一種數位化變電站多層統一通信平臺的解決方法
2023-12-11 19:59:37 3
專利名稱：一種數位化變電站多層統一通信平臺的解決方法
技術領域：
本發明涉及ー種數位化變電站多層統一通信平臺的解決方法。
背景技術：
由於乙太網技術具有標準、開放、易於實現互操作、傳輸速率快等優點，目前已成為較為普遍的數位化變電站自動化系統通信模式，但乙太網介質訪問控制CSMA/CD機制、 盡力而為的傳遞方式和資源競爭的策略來解決數據突發性的問題交換機制決定了其網絡性能的不確定性。數位化變電站自動化系統承擔著實現數據採集、監視、保護與控制等任務，其對信息的網絡傳輸具有高可靠性、高實時性要求，以乙太網技術為基礎的通信模式存在較大的安全隱患。要解決上述問題必須調整目前數位化變電站局限於エ業乙太網交換機技術的思路，採用更高可靠性和穩定時延的通信技木，研發新的統一通信平臺替代傳統乙太網交換機，統ー通信平臺必須克服傳統乙太網交換技術的不足，需要重點研究在通信資源的佔用方式和管理策略上。發明的內容
本發明的目的在於提供了ー種數位化變電站多層統一通信平臺的解決方法，本發明通過對數位化變電站自動化系統信息交互需求的分析，發明了ー種實時性更好、適合數位化變電站應用的統一通信平臺設計方案，能夠更好的解決通信網絡開放性、靈活性與實時性、 可靠性要求之間的矛盾。為達到上述目的，本發明的技術方案是
ー種數位化變電站多層統一通信平臺的解決方法，1)將融合了多協議標籤交換功能的多協議標籤交換機和乙太網無源光網絡功能的乙太網無源光網絡光線路終端相連後組成實時交換機置於局端；提供數據交換和網絡上聯組網功能；2)通過乙太網無源光網絡光線路終端的端ロ引出光纖與分光器相連，每個分光器與光網絡單元相連；或著分光器再與另 ー個分光器相連後與光網絡單元相連；幻將光網絡單元的用戶ロ分別連接到站控層、過程層和間隔層的智能終端設備，分別組成點對點固定連接或一對多組播或非固定連接網絡； 4)根據網絡規劃在實時交換機上為每個埠下的光網絡單元配置不同的帶寬策略，實現統一通信平臺的組網。本發明的有益效果是本方法旨在通過對數位化變電站通信需求的分析，找出ー 種實時性更好、適合變電站站控層、過程層、間隔層多層應用的統一通信平臺，並與EPON 無源光網及其網絡伸縮性技木、IEEE1588v2時間同步技術和集中式的寬帶分組交換等技術相結合，更好的解決通信網絡開放性、靈活性與實時性、可靠性要求之間的矛盾。具體表現為1)應用分組交換技術實現不同可靠性要求、不同實時性要求、不同傳輸方向數據流的電路隔離，在提高傳輸效率的同時滿足了不同業務數據流的傳輸要求，並提高了網絡風險控制能力。2)提高了對各種規模變電站的適應能力(開閉所、配網變電站、中型變電站、大型變電站)，通過組網能力的改進重點提升通信系統的伸縮能力，降低通信網絡組成的複雜度，提高通信系統的性能和可靠性；3)按數位化變電站技術規範要求，繼電保護需採用直採直跳方式，傳統乙太網通信方式下只能採用大量直聯光纜解決，由此帶來大量光ロ造成的裝置發熱、直連光纜無法監視等問題。統ー通信平臺通過配置獨立連接通道方式實現了站內繼電保護及安全自動裝置的直採直跳，保證繼電保護系統的獨立性和隔離度，同時解決了上述問題；4)實現了數位化變電站GOOSE、SV、匪S統ー組網，簡化了網絡結構，節約了大量エ業級交換機，降低目前日益高漲的數位化變電站通信建設成本，促進數位化變電站和智能電網技術的推廣應用。
圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施作近一步詳細描述。實施例1
如圖1所示，本實施例的ー種數位化變電站多層統一通信平臺的解決方法，包括如下步驟
1)將融合了多協議標籤交換(MPLQ功能的多協議標籤交換機1和乙太網無源光網絡 (EPON)功能的乙太網無源光網絡光線路終端2相連後組成實時交換機9置於局端(如變電站)；提供數據交換和網絡上聯組網功能；幻通過乙太網無源光網絡光線路終端(0LT)2 的端ロ 4引出光纖與分光器3相連，每個分光器3與光網絡單元(ONU) 5相連；或著分光器 3再與另ー個分光器3相連後與光網絡單元(ONU) 5相連；幻將光網絡單元(ONU) 5的用戶 ロ分別連接到站控層6、過程層7和間隔層8的智能終端設備，分別組成點對點固定連接或一對多組播或非固定連接網絡(區域網LAN) ；4)根據網絡規劃在實時交換機9上為每個端 ロ 4下的每個光網絡單元(0NU)5配置不同的帶寬策略，實現統一通信平臺的組網。本實施例的統一通信平臺採用面向連接的具有電路交換時分多址TDMA特點的乙太網無源光網絡EPON技術替代傳統乙太網技術作為基本的接入技木，並採用基於分組交換技術的多協議標籤交換MPLS實現數位化變電站站控層、間隔層和過程層之間的數據交換。EPON接入層的TDMA通過將整個通信資源劃分為許多小時間片實現數據的傳輸和交換， 這樣就將通信資源的數量増加了許多倍。每一路數據佔領一個專屬自己的時間片，各路數據之間不會產生對資源的競爭。