一種具有智能識別功能的廣域安穩通信裝置及方法
【專利摘要】本發明提供了一種具有智能識別功能的廣域安穩通信裝置及方法，通過在電力系統廠站端部署專用通信裝置，實現廣域測量單元(PMU)、穩控裝置等廣域穩控終端設備的統一接入，并通過光纖專網實現與穩控中心站之間的實時可靠通信。此外，專用通信裝置可以實現廣域穩控終端設備在線或離線狀態的實時自動發現與識別功能，并將所識別后的信息實時傳送到廣域安穩控制中心站。本發明解決了廠站內穩控終端設備接入地點變化、設備上下線時都要通過人工更改系統配置的復雜程序，并通過專用通信裝置實現數據采集和控制終端的統一接入，有效解決了廣域安穩系統數據采集和控制網絡分離的弊端，以及數據重復采集、難以共享的問題，提高了電力采集數據的利用效率。
【專利說明】
一種具有智能識別功能的廣域安穩通信裝置及方法
技術領域
[0001]本發明涉及電力系統通信技術領域，具體涉及一種具有智能識別功能的廣域安穩通信裝置及方法。
【背景技術】
[0002]隨著跨區互聯電網的建設和未來全球能源互聯網的發展，必將產生更多長距離、大范圍的安穩控制類業務的需求，此外，更多廣域測量及新型控制設備和系統的應用，使得遠距離的數據和信息的傳遞越來越多，廣域通信流量較大，同步性要求高，業務對電力通信提出了高可靠、高實時的傳輸要求。
[0003]目前WAMS系統的數據采集和穩定控制系統的通信網絡分別采用不同的通信網絡，其中WAMS系統的PMU數據采集主要通過調度數據進行傳輸，供WAMS中心站和調度系統對電力線路的運行狀態進行實時監控，而調度數據網對長數據時延和擁塞問題尚未得到較好的解決;安穩控制系統也通過點對點光纖專線對PMU數據進行采集來判斷線路的負荷狀態，并根據不同線路的負荷狀態通過主站系統下發離線策略進行切機或切負荷等控制命令，這種點對點控制范圍有限，難以適應廣域穩定控制系統的大范圍控制的實時性和可靠性要求。并且WAMS系統和安穩控制系統通信網絡分離的狀態存在難以實現數據共享，PMU數據重復采集，應用效率低的問題。
[0004]目前中心站點的控制系統對接入網絡中的廠站內終端設備的識別主要通過人工配置的方式來實現，如果廠站內穩控終端設備接入地點發生變化、設備上線或下線時都要通過人工更改系統配置，實現程序復雜;此外，一旦控制系統收不到終端設備的采集數據時，難以判斷是設備故障還是通信線路故障，需要人工逐步查找故障原因，難以實現故障的自動發現和及時處理。因此，如何實現穩控終端設備的自動識別和在線狀態的實時監控，是一個尚待解決的問題。
【發明內容】
[0005]為克服上述現有技術的不足，本發明提供一種具有智能識別功能的廣域安穩通信裝置及方法，該通信方法通過在電力系統廠站端部署專用通信裝置，并為廣域穩控終端設備分配端到端的專用通道，實現WAMS系統和穩定控制系統的通信網絡的共享;專用通信裝置通過數據旁路采集和智能識別功能實現了廣域安穩控制中心站對廠站內終端設備的接入狀態進行遠程實時監控制功能。
[0006]實現上述目的所采用的解決方案為:
[0007]—種具有智能識別功能的廣域安穩信號通信裝置，所述通信裝置包括:分別與主控單元相連接的上聯光接口處理單元、復用/解復用單元、智能識別單元、以太網接口處理單元和2M光接口處理單元;分別與所述智能識別單元、所述以太網接口處理單元和所述2M光接口處理單元相連的數據旁路單元。
[0008]優選的，所述主控單元用于對所述通信裝置各功能模塊的協調控制和同步處理。
