變電站綜合自動化通信系統的製作方法

2023-06-16 06:09:01

專利名稱：變電站綜合自動化通信系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及變電站綜合自動化數據通信系統。
技術背景變電站綜合自動化通信系統(簡稱，變電站綜自系統)需要高可靠性， 高實時性與可擴展性。通常，變電站綜合自動化通信系統的高可靠性是通過基於TCP通信模式來實現的。但是，TCP通信模式應用的前提是需要 知道目標地址且要經過繁瑣的"握手"過程。以往系統首先要知道目標的 地址，所以不利於系統的擴展，因為新加入一個節點後，任何一個要與它 通信的子系統必須先獲得它的地址。由於要經過握手過程且系統傳輸的大 部分是短數據，這樣不但浪費大量的通信資源而且浪費通信時間。為了提 高實時性與可擴展性，可以採用UDP組播的通信方式。但是，UDP提供 的是不可靠的通信方式，因此它不滿足可靠性要求。通常，現在的變電站 綜合自動化通信系統採用TCP與UDP兩種通信模式，在進行可靠傳輸時 用TCP，在進行實時性傳輸時用UDP傳輸。雖然在一定程度上滿足高可 靠性與高實時性要求，但是可擴展性方面還是比較低。另外， 一般的網關算法只支持先來先服務協議。雖然它的算法簡單而 高效，但對變電站綜合自動化通信系統來說，它不能區分實時數據與非實 時數據，有效數據與無效數據。它對任何數據一視同仁，不能滿足實時性 要求。發明內容本發明旨在提供一種新型的變電站綜合自動通信系統及通信方法，能 夠對數據進行有效的區分，從而提高整個通信網絡的工作效率，並能滿足 實時性的要求。本發明的第一方面，提供一種變電站綜合自動化通信系統，包括通信骨幹網；至少 一個監控中心，監控中心包括監控中心內網，通過監控中心網關連接到通信骨幹網；至少一個變電站，變電站包括變電站內網，通過變電站網關連接到通信骨幹網；其中，監控中心網關和變電站網關在初始發送數據時，在數據頭中設 定量化指標；監控中心網關和變電站網關在轉發數據時，判斷該網關所連接的下一 級網絡中是否存在目標地址，如果不存在目標地址，則丟棄該數據，如果 存在目標地址，則根據數據的量化指標計算一量化值，按照量化值從大到 小的順序轉發數據至下 一級網絡。其中，所述量化指標包括超時時間、可靠性等級、實時性等級與優先 級，所述量化值是基於所述超時時間、可靠性等級、實時性等級與優先級 計算而得，所述監控中心網關和變電站網關根據量化值的大小，將數據插 到待發的數據隊列中。為了防止部分數據由於量化值較小而長期不能被發送的情況，本發明 的監控中心網關和變電站網關在每次發送M(MX))個數據後，位於當前待 發的數據隊列中數據的量化值都增加n，其中n>0;所述監控中心網關和 變電站網關中更包括一定時時鐘，按照預定的時間遍歷所述待發的數據隊 列，待發的數據隊列中將離超時時間少於 一 預定間隔的數據丟棄。所述監控中心網關將需要轉發的數據緩存預定的時間，並對數據進行 校驗，若發現錯誤則先檢查其它的監控中心或變電站有沒有發出該數據的 NACK應答，若接收到該數據的NACK應答則不動作，若沒有接收到則發 出該數據的NACK應答；若檢驗沒錯，則發出已經正確接收的ACK應答。根據一實施例，所述變電站內網包括內網監控主機；-視頻主才幾；遠動主才幾；一組保護測控裝置；其中，該變電站網關將需要轉發的數據發送到該變電站內網中，由變 電站內網中的目標接收者接收數據並對數據進行校驗，若發現有錯誤，則 向內網監控主機發出要求重發的請求，內網監控主機檢索緩存，如果緩存 中沒有數據則通過變電站網關向該數據的初始發布者發出重發請求，如果 緩存中有數據則發送到內網中。根據本發明的一實施例，所述至少一個監控中心和至少一個變電站周期性地向通信骨幹網發布生存信息；而所述變電站內網中的內網監控主機、 視頻主機、遠動主機和一組保護測控裝置周期性地向變電站內網發布生存 信息。