，图2为本实施例中基于专用通信装置的广域稳控通信厂站内通信结构图，所述系统包括站内SDH设备，广域安稳专用通信装置，以及PMU、安稳装置等各类稳控终端接入装置。
[0047]所述SDH设备，通过STM-1接口实现与广域安稳专用通信装置的上联口连接，并通过2.5G或1G光接口接入光纤专网，实现与中心站的通信功能。
[0048]如图3所示，图3为本实施例中具有智能识别功能的广域安稳信号通信装置结构图，所述系统包括主控单元、数据旁路模块、智能识别单元、复用/解复用单元、以太网接口处理单元、2M光接口处理单元和上联光接口处理单元。
[0049]所述智能识别单元，通过数据旁路采集和数据帧深度解析功能完成对终端设备接入或离线的实时发现、身份识别功能，并通过专用的通信控制通道将智能识别信息实时传输至远程控制中心，具体包括如下步骤:
[0050]I)首先对专用通信装置的数据采集接口进行编号，用于识别终端接入接口的数据来源。
[0051]2)对采集数据进行旁路分流和数据过滤，得到所述接口数据帧的原始消息，根据PMU、稳控装置等广域稳控终端设备各自传输的不同数据帧格式和数据内容，可以判断出对应接口的接入终端设备类型，及其在线或离线状态。
[0052]3)PMU、稳控装置等广域稳控终端设备的数据上报频率为25?100次/秒，考虑终端设备控制命令、文件传输等暂态信息传输时间，若数据旁路单元连续3秒内没有接收到采集数据上报信息，可视为终端设备离线或故障。
[0053]4)同时，智能识别单元保持不间断实时监测，若数据旁路中断后连续3秒内又恢复数据的上报，则可视为终端设备上线或故障消除。
[0054]5)专用通信装置通过智能识别单元检测的PMU、稳控装置等广域稳控终端设备的在线或离线状态及设备类别信息通过通信装置与中心站之间预留专用控制通道实时上报给中心站的控制系统。
[0055]最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的【具体实施方式】进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有智能识别功能的广域安稳信号通信装置，其特征在于，所述通信装置包括:分别与主控单元相连接的上联光接口处理单元、复用/解复用单元、智能识别单元、以太网接口处理单元和2M光接口处理单元;分别与所述智能识别单元、所述以太网接口处理单元和所述2M光接口处理单元相连的数据旁路单元。2.如权利要求1所述的广域安稳信号通信装置，其特征在于，所述主控单元用于对所述通信装置各功能模块的协调控制和同步处理。3.如权利要求1所述的广域安稳信号通信装置，其特征在于，所述上联光接口处理单元用于将封装成SDH帧结构的数据通过SDH提供的标准STM-1接口上传至站内SDH设备。4.如权利要求1所述的广域安稳信号通信装置，其特征在于，所述智能识别单元根据接口编号、数据封装结构信息判断数据信息的来源和对应编号端口采集数据的变化，并将智能识别后的信息传送给所述主控单元。5.如权利要求3所述的广域安稳信号通信装置，其特征在于，所述SDH设备通过2.5G或1G光接口接入光纤专网。6.—种具有智能识别功能的广域安稳信号通信方法，其特征在于，所述通信方法包括: (1)对通信装置的数据采集接口进行编号； (2)数据旁路单元对采集数据进行旁路分流和数据过滤，得到接口数据帧的原始消息； (3)智能识别单元判断对应接口的接入终端设备类型，及其在线或离线的状态。7.如权利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述判断为根据广域稳控终端设备各自传输的不同数据帧格式和数据内容作出判断。8.如权利要求7所述的通信方法，其特征在于，所述广域稳控终端设备的数据上报频率为25?100次/秒;若数据旁路单元连续3秒内没有接收到采集数据上报信息，则判断广域稳控终端设备离线或故障； 若数据旁路单元中断后连续3秒内又恢复数据的上报，则判断广域稳控终端设备上线或故障消除。
【文档编号】H04J3/16GK105871466SQ201610353985
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】郭云飞, 郭经红, 梁云, 卜宪德, 李炳林, 王瑶, 田文锋, 余文杰
【申请人】全球能源互联网研究院, 国家电网公司, 南京南瑞集团公司, 国网江苏省电力公司