[0009]優選的，所述上聯光接口處理單元用于將封裝成SDH幀結構的數據通過SDH提供的標準STM-1接口上傳至站內SDH設備，再經由SDH設備構成的傳輸網將數據上傳至控制中心；所述SDH設備接收來自控制中心的控制信息并進行解析通過對應的輸出端口對穩控終端設備進行實時控制。
[0010]優選的，所述智能識別單元根據接口編號、數據封裝結構信息判斷數據信息的來源和對應編號端口采集數據的變化，并將智能識別后的信息傳送給所述主控單元。
[0011]進一步的，所述SDH設備通過2.5G或1G光接口接入光纖專網。
[0012]—種具有智能識別功能的廣域安穩信號通信方法，所述通信方法包括:
[0013](I)對通信裝置的數據采集接口進行編號；
[0014](2)數據旁路單元對采集數據進行旁路分流和數據過濾，得到接口數據幀的原始消息；
[0015](3)智能識別單元判斷出對應接口的接入終端設備類型，及其在線或離線狀態。
[0016]優選的，所述步驟(3)中，所述判斷根據廣域穩控終端設備各自傳輸的不同數據幀格式和數據內容。
[0017]進一步的，所述廣域穩控終端設備的數據上報頻率為25?100次/秒;若數據旁路單元連續3秒內沒有接收到采集數據上報信息，則判斷廣域穩控終端設備離線或故障；
[0018]若數據旁路單元中斷后連續3秒內又恢復數據的上報，則判斷廣域穩控終端設備上線或故障消除。
[0019]與最接近的現有技術相比，本發明提供的技術方案具有以下有益效果:
[0020]I)廣域信息采集和安穩控制可以在廠站內通過專用通信裝置統一接入并上聯至光纖通信專網，提高了廣域數據采集和控制的實時性和可靠性，有效解決PMU數據通過調度數據網傳輸時存在數據時延和擁塞問題。
[0021]2)該通信方法通過在電力系統廠站端部署專用通信裝置，并為廣域穩控終端設備分配端到端的專用光纖通道，實現WAMS系統和穩定控制系統的通信網絡的共享，有效地解決了 WAMS系統和穩控系統通信網絡分離的問題，提高通信網絡的利用效率，同時可以實現PMU采集數據共享，避免PMU數據重復采集，提高數據的利用效率。
[0022]3)本發明所提出的通信方法可為每個廠站端的終端數據采集和控制裝置分配獨立的物理通信信道，實現端到端的通信控制功能，實現了中心站直接對廠站內設備進行遠程配置和管理。
[0023]4)本發明所提出的專用通信裝置的智能識別功能，可對終端設備的接入狀態進行實時監測，以及設備故障的提前發現和遠程維護功能，有效避免了穩控終端設備上線或下線時都要通過人工更改系統配置的方式。
[0024]5)本發明所提出的專用通信裝置的智能識別功能，當控制系統收不到終端設備的采集數據時，可以自動判斷是設備故障還是通信線路故障，協助實現故障的自動發現和及時處理，大大提高穩控終端設備故障排查和解決的效率。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明所提供的基于專用通信裝置的廣域穩控通信廠站內通信整體結構圖；
[0026]圖2為本發明所提供的基于專用通信裝置的廣域穩控通信廠站內通信局部結構圖；
[0027]圖3為本發明所提供的具有智能識別功能的廣域安穩信號通信裝置結構圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做進一步的詳細說明。
[0029]—種具有智能識別功能的廣域安穩信號通信裝置，所述通信裝置包括:分別與主控單元相連接的上聯光接口處理單元、復用/解復用單元、智能識別單元、以太網接口處理單元和2M光接口處理單元;分別與所述智能識別單元、所述以太網接口處理單元和所述2M光接口處理單元相連的數據旁路單元。
[0030]所述主控單元用于對所述通信裝置各功能模塊的協調控制和同步處理。