本發明的第二方面，提供一種變電站綜合自動化通信方法，所述方法 應用於包括骨幹通信網以及連接到所述骨幹通信網的至少 一個監控中心和 至少 一個變電站的通信網絡中，該監控中心通過監控中心網關與骨幹通信 網相連，而變電站通過變電站網關與骨幹通信網相連，該方法包括監控中心網關和變電站網關在初始發送數據時，在數據頭中設定量化 指標5監控中心網關和變電站網關在轉發數據時，判斷該網關所連接的下一 級網絡中是否存在目標地址；如果不存在目標地址，則丟棄該數據；如果存在目標地址，則根據所述數據的量化指標計算一量化值； 按照量化值從大到小的順序轉發數據至下 一級網絡。 根據本發明的一實施例，該量化指標包括超時時間、可靠性等級、實 時性等級與優先級；而根據數據中的量化指標計算一量化值是基於所述超 時時間、可靠性等級、實時性等級與優先級計算所述量化值；所述按照量 化值從大到小的順序轉發數據至下一級網絡包括根據量化值的大小，將數 據插到待發的數據隊列中。為了防止部分數據由於量化值較小而長期不能被發送的情況，所述監 控中心網關和變電站網關在每次發送M( MX))個數據後，將位於當前待發 的數據隊列中數據的量化值都增加n,其中n>0;所述監控中心網關和變 電站網關進一 步按照預定的時間遍歷所述待發的數據隊列，待發的數據隊列中將離超時時間少於 一 預定間隔的數據丟棄。根據本發明的一實施例，所述至少一個監控中心和至少一個變電站周期性地向通信骨幹網發布生存信息；所述變電站內網包括內網監控主機、 視頻主機、遠動主機和一組保護測控裝置，所述方法進一步包括，所述變 電站內網中的內網監控主機、視頻主機、遠動主機和一組保護測控裝置周 期性地向變電站內網發布生存信息。採用本發明的技術方案，採用多播技術進行數據傳輸。多播是利用D 類IP位址，讓數據從1個成員送出，同時發送給組內其他成員，適合於一 對多的數據發布，有效地減輕網絡通信的負載。採用多播技術，只有表示"有 興趣"的節點加入組，才會獲得多播數據。發布者可匿名地發送數據，它們 不需要任何關於訂購者數量或者網絡IP位址的信息；訂購者可匿名地接收 數據，它們不需要了解發布者IP位址信息。節點可任意加入或離開系統， 有利於系統的動態擴展和維護。本發明對不同數據採用不同的處理方法。 變電站綜合自動系統中傳輸的數據是有不同要求的，有的數據是高可靠的， 有的數據是實時的，有的數據是時緊的，而有的數據是不重要的(可以沒 有)。傳統的系統把它們都一樣對待。當系統資源缺乏時，對重要的數據 就得不到有效的傳輸。而本方法把各種數據作一個分類，對不同的數據取 用不同的優先處理算法，使得相應的數據得到相應的傳輸優先級。這樣， 就可以提高系統數據的實時性，可靠性。


圖1是根據本發明的一實施例的變電站綜合自動通信系統的一應用實 例的結構框圖；圖2-圖5示出了本發明的變電站綜合自動通信系統中的監控中心網關和變電站網關處理數據的過程；圖6示出了根據本發明的 一 實施例監控中心發送數據的流程圖；圖7示出了根據本發明的一實施例變電站內網的監控主機接收數據的流程圖；圖8示出了根據本發明的一實施例變電站內網的監控主機向內網發送數據的流程圖；圖9示出了根據本發明的 一 實施例變電站內網的部件接收數據的流程圖；圖10-11示出了本發明的變電站綜合自動通信系統中數據備份的過程；圖12-14示出了本發明的變電站綜合自動通信系統中功能間相互備份 的過程；圖15-18示出了本發明的變電站綜合自動通信系統中當一個變電站出 現故障時的處理過程；圖19示出了根據本發明的一實施例的變電站綜合自動通信方法的一 應用實例的流程圖。
具體實施方式