乙太網無源光網絡EPON的上行TDMA是面向連接的技木， 通信網絡為每兩個終端之間提供固定的連接和固定的帶寬，在數據傳遞過程中固定不變， 保證極高的數據傳遞可靠性和穩定性。因此，乙太網無源光網絡EPON技術可以保證通信的可靠性，提供固定的通信時延。另ー方面，乙太網無源光網絡EPON的光線路終端OLT設備通過分光器及部署在遠端光網絡單元ONU為數位化變電站智能終端提供業務接入，大幅擴大了變電站通信網絡的覆蓋範圍。同吋，光線路終端OLT的每個乙太網無源光網絡EPON端 ロ最大支持64個光網絡單元ONU的接入，進ー步擴大了統一通信平臺的組網規摸，為後續的數位化變電站的擴建預留網絡資源，降低將來的投資成本。統ー通信平臺在採用乙太網無源光網絡EPON接入層中的光線路終端0LT、光網絡単元ONU設備上實現IEEE1588v2精確時間同步功能，滿足智能站繼電保護同步性能要求，為數位化變電站系統的智能終端提供絕對的時間同歩，實現整個變電站系統的同步智能控制。採用多協議標籤交換MPLS的統一通信平臺是面向連接的分組傳送技術平臺，具有高效的多業務適配能力和靈活的標籤轉發機制，在面向無連接的IP網絡中増加了面向連接的屬性，為IP網絡提供一定的QoS保證，滿足不同類型服務對QoS的要求，提高數位化變電站通信系統的組網能力。統ー通信平臺是在數位化變電站建立統ー的物理通信網絡，應用分組交換技術實現GOOSE、SV、匪S三網合一，同時保證不同可靠性要求、不同實時性要求、不同傳輸方向數據流的電路隔離，並通過配置獨立連接通道方式實現了站內繼電保護及安全自動裝置的直採直跳。從變電站通信的觀點出發，統一通信平臺將變電站自動化系統納入統ー的通信網絡，通過統一通信平臺在所有的智能終端設備IDE之間建立互連以實現自動化功能，符合數位化變電站自動化系統發展的趨勢。變電站是由多個電壓等級、間隔等組成；針對這種類型和區域的劃分，最合理的方案是針對不同的數據傳遞要求分別提供網絡；因此，邏輯上來看變電站實時交換系統又可以分成多個不同類型、不同結構的網絡，每ー個網絡傳遞ー種類型的數據；這種有針對性的邏輯網絡結構設計能夠很好的滿足各種不同的數據傳遞要求，在有限通信資源的條件下提供性能優良的傳遞網絡。在統ー的物理網絡下通過資源配置實現邏輯網絡，邏輯網絡之間相互隔離，資源佔用相對固定；可以將不同數據傳遞之間相互的影響減到最小。統ー通信平臺按照數位化變電站的GOOSE、SV、MMS三種不同特性通信數據和差別化要求，進行數據邏輯設計和組織
DGOOSE網絡，其特點為可靠性要求高、數據流量小、數據流交叉傳輸。GOOSE網絡採用點對點固定連接的連接方式，根據IED間的數據交換需求配置成全交叉或部分交叉網狀網，通過指定連接通道，並固定佔用ー些通信資源，可以立即快速、可靠傳遞GOOSE報文，在 GOOSE網絡上可以採用ー些提高性能的一對多的組播技木。^SV網絡，其特點為實時性要求高、數據流量大、單方向傳輸、數據傳輸ー對多。SV 網絡採用點對多點固定連接的連接方式，通過配置事先指定點對多點連接通道，並固定佔用通信資源，提供持續大流量組播數據傳遞；
3)匪S網絡，其特點為實時性可靠性要求不高、數據流量較大。匪S網絡採用LAN網絡的方式，通過配置事先指定ー些通信資源形成網絡，提供靈活、高效的文件數據傳遞能力。
權利要求
1. ー種數位化變電站多層統一通信平臺的解決方法，其特徵在於包括如下步驟1)將融合了多協議標籤交換功能的多協議標籤交換機(1)和乙太網無源光網絡功能的乙太網無源光網絡光線路終端(2)相連後組成實時交換機(9)置於局端；提供數據交換和網絡上聯組網功能；2)通過乙太網無源光網絡光線路終端(2)的端ロ(4)引出光纖與分光器(3)相連，每個分光器(3)與光網絡單元(5)相連；或著分光器(3)再與另ー個分光器(3)相連後與光網絡單元(5)相連；3)將光網絡單元(5)的用戶ロ分別連接到站控層(6)、過程層(7) 和間隔層(8)的智能終端設備，分別組成點對點固定連接或一對多組播或非固定連接網絡； 4)根據網絡規劃在實時交換機(9)上為每個端ロ(4)下的每個光網絡單元(5)配置不同的帶寬策略，實現統一通信平臺的組網。
全文摘要
本發明提供了一種數位化變電站多層統一通信平臺的解決方法，1)將多協議標籤交換機和乙太網無源光網絡光線路終端相連後組成實時交換機置於局端；提供數據交換和網絡上聯組網功能；2)通過乙太網無源光網絡光線路終端的埠引出光纖與分光器相連，每個分光器與光網絡單元相連；或著分光器再與另一個分光器相連後與光網絡單元相連；3)將光網絡單元的用戶口分別連接到站控層、過程層和間隔層的智能終端設備，分別組成點對點固定連接或一對多組播或非固定連接網絡；4)根據網絡規劃在實時交換機上為每個埠下的光網絡單元配置不同的帶寬策略，實現統一通信平臺的組網。本發明提供了一種實時性更好、適合數位化變電站應用的統一通信平臺設計方案。
文檔編號H04L12/56GK102571585SQ201210008580
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者朱瑪, 盛曄, 金乃正, 馬平 申請人:紹興電力局