基於vlan技術的數位化變電站時分多路交流採樣方法
2023-12-11 20:31:07
專利名稱：基於vlan技術的數位化變電站時分多路交流採樣方法
技術領域：
本發明屬於電力系統自動化控制領域，特別是一種基於VLAN技術的 數位化變電站時分多路交流採樣方法。
背景技術：
目前，國內大批數位化變電站的試點運行以及常規變電站數位化改造 中，配置了過程層數位化設備，用於對二次電壓電流量進行就地採樣，實 現模擬信號就地數位化。在大多數數位化變電站中，模擬量數位化設備一 般採用電子式互感器，電子式互感器由就地採集模塊和合併單元(MU)組 成，合併單元將就地採集模塊採集的模擬量信號，通過通信方式傳送給保 護測控裝置。合併單元一般提供乙太網接口，通過該接口提供符合IEC 61850-9-1或IEC 61850-9-2標準的交流採樣數據報文。保護測控裝置從合 並單元獲取上述模擬量信號，然後進行計算和分析。時分多路交流採樣方 法就是採用時分復用的方法將多個合併器提供的模擬量信號送給測控裝置 進行計算和分析的一種方法。
數位化變電站中，由於採用了電子式互感器，模擬量信號的採樣就地 化，電子式互感器將採集到的數據通過通信的方式上送到保護測控裝置。 如果保護測控裝置需要採集多個間隔的交流信號， 一般採用兩種方法一 種方法是包括測控裝置配置多個乙太網口，每個接口與合併器相連，接收 採樣數據。另一種方法是，將配置在各個間隔的合併器連接到交換機，保 護測控裝置的通信口也連接到交換機，通過網絡獲得採樣數據。採用第一 種方法時，保護測控裝置需要配置多個乙太網口，裝置的硬體配置複雜。 採用第二種方法時，由於交換機的通信能力是有限的，其網絡處理能力也 有限，而且對保護測控裝置處理能力的要求隨著處理間隔的增加而提高， 因此能夠接入保護測控裝置的通道數是受限的。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種基於VLAN技術的 數位化變電站時分多路交流採樣方法，具有不受採樣間隔數限制的突出優200910069829.6
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點，從而簡化硬體結構，擴大適用範圍。
本發明解決其技術問題是通過以下技術方案實現的
一種基於VLAN技術的數位化變電站時分多路交流採樣方法，包括以
下步驟各間隔合併器的採樣信號傳輸至交換機的輸入埠，交換機將採 樣信號通過其輸出埠輸出至保護測控裝置，其特徵在於還包括通過交 換機實現時分多路交流採樣自動切換的步驟，具體為
(1) 將交換機分成多個VLAN組，每一 VLAN組對應一個或多個交換機 輸入埠，將各VLAN分配不同的VID;
(2) 交換機輪流等時間間隔將輸出埠 VID與某一輸入VLAN組的所有 VID綁定，使得被綁定VLAN組的一個或多個採樣信號可以從該輸出口輸 出，由此將採樣信號按照VLAN組輪流等時間間隔自動切換至交換機輸出 埠輸出。
一種基於VLAN技術的數位化變電站時分多路交流採樣方法，包括以 下步驟各間隔合併器的採樣信號輸出至交換機的輸入埠，交換機將採 樣信號通過其輸出埠輸出至保護測控裝置，其特徵在於還包括通過交 換機實現時分多路交流採樣受控切換的步驟，具體為
(1) 將交換機分成多個VLAN組，每一 VLAN組對應一個或多個交換機 輸入埠，將各VLAN分配不同的VID;
(2) 交換機接收測控裝置的指令，按指令將其輸出埠的VID與某一輸 入VLAN組的所有VID綁定；
(3) 交換機根據輸出埠綁定的VLAN組的VID將該VLAN組的一個 或多個採樣信號切換至交換機輸出埠輸出。
而且，所述的交換機輸入埠所接收的採樣信號為符合IEC 61850-9-1 或IEC61850-9-2標準的採樣值信號。 本發明的優點和有益效果為