本發明首先提供一種變電站綜合自動化通信系統100,參考圖1,包括通信骨幹網102;至少一個監控中心104，監控中心104包括監控中心內網104a，通過 監控中心網關104b連接到通信骨幹網102;至少一個變電站106，變電站106包括變電站內網106a，通過變電站 網關106b連接到通信骨幹網102;其中，監控中心網關104b和變電站網關106b在初始發送數據時，在 數據頭中設定量化指標；監控中心網關104b和變電站網關106b在轉發數據時，判斷該網關所 連接的下一級網絡中是否存在目標地址，如果不存在目標地址，則丟棄該 數據，如果存在目標地址，則根據數據中的量化指標計算一量化值，按照 量化值從大到小的順序轉發數據至下一級網絡。根據一實施例，量化指標 包括超時時間、可靠性等級、實時性等級與優先級，量化值是基於超時時 間、可靠性等級、實時性等級與優先級計算而得，監控中心網關和變電站 網關根據量化值的大小，將數據插到待發的數據隊列中。為了防止部分數據由於量化值較小而長期不能被發送的情況，本發明的監控中心網關104b和變電站網關106b在每次發送M個數據，其中M>0 後，位於當前待發的數據隊列中數據的量化值都增加n，其中n>0;監控 中心網關和變電站網關中更包括一定時時鐘，按照預定的時間遍歷待發的 數據隊列，待發的數據隊列中將離超時時間少於一預定間隔的數據丟棄。
監控中心網關104b將需要轉發的數據緩存預定的時間，並對數據進 行校驗，若發現錯誤則先檢查其它的監控中心或變電站有沒有發出該數據 的NACK應答，若接收到該數據的NACK應答則不動作，若沒有接收到則 發出該數據的NACK應答；若檢驗沒錯，則發出已經正確接收的ACK應 答。
參考圖1所示的實施例，變電站內網106a包括
內網監控主機160; 視頻主機162; 遠動主機164;
一組保護測控裝置，包括低壓保護測控裝置164a、高壓保護測控裝置 164b、直流保護測控裝置164c以及自動裝置164d。
其中，該變電站網關106b將需要轉發的數據發送到該變電站內網 106a中，由變電站內網106a中的目標接收者(包括內網監控主機160、 視頻主機162、遠動主機164、 一組保護測控裝置中的一個)接收數據並 對數據進行校驗，若發現有錯誤，則向內網監控主機160發出要求重發的 請求，內網監控主機160檢索緩存，如果緩存中沒有數據則通過變電站網 關106b向該數據的初始發布者發出重發請求，如果緩存中有數據則發送 到內網中。
根據本發明的一實施例，至少一個監控中心104和至少一個變電站 106周期性地向通信骨幹網102發布生存信息；而變電站內網106a中的 內網監控主機160、視頻主機162、遠動主機164和一組保護測控裝置周 期性地向變電站內網發布生存信息。
需要說明的是，圖1所示出的變電站綜合自動化系統的結構圖中，由 於篇幅問題，只畫出兩個監控中心和一個變電站，實際上監控中心與變電站數是可以擴展的。和傳統的技術相比較，本發明在網關對於數據的處理方面進行了改進。參考圖2-圖5,示出了本發明的變電站綜合自動通信系統中的監控中心網 關和變電站網關處理數據的過程，也可以理解為比一般的網關增強功能的 部份。圖2示出根據本發明的網關，插入新數據時的方法。 一般的方法是先 來先服務，而本發明的網關是根據具體數據的實時性，可靠性及優先級等 (不限於此)經過加權算法算出量化結果。再根據量化結果的大小，插入 到發送隊列當中。圖3示出根據本發明的網關，插入跟已知數據中有相同主題的實時數 據的方法。有相同主題時，並不是簡單地算出量化結果，再根據量化結果 插入到相應的位置上。而是用最新數據覆蓋原有的數據，這是因為在變電 站綜合自動化系統中，對實時數據而言，最新的數據要比舊數據有用。而 且當插入數據所採用的量化結果是前後兩次數據的最大值。圖4示出網關數據重排時間前後變化，由於有數據可能在網關中等待 發送過程中，已經超過數據既有有效期，如附圖4所示，在1時2分2秒 OO作數據清理工作，因為量化結果是4與8的數據的超時時間都在1時2 分2秒00以前，所以清除這兩個數據。圖5示出網關發送N個數據後，各個數據的量化結果都自增1。圖6示出了根據本發明的一實施例監控中心發送數據的流程圖。