[0031]所述上聯光接口處理單元用于將封裝成SDH幀結構的數據通過SDH提供的標準STM-1接口上傳至站內SDH設備，再經由SDH設備構成的傳輸網將數據上傳至控制中心;所述SDH設備接收來自控制中心的控制信息并進行解析通過對應的輸出端口對穩控終端設備進行實時控制。
[0032]所述智能識別單元根據接口編號、數據封裝結構信息判斷數據信息的來源和對應編號端口采集數據的變化，并將智能識別后的信息傳送給所述主控單元。
[0033]所述SDH設備通過2.5G或1G光接口接入光纖專網。
[0034]—種具有智能識別功能的廣域安穩信號通信方法，所述通信方法包括:
[0035](I)對通信裝置的數據采集接口進行編號；
[0036](2)數據旁路單元對采集數據進行旁路分流和數據過濾，得到接口數據幀的原始消息；
[0037](3)智能識別單元判斷出對應接口的接入終端設備類型，及其在線或離線狀態。
[0038]所述步驟(3)中，所述判斷根據廣域穩控終端設備各自傳輸的不同數據幀格式和數據內容。
[0039]所述廣域穩控終端設備的數據上報頻率為25?100次/秒;若數據旁路單元連續3秒內沒有接收到采集數據上報信息，則判斷廣域穩控終端設備離線或故障；
[0040]若數據旁路單元中斷后連續3秒內又恢復數據的上報，則判斷廣域穩控終端設備上線或故障消除。
[0041]所述復用/解復用單元，復用是指是對采集的以太網數據和El接口數據根據SDH幀結構要求封裝成標準的STM-1幀結構通過上聯接口接入SDH網絡；反之，解復用是指對從上聯接口接收的SDH幀結構數據進行解析，并根據解析結果將數據分別通過傳送至對應編號的以太網接口或El接口單元。
[0042]所述數據旁路單元用于對從以太網接口處理單元和2M光接口處理單元采集的數據進行數據鏡像和數據過濾處理，取出智能識別單元需要的接口編號和數據封裝結構等信息傳送給智能識別單元處理。
[0043]如圖1所示，為本實施例中廠站內穩控終端設備通過專用通信裝置，以及光纖專網接入中心站的通信結構圖，所述系統包括廣域穩控中心站，電力通信光纖專網，廠站內廣域安穩專用通信裝置，以及PMU、安穩裝置等各類穩控終端接入裝置。
[0044]所述光纖專網，利用光纖專網中SDH技術的通道復用特性，為每個接入專用通信裝置的廣域穩控終端設備通過約束最短路徑算法分配一個從中心站到終端之間的端到端2M專用物理通道。
[0045]所述專用物理通道實現了中心站到廠站端穩控終端設備的端到端的通信控制功能，可以通過中心站直接對廠站內設備進行遠程配置和管理。
[0046]如圖2所示，圖2為本實施例中基于專用通信裝置的廣域穩控通信廠站內通信結構圖，所述系統包括站內SDH設備，廣域安穩專用通信裝置，以及PMU、安穩裝置等各類穩控終端接入裝置。
[0047]所述SDH設備，通過STM-1接口實現與廣域安穩專用通信裝置的上聯口連接，并通過2.5G或1G光接口接入光纖專網，實現與中心站的通信功能。
[0048]如圖3所示，圖3為本實施例中具有智能識別功能的廣域安穩信號通信裝置結構圖，所述系統包括主控單元、數據旁路模塊、智能識別單元、復用/解復用單元、以太網接口處理單元、2M光接口處理單元和上聯光接口處理單元。
[0049]所述智能識別單元，通過數據旁路采集和數據幀深度解析功能完成對終端設備接入或離線的實時發現、身份識別功能，并通過專用的通信控制通道將智能識別信息實時傳輸至遠程控制中心，具體包括如下步驟:
[0050]I)首先對專用通信裝置的數據采集接口進行編號，用于識別終端接入接口的數據來源。