l.本數位化變電站時分多路交流採樣方法，通過VLAN技術將交換機 分為多個對應輸入埠的VLAN組，並分配不同的VID，通過交換機內部 時分多路交流採樣模塊實現時分多路交流採樣的自動切換或者受控切換， 實現在一定時間間隔內輸出埠 VID與輸入埠 VID輪流綁定，使輸出端 口在一定時間片只有一組VLAN數據輸出。由此，本方法通過配置一個以 太網接口的測控裝置即可接收多個間隔甚至是整個變電站的交流信號的採集，減少了測控裝置的配置，簡化了系統設計，降低了設備成本和系統配 置成本。
2.本數位化變電站時分多路交流採樣方法，所使用的交換機通信接口 的通信流量只與模擬量信號的採樣率有關，與固定間隔數相關，與間隔總 數無關；測量控制裝置的通信處理能力，與固定間隔數相關與間隔總數無 關。
圖1為本發明採樣方法的所使用採樣系統的結構原理方框圖； 圖2為本發明時分多路交流採樣自動切換的流程圖； 圖3為本發明時分多路交流採樣受控切換的流程圖。
具體實施例方式
下面通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性 的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護範圍。
一種基於VLAN技術的數位化變電站時分多路交流採樣方法，包括以 下步驟
a)各間隔合併器的採樣信號輸出至交換機的輸入埠。交換機輸入端
口所接收的採樣信號為符合IEC 61850-9-1或IEC61850-9-2標準的採樣值 信號。
(2)通過交換機內時分多路交流採樣切換模塊，實現時分多路交流採樣 自動切換，參見附圖2，其流程為
A. 將交換機分成多個VLAN組，每一 VLAN組對應交換機一個或多個 輸入埠，將各VLAN分配不同的VID。
如，將交換機分成五個VLAN組Al、 A2、 A3、 A4、 A5，並將每組 的輸入採樣信號分別分配VID，如A1組有三個輸入組成，分別分配VID: All、 A12、 A13。 A2組有三個輸入組成，分別分配VID: A21、 A22、 A23。 由於採用VID來標識不同的輸入量，所以各輸入量佔用的VID是唯一的， 即各組內的VID是不同的，組間的VID也是不同的。
B. 交換機輪流等時間間隔將輸出埠 VID與某一輸入VLAN組的所有 VID綁定，使得被綁定VLAN組的一個或多個採樣信號可以從該輸出口輸 出，由此將採樣信號按照VLAN組輪流等時間間隔自動切換至交換機輸出 埠輸出。如，在等間隔時間t-40ms下，分別將A1、 A2、 A3、 A4、 A5組按順 序綁定到輸出口中，使得在此時間片只有一組輸入可以從輸出埠輸出， 實現過程中也就是將輸出口的VID同某一個組的所有VID綁定。例如在tl 時間片，將輸出口的VID與Al組的所有VID綁定，即將輸出口的VID與 All、 A12、 A13綁定，使得在此時間片只有VID為All、 A12、 A13的輸 入報文數據可以從輸出口中輸出，即Al組的信號可以從輸出口中輸出。 採用同樣的方式在t2時間片將將輸出口的VID綁定為A2組的VID。在t3 時間片將將輸出口的VID綁定為A3組的VID。在t4時間片將將輸出口的 VID綁定為A4組的VID。在t5時間片將將輸出口的VID綁定為A5組的 VID。如此反覆，就將每一個組的數據輸出到輸出口。
(3)交換機通過其輸出埠將採樣信號輪流等時間間隔輸出至測控裝 置。交換機輸出埠的採樣信號為符合正C 61850-9-1或IEC61850-9-2標 準的採樣值信號。
一種基於VLAN技術的數位化時分多路交流採樣方法，包括以下步驟:
(1) 各間隔合併器的採樣信號輸出至交換機的輸入埠。交換機輸入端 口所接收的輸入信號為符合IEC 61850-9-1或正C61850-9-2標準的採樣值 信號。