根據 圖6的流程，監控中心發出可靠數據的流程，先由發布者組織發布 一 組(條) 數據(長度為LEN)，再和網關算量化結果一樣或類似的方法算出量化結 果並插入到發送隊列中(一般可靠數據的量化結果的值比較大)。啟動發 送進程，並發送一組(條)數據， 一組數據長度為L。當L〉LEN時要發送17+次，反之只要發送一次。發布者啟動定時器(超時時間為T), 在時間T內收到不少於N個ACK應答(由於每個子系統都要向外發布生存信號，因此發布者知道需要接收的變電站數N)。則判斷是否需要重複 確認，若需要則重發數據。反之，發下一組數據，若沒有數據則結束。當定時器超時後，還沒有收到不少於N個應答或收到了 NACK應答，則判斷 這一組數據的重傳數是否大於最大重傳數M，若少於M,則重發數據，反 之，則調整N (放棄M次後沒有回應的變電站或M次都發回NACK的變 電站)，再比較確認次數。直到所有數據發送完畢為止。圖7示出了根據本發明的一實施例變電站內網的監控主機接收數據的 流程圖。根據圖7所示的流程，變電站的內網監控主機接收可靠數據的流 程這個過程是與圖6的一個對應流程。變電站監控主機接收到數據後， 判斷數據是否網內數據，若不是則變電站監控主機運行與之相對應的程序。 若是網內的數據，再要判斷是否可靠的數據，若不是，則把數據掉棄，因 為網關會把數據送達目標接收者。若是可靠的數據，則進行CRC校驗，校 驗不成功則掉棄數據、發NACK並說明出錯的數據的序號。CRC校驗正確 後，還要和緩存在本機上的同主題數據作比較，若一致則緩存，不一致則 發NACK並說明出錯的數據的序號、刪除緩存備份。圖8示出了根據本發明的一實施例變電站內網的監控主機向內網發送 數據的流程圖。根據圖8所示的流程，監控主機向網內發出可靠數據的流 程。這個是網內的數據傳輸，並不與站外進行信息交流。此方法的其中一 個特點是由於每個系統都要發生存信號，所以監控主機是知道需要接收 數據的目標數。因此，這個是分級確認，有效減少ACK與NACK的傳輸 數量。圖9示出了根據本發明的一實施例變電站內網的部件接收數據的流程圖。圖10-11示出了本發明的變電站綜合自動通信系統中數據備份的過 程。首先參考圖10,多數據在時間T內到達有變電站綜合自動化系統中， 有些子系統是要周期性地獲得新的數據(如周期性地獲得某條線路的電流 值)。於是就可以用本方法的多層次數據備份可實現。接收者設定一個定 時器，在時間T內接收同主題數據，但數據的優先可能不太一樣。接收最後就取優先級最高的數據。例如，.二個或多個終端同時運行，但它們的信 息優先級不一樣。例如，同時有兩個電流互感器測量一條線路， 一個的精度為12位，優先級為3;另一個的精度為8位，優先級為1。它們所測量 的數據在時間T內都到達接收端，則接收端取優先級高(即精度高的數據)。 再參考圖11，單一數據在時間T內到達由於精度高的測量儀器需要 的轉換時間要長些，可能精度高的數據不能在有效時間內到達，而精度低 的數據的轉換時間可能要短些，它在時間T內到達的概率要高些。因此， 為了滿足在時間T內要有數據的要求，則接收端取在時間T內到達數據中 優先最高者。圖12 -14示出了本發明的變電站綜合自動通信系統中功能間相互備份 的過程，附圖中的圓圈中的數字代表優先級。首先參考圖12， A子系統的 A2正常(以功能A2為例)從圖中可知，子系統B備份了子系統A中的 A1與A2功能，而子系統B備份了子系統A中的A2與A3功能。當子系 統A功能A2正常運行時，B與C會收到生存信號，從而了解到功能A2 (優先級為4)正在運行，而本子系統的功能A2的優先級比之要小，本子 系統的功能A2要處於待命狀態。在圖13中，A子系統的A2不正常由B的A2備份起作用(以功能A2 為例)當A中的功能A2由於某種原因處於失效狀態，B與C檢測不到 功能A2的生存信號，則各自啟動本身的功能A2,在功能A2啟動起來後， 會發出生存信號。子系統B, C都會檢測到A2的功能信號，但C的功能 A2的優先級並不是生存中功能A2的最高優先級，因此它會重新返回到待 命狀態。