[0051]2)對采集數據進行旁路分流和數據過濾，得到所述接口數據幀的原始消息，根據PMU、穩控裝置等廣域穩控終端設備各自傳輸的不同數據幀格式和數據內容，可以判斷出對應接口的接入終端設備類型，及其在線或離線狀態。
[0052]3)PMU、穩控裝置等廣域穩控終端設備的數據上報頻率為25?100次/秒，考慮終端設備控制命令、文件傳輸等暫態信息傳輸時間，若數據旁路單元連續3秒內沒有接收到采集數據上報信息，可視為終端設備離線或故障。
[0053]4)同時，智能識別單元保持不間斷實時監測，若數據旁路中斷后連續3秒內又恢復數據的上報，則可視為終端設備上線或故障消除。
[0054]5)專用通信裝置通過智能識別單元檢測的PMU、穩控裝置等廣域穩控終端設備的在線或離線狀態及設備類別信息通過通信裝置與中心站之間預留專用控制通道實時上報給中心站的控制系統。
[0055]最后應當說明的是:以上實施例僅用于說明本申請的技術方案而非對其保護范圍的限制，盡管參照上述實施例對本申請進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:本領域技術人員閱讀本申請后依然可對申請的【具體實施方式】進行種種變更、修改或者等同替換，但這些變更、修改或者等同替換，均在申請待批的權利要求保護范圍之內。
【主權項】
1.一種具有智能識別功能的廣域安穩信號通信裝置，其特征在于，所述通信裝置包括:分別與主控單元相連接的上聯光接口處理單元、復用/解復用單元、智能識別單元、以太網接口處理單元和2M光接口處理單元;分別與所述智能識別單元、所述以太網接口處理單元和所述2M光接口處理單元相連的數據旁路單元。2.如權利要求1所述的廣域安穩信號通信裝置，其特征在于，所述主控單元用于對所述通信裝置各功能模塊的協調控制和同步處理。3.如權利要求1所述的廣域安穩信號通信裝置，其特征在于，所述上聯光接口處理單元用于將封裝成SDH幀結構的數據通過SDH提供的標準STM-1接口上傳至站內SDH設備。4.如權利要求1所述的廣域安穩信號通信裝置，其特征在于，所述智能識別單元根據接口編號、數據封裝結構信息判斷數據信息的來源和對應編號端口采集數據的變化，并將智能識別后的信息傳送給所述主控單元。5.如權利要求3所述的廣域安穩信號通信裝置，其特征在于，所述SDH設備通過2.5G或1G光接口接入光纖專網。6.—種具有智能識別功能的廣域安穩信號通信方法，其特征在于，所述通信方法包括: (1)對通信裝置的數據采集接口進行編號； (2)數據旁路單元對采集數據進行旁路分流和數據過濾，得到接口數據幀的原始消息； (3)智能識別單元判斷對應接口的接入終端設備類型，及其在線或離線的狀態。7.如權利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述判斷為根據廣域穩控終端設備各自傳輸的不同數據幀格式和數據內容作出判斷。8.如權利要求7所述的通信方法，其特征在于，所述廣域穩控終端設備的數據上報頻率為25?100次/秒;若數據旁路單元連續3秒內沒有接收到采集數據上報信息，則判斷廣域穩控終端設備離線或故障； 若數據旁路單元中斷后連續3秒內又恢復數據的上報，則判斷廣域穩控終端設備上線或故障消除。
【文檔編號】H04J3/16GK105871466SQ201610353985
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】郭云飛, 郭經紅, 梁云, 卜憲德, 李炳林, 王瑤, 田文鋒, 余文杰
【申請人】全球能源互聯網研究院, 國家電網公司, 南京南瑞集團公司, 國網江蘇省電力公司