(2) 通過交換機內時分多路交流採樣切換模塊，實現時分多路交流採樣 受控切換，參見附圖3，其流程為
A. 將交換機分成多個VLAN組，每一 VLAN組對應交換機一輸入埠 ， 將各VLAN分配不同的VID。
如，將交換機對應五個輸入埠分成五個VLAN組，每個VLAN組對 應輸入埠分配不同的VID: Al、 A2、 A3、 A4、 A5。並將每組的輸入採 樣信號分別分配VID，如Al組有三個輸入組成，分別分配VID: All、 A12、 A13。 A2組有三個輸入組成，分別分配VID: A21、 A22、 A23。由 於採用VID來標識不同的輸入量，所以各輸入量佔用的VID是唯一的，即 各組內的VID是不同的，組間的VID也是不同的。
B. 交換機接收測控裝置的指令，按指令將其輸出埠的VID與某一輸 入VLAN組的所有VID綁定；
C. 交換機根據輸出埠綁定的VLAN組的VID將該VLAN組的一個或多個採樣信號切換輸出至交換機輸出埠輸出。
由此實現在一定時間片只有一組輸入埠的VID與輸出埠的VID綁 定，即一組採樣信號可以從輸出埠輸出。
(3)交換機通過其輸出埠將採樣信號按測控裝置的指令輪流輸出至測 控裝置。交換機輸出埠的輸出信號為符合IEC 61850-9-1或IEC61850-9-2 標準的採樣值信號。
權利要求
1、一種基於VLAN技術的數位化變電站時分多路交流採樣方法，包括以下步驟各間隔合併器的採樣信號傳輸至交換機的輸入埠，交換機將採樣信號通過其輸出埠輸出至保護測控裝置，其特徵在於還包括通過交換機實現時分多路交流採樣自動切換的步驟，具體為(1)將交換機分成多個VLAN組，每一VLAN組對應一個或多個交換機輸入埠，將各VLAN分配不同的VID；(2)交換機輪流等時間間隔將輸出埠VID與某一輸入VLAN組的所有VID綁定，使得被綁定VLAN組的一個或多個採樣信號可以從該輸出口輸出，由此將採樣信號按照VLAN組輪流等時間間隔自動切換至交換機輸出埠輸出。
2、 一種基於VLAN技術的數位化時分多路交流採樣方法，包括以下 步驟各間隔合併器的採樣信號輸出至交換機的輸入埠，交換機將採樣 信號通過其輸出埠輸出至保護測控裝置，其特徵在於還包括通過交換 機實現時分多路交流採樣受控切換的步驟，具體為(1) 將交換機分成多個VLAN組，每一 VLAN組對應一個或多個交換機 輸入埠，將各VLAN分配不同的VID;(2) 交換機接收測控裝置的指令，按指令將其輸出埠的VID與某一輸 入VLAN組的所有VID綁定；(3) 交換機根據輸出埠綁定的VLAN組的VID將該VLAN組的一個 或多個採樣信號切換至交換機輸出埠輸出。
3、 根據權利要求1或2所述的基於VLAN技術的數位化變電站時分 多路交流採樣方法，其特徵在於所述的交換機輸入埠所接收的採樣信 號為符合IEC 61850-9-1或IEC61850-9-2標準的採樣值信號。
全文摘要
本發明涉及一種基於VLAN技術的數位化變電站時分多路交流採樣方法，包括以下步驟各間隔合併器的採樣信號傳輸至交換機的輸入埠，交換機將採樣信號通過其輸出埠輸出至保護測控裝置，其還包括通過交換機實現時分多路交流採樣自動切換或受控切換的步驟，使輸出埠在一定時間片只有一組VLAN數據輸出。由此，本方法通過配置一個乙太網接口的測控裝置即可接收多個間隔甚至是整個變電站的交流信號的採集，減少了測控裝置的配置，簡化了系統設計，降低了設備成本和系統配置成本。
文檔編號H02J3/00GK101604474SQ200910069829
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月22日 優先權日2009年7月22日
發明者付豔華, 季海峰, 寧 康, 科 徐, 瓊 方, 建 顧 申請人:天津市電力公司;江蘇金智科技股份有限公司