這時，B的功能A2優先級最高，處於運行狀態。在圖14中，A子系統的A2與B子系統A2不正常由C的A2備份起 作用(以功能A2為例)。如果A子系統中的功能A2恢復，A會收到C 功能A2的生存信號，再與本身的功能A2比較。若本身的優先級要低就不 改變狀態，若本身的優先級要高，則發出生存信號並運行本功能。C， B收 到有子系統A功能A2發出生存信號，再與本功能A2比較，由於都比本功 能的優先級要高。因此，B、 C的功能A2重新回到待命狀態。圖15-18示出了本發明的變電站綜合自動通信系統中當 一個變電站出 現故障時的處理過程。特別是，示出了各個變電站與監控中心的相互協作 的過程。圖15中整個系統正常運行，這個圖說明了在正常情況下，有一個監控 中心與n個變電站在運行。它們是通過雙環自愈的光纖乙太網相互聯接在 一起的。圖16—圖17中，變電站2出現事故後，變電站2就會向主幹網發出 求救信號X。其中X包含事故站點、事故類型、事故級別及現在狀態等。 這個求救信號X是周期性發送的，直到監控中心發來停止發送命令。圖18中，其它變電站收到X信號後，向主幹網發回應信號Y:其它 變電站接收到X信號後，根據X信號的內容(如事故級別等)，判斷本機 的動作，如停止視頻發送等。再與本地的資源比較並向外發送回應信號丫 (其中包括本地可提供援助資源等)。監控中心根據收集的數據發出控制 命令，決定哪一個或哪幾個變電站援助事故變電站。根據本發明，實現高可靠的一條數據的可靠傳輸(這是舉例的是抑制 型NACK與ACK算法，也可以是ACK與NACK算法)的過程如下發布者發布一條高可靠的數據並在數據上附加上如優先級、超時時間、 可靠性要求、實時性要求等信息；網關(監控中心網關或者是變電站網關)接收到數據後，先判斷網外 是否有分組成員，若沒有則掉棄，若有則經過一定的綜合算法，把數據插 入發送隊列中。而網關子系統又會在一定的時間間隔T內，對發送隊列與 接收隊列進行清理(數據的超時時間過期則掉棄)。因為任一個變電站的網關、視頻伺服器與遠動主機各自與主幹網相連。 因此它們都能從主幹網中直接獲得數據。從網關發送出來的信息經過主幹網，發送到各個需要的接收者中。這 時，變電站的網關與遠動主機同時收到數據。這裡網關的控制調度算法與 網關的算法一致。遠動主機在接收到數據後，根據數據的附加信息(特別是有可靠性要求信息)把需要可靠傳輸的信息緩存起來(經過CRC等驗證後)。網關向內網(變電站內網)發送信息，在目標接收者接收到信息並確認後(在另一個組播地址中)發送ACK信號，這個信號並不通過網關直接 發送到主幹網上，而是發送到當地的遠動主機上。當目標接收者接收到信息並發現有錯誤發生後，在另一個組播地址中 發送NACK信號，這個信號並不通過網關直接發送到主幹網上，而是發送 到當地的遠動主才几上。遠動主機在接收到ACK，再與緩存中的數據比較，若發現其它的監控 主機已經發送過ACK信息則將本地的ACK信號掉棄。若其它的監控主機 還沒有發送ACK信號，則向主幹網發送。遠動主機在接收到NACK，再與緩存中的數據比較，若緩存數據還在， 則將其發送到目標接收者中，若還是接收到目標接收者的NACK則根據以 下的規則進行處理若發現其它的監控主機已經發送過NACK信息，本地 的NACK信號則掉棄。若其它的監控主機還沒有發送NACK信號，則向主 幹網發送。發送者在接收到NACK信號後，則發送原信號，在時間T後沒有收到 NACK信號，則認為全部已收到。並進行下一步的確認，回到步驟a)，直到 N次後，目標接收者才動作。根據本發明，實現高可靠的多組數據發布步驟(這是舉例的是ACK與 NACK算法，也可以是抑制型NACK與ACK算法)如下發布者發布多組高可靠的數據並在數據上附加如優先級、超時時間、 可靠性要求、實時性要求等信息；網關接收到數據後，先判斷網外是否有分組成員，若沒有則掉棄，若 有則經過一定的綜合算法，把數據插入發送隊列中。而網關子系統又會在 一定時間間隔T內，對發送隊列與接收隊列作進行清理(數據的超時時間 過期則掉棄)。因為任一個變電站的網關、視頻伺服器與遠動主機各自與主幹網相連。 因此它們都能從主千網中直接獲得信息。從網關發送出來的信息經過主幹網，發送到各個需要的接收者中。這時變電站的網關與遠動主機同時收到信息。這時，因為是可靠數據，網關 掉棄此數據。遠動主機在接收到信息後，把信息緩存起來(經過CRC等驗證後)並 發ACK信號，反之，選擇性發NACK信號。發送者在接收到NACK信號後，則再次發送原信號，在接收到目標用 戶數的ACK後，則認為全部已收到。並進行下一步的確認，直到確認信息 N次。在遠動主機接收完信息後，它才向網內的目標接收者發送信息。根據本發明的 一 實施例，實現周期時緊數據發布的過程如下 由於數據是高實時性的，它們的量化結果(優先級)相對高，所以在網關與主機可以對它們做到量化結果高先服務(根據當時隊列的具體情況)。當系統繁忙或有緊急任務時，可以掉棄該類信息。根據本發明的 一實施例，實現不同部件相互備份的過程如下 功能相同或功能相近的終端，可以完全或部分備份其它一個或多個終端。這種備份在P/S模式的生存信號下進行。部份或全部終端都會周期地 向一個特定的通信組內發送一個所謂的生存信號，這個信號告知其它終端 自己的存在。例如B在時間T內沒有收到A的生存信號，則B啟動A的 備份程序。當A恢復，並發出生存信號則B關閉A的備份程序。從而達到 相互無縫地備份的目的。進行不同設備的全部或局部備份如系統A的全部功能由子系統或子 功能^、 ^、 4、 ^……4組成。其中A中的某些重要功能可以由系統B 來備份(4、 A ),系統C備份^、 4，而系統D備4分4、 ^、 4、 ^…… 4。但它們並不是同時運行的且它們的優先級是不一樣的。如A中的^功 能的優先級要高於B的A的^功能的優先級，而B中的4功能的優先級要 高於C的A的^功能的優先級等。根據本發明的 一 實施例，實現不同優先級相互備份的過程如下 二個或多個終端同時運行，但它們的信息優先級不一樣。例如，同時有兩個電流互感器測量一條線路， 一個的精度為12位，優先級為3;另一 個的精度為8位，優先級為1。當信息需求方從時間T內收到兩個優先級的數據時，則取用優先級高 的。若只收到其中一個時，則取用所收到的信息。根據本發明的 一 實施例，實現突發事故處理方法的過程如下 當有其中一個變電站出現比較嚴重的事故或失效時，它就會向主幹網周期地發送求救信號，直到問題解決或監控站發出終止信號。其它終端接收到求救信號後，自動執行一系列的命令。如視頻服務 器可能會終止向主幹網發送信息，變電站監控主機就會收集站內的可用資 源信息並發送至監控主機。 一些對系統不太重要的信息也將不發送。變電站接收到求救信號，判斷發出求救信號的變電站與自己的關聯度、 自己的用戶數量及重要等級等且對其進行量化，並發出可以援助信號。在發出可以援助信號，並接收到其它變電站的可以援助信號，通過算 法比較，並判斷本身能否解決問題。若能則向主機發送信息。監控主機根據收到的信息所有信息並作出方案。根據本發明的一實施例，實施以下規則的算法來實現全信道使用當遇到重大的事故，急需主監控中心發出命令時，主監控中心會周期 性發出佔道命令，並在此期間發出其它有用命令。當其它終端收到佔道命令時，所有向主幹網發送信息的終端，全部停 止向主幹網發出信息。並啟動定時器。在定時器到前，再收到佔道命令則 重置定時器。在定時器到時後，沒有再收到佔道命令則轉入正常工作。但對關係到系統運行穩定的信息，則可以傳輸(少量的信息)。根據本發明的 一實施例，實現子系統的動態加入與退出的過程如下由於系統是採用組播的P/S模式且各個子系統都是自治系統，某個子系統加入或退出並不影響原系統的運行。系統加入由於系統是數據驅動的，系統的加入只會影響數據域的數 據數量而不會影響到其它系統的運行。系統退出某 一 子系統的退出也不會影響到其它系統的運行。子系統在加入系統之前，會用專用的組4番地址進行測試。由於使用的 是專用的組播地址。因此並不會影響到其它系統的數據接收。就算測試出 現問題，也不會影響整個系統的正常運行。經過測試後，子系統的運行模式由測試模式轉為調試模式，將專用的 組播地址轉為系統所使用的組播地址並啟動系統錯誤檢測器。若檢測器發現由於本系統的加入，使系統的錯誤或失效增多，則使子 系統自動退出系統。若檢測器在一定的時間內沒有檢測到錯誤，則關閉檢測器，並使子系 統由調試模式轉為正常模式。根據本發明的 一 實施例，實現不同數據不同處理的網關算法的過程如下網關新來(插入)數據的處理方法 一般的方法是先來先服務，而本 發明的網關是根據具體數據的實時性，可靠性及優先級等(不限於此)經 過加權算法算出量化結果。再根據量化結果的大小，插入到發送隊列當中。實時數據主題相同時，數據插入的處理方法插入跟已知數據中有相 同主題的實時數據的方法，並不是簡單地算出量化結果，再根據量化結果 插入到相應的位置上。而是用最新數據覆蓋原有的數據，並取原數據的量 化結果，這是因為在變電站綜合自動化系統中，對實時數據而言，最新的 數據要比舊數據有用。網關數據重排時間前後變化，由於有的數據可能在網關中等待發送過 程中，已經超過數據的有效期，網關就會將這些數據刪除。網關發送N個數據後，各個數據的量化結果都自增1。圖19是一種變電站綜合自動化通信方法，以方法200表示。該方法 200應用於包括骨幹通信網以及連接到所述骨幹通信網的至少 一個監控中 心和至少 一 個變電站的通信網絡中，該監控中心通過監控中心網關與骨幹通信網相連，而變電站通過變電站網關與骨幹通信網相連，該方法200包 括202.監控中心網關和變電站網關在初始發送數據時，在數據頭中設 定量化指標。根據本發明的一實施例，該量化指標包括超時時間、可靠性 等級、實時性等級與優先級。204.監控中心網關和變電站網關在轉發數據時，判斷該網關所連接 的下一級網絡中是否存在目標地址。206.如果不存在目標地址，則丟棄該數據。208.如果存在目標地址，則根據數據中的量化指標計算一量化值。 根據一實施例，該步驟208是基於超時時間、可靠性等級、實時性等級與 優先級計算所述量化值；按照量化值從大到小的順序轉發數據至下一級網 絡包括根據量化值的大小，將數據插到待發的數據隊列中。為了防止部分 數據由於量化值較小而長期不能被發送的情況，監控中心網關和變電站網 關在每次發送M(MX))個數據後，將位於當前待發的數據隊列中數據的量 化值都增加n，其中n>0;監控中心網關和變電站網關進一步按照預定的 時間遍歷待發的數據隊列，待發的數據隊列中將離超時時間少於 一 預定間 隔的數據丟棄。210.按照量化值從大到小的順序轉發數據至下一級網絡。 根據本發明的一實施例，該至少一個監控中心和至少一個變電站周期 性地向通信骨千網發布生存信息；變電站內網包括內網監控主機、視頻主 機、遠動主才幾和一組保護測控裝置，該方法進一步包括，變電站內網中的 內網監控主機、視頻主機、遠動主機和一組保護測控裝置周期性地向變電 站內網發布生存信息。採用本發明的技術方案，採用多播技術進行數據傳輸。多播是利用D 類IP位址，讓數據從1個成員送出，同時發送給組內其他成員，適合於一 對多的數據發布，有效地減輕網絡通信的負載。採用多播技術，只有表示"有興趣"的節點加入組，才會獲得多播數據。發布者可匿名地發送數據，它們不需要任何關於訂購者數量或者網絡IP位址的信息；訂購者可匿名地接收 數據，它們不需要了解發布者IP位址信息。節點可任意加入或離開系統， 有利於系統的動態擴展和維護。本發明對不同數據採用不同的處理方法。 由於變電站綜合自動系統中傳輸的數據是有不同要求的，有的數據是高可 靠的，有的數據是實時的，有的數據是時緊的而有的數據是不重要的(可 以沒有)。傳統的系統把它們都一樣對待。當系統資源缺乏時，對重要的 數據就得不到有效的傳輸。而本方法把各種數據作一個分類，對不同的數 據取用不同的優先處理算法，使得相應的數據得到相應的傳輸優先級。這 樣，就可以提高系統數據的實時性，可靠性。上述實施例是提供給熟悉本領域內的人員來實現或使用本發明的，熟 悉本領域的人員可在不脫離本發明的發明思想的情況下，對上述實施例做 出種種修改或變化，因而本發明的保護範圍並不被上述實施例所限，而應 該是符合權利要求書提到的創新性特徵的最大範圍。
權利要求
1.一種變電站綜合自動化通信系統，其特徵在於，包括通信骨幹網；至少一個監控中心，所述監控中心包括監控中心內網，通過監控中心網關連接到所述通信骨幹網；至少一個變電站，所述變電站包括變電站內網，通過變電站網關連接到所述通信骨幹網；其中，所述監控中心網關和變電站網關在初始發送數據時，在數據頭中設定量化指標；所述監控中心網關和變電站網關在轉發數據時，判斷該網關所連接的下一級網絡中是否存在目標地址，如果不存在目標地址，則丟棄該數據，如果存在目標地址，則根據所述數據的量化指標計算一量化值，按照量化值從大到小的順序轉發數據至下一級網絡。
2. 如權利要求1所述的變電站綜合自動化通信系統，其特徵在於，所 述變電站內網包括內網監控主才幾； 一見頻主機； 遠動主才幾； 一組保護測控裝置；其中，該變電站網關將需要轉發的數據發送到該變電站內網中，由變 電站內網中的目標接收者接收數據並對數據進行校驗，若發現有錯誤，則 向內網監控主機發出要求重發的請求，內網監控主機檢索緩存，如果緩存 中沒有數據則通過變電站網關向該數據的初始發布者發出重發請求，如果 緩存中有數據則發送到內網中。
3. 如權利要求2所述的變電站綜合自動化通信系統，其特徵在於，所 述量化指標包括超時時間、可靠性等級、實時性等級與優先級；所述根據數據中的量化指標計算一量化值是基於所述超時時間、可靠性等級、實時性等級與優先級計算所述量化值；所述按照量化值從大到小的順序轉發數據至下一級網絡包括根據量化 值的大小，將數據插到待發的數據隊列中。
4. 如權利要求3所述的變電站綜合自動化通信系統，其特徵在於， 所述監控中心網關和變電站網關在每次發送M個數據後，位於當前待發的數據隊列中數據的量化值都增加n,其中n>0;所述監控中心網關和變電站網關中還包括 一 定時時鐘，按照預定的時 間遍歷所述待發的數據隊列，待發的數據隊列中將離超時時間少於 一預定 間隔的數據丟棄。
5. 如權利要求4所述的變電站綜合自動化通信系統，其特徵在於， 所述監控中心網關將需要轉發的數據緩存預定的時間，並對數據進行校驗，若發現錯誤則先檢查其它的監控中心或變電站有沒有發出該數據的 NACK應答，若接收到該數據的NACK應答則不動作，若沒有接收到則發 出該數據的NACK應答；若檢驗沒錯，則發出已經正確接收的ACK應答。
6. 如權利要求5所述的變電站綜合自動化通信系統，其特徵在於， 所述至少一個監控中心和至少一個變電站周期性地向通信骨幹網發布生存信息；所述變電站內網包括內網監控主一幾、視頻主機、遠動主機和一組保護測控裝置，所述方法進一步包括，所述變電站內網中的內網監控主機、視頻主機、遠動主機和一組保護測控裝置周期性地向變電站內網發布生存信 自
全文摘要
本發明揭示了一種變電站綜合自動化通信系統，包括通信骨幹網；至少一個監控中心，監控中心包括監控中心內網，通過監控中心網關連接到通信骨幹網；至少一個變電站，變電站包括變電站內網，通過變電站網關連接到通信骨幹網。本發明把各種數據作一個分類，對不同的數據取用不同的優先處理算法，使得相應的數據得到相應的傳輸優先級。這樣，就可以提高系統數據的實時性，可靠性。
文檔編號H04L12/54GK101335661SQ20071004326
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月29日 優先權日2007年6月29日
發明者何正友, 麥瑞坤 申請人:上海磁浮交通工程技術研究中心