一種面向配電網的通信與計算協同的方法及裝置與流程

2023-10-06 10:50:39

本發明涉及通信技術領域，特別是指一種面向配電網的通信與計算協同的方法及裝置。

背景技術：

電力系統配電網通信系統是智能電網重要組成部分，承擔了很多位於電網末梢的業務數據的傳輸。隨著新能源電力的廣泛接入，配網連接可再生電源後，微網系統的調度、控制、管理等業務所必需的數據不可避免地需要通過配網通信系統傳送；第二，用戶側需求管理及用電信息監測等業務的開展，也需要基於用戶、系統雙向互動的數據基礎，這些數據也增加了配網通信系統的負載量；第三，傳統的電網設備的周期檢修模式向狀態檢修模式轉變的過程中，必然需要對支持設備監測、控制等功能的海量傳感數據進行採集、傳輸，承載海量傳感點數據傳輸的配電網通信系統就會面臨大負載、高並發的問題；第四，配電網故障錄播和反演所產生的數據，故障發生區域內所有終端在發生故障的前半分鐘至後5分鐘內的數據都要被細緻地採集並發送，會造成網絡很大的數據量。面對配電網所承載業務多樣性，數據量信息量大，要求智能配電網通信系統必須具有可靠性和穩定性。目前典型的通信方式有光纖專網、電力線載波網絡、無線網絡等形式。通信介質多樣性所引起的通信性能不均衡和變化也是影響通信系統穩定的一個重要因素。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

現有的配電網通信網絡及其管理方法，無法適應多通信方式融合、大負載、高並發的使用狀態，可能發生信息滯留甚至缺失，難以實現穩定、健康的通信環境，為配電安全監管工作帶來了很大困難。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明的目的在於提出一種面向配電網的通信與計算協同的方法及裝置，用以實現融合多種通信方式，保證重要信息的有效傳達，提高網絡健康度。

基於上述目的本發明提供的一種面向配電網的通信與計算協同的方法，包括：

獲取當前網絡的網絡狀態，根據所述網絡的網絡狀態，設置配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第一帶寬；

監控所述網絡的網絡狀態，判斷所述網絡是否存在超載可能；

若判定所述網絡存在超載可能，重新計算配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第二帶寬，將所述第二帶寬發送至所述配電終端；

接收配電終端根據所述第二帶寬發送的第一數據流，將各配電終端的所述第一數據流匯聚為第二數據流並發送至核心網。

可選的，所述第一數據流包括行動網路數據流和無線區域網路數據流；所述將各配電終端的所述第一數據流匯聚為第二數據流並發送至核心網，具體包括：

構建行動網路和無線區域網路協同的無線接入數據模型；

解析並緩存所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流；

根據數據優先級選擇已緩存的所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流的數據，生成符合所述第二帶寬要求的第二數據流；

將所述第二數據流發送至所述核心網。

可選的，所述構建行動網路和無線區域網路協同的無線接入數據模型，具體包括：

以開放式系統互聯模型為基礎，在網絡層和數據鏈路層之間構建新的融合層，定義為無線接入技術復用控制層；

將無線鏈路控制子層和邏輯鏈路控制子層移入所述無線接入技術復用控制層；

由所述邏輯鏈路控制子層處理所述無線區域網路數據流，由所述無線鏈路控制子層處理所述行動網路數據流。

可選的，所述根據數據優先級選擇已緩存的所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流的數據，生成符合所述第二帶寬要求的第二數據流，具體包括：

根據預設優先級，按照優先級由高到低的順序，選取已緩存的所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流的數據，生成佔用帶寬不大於所述第二帶寬要求的第二數據流。

可選的，所述方法包括：

若判定所述網絡不存在超載可能，接收配電終端根據所述第一帶寬發送的第一數據流，將各配電終端的所述第一數據流匯聚為第二數據流並發送至核心網。

基於上述目的本發明還提供一種面向配電網的通信與計算協同的裝置，包括：

網絡狀態監控單元，用於獲取當前網絡的網絡狀態，

帶寬管理單元，用於根據所述網絡的網絡狀態，設置配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第一帶寬；

所述網絡狀態監控單元還用於監控所述網絡的網絡狀態，判斷所述網絡是否存在超載可能；

所述帶寬管理單元還用於在判定所述網絡存在超載可能時，重新計算配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第二帶寬，將所述第二帶寬發送至所述配電終端；

數據處理單元，用於接收配電終端根據所述第二帶寬發送的第一數據流，將各配電終端的所述第一數據流匯聚為第二數據流並發送至核心網。

可選的，所述第一數據流包括行動網路數據流和無線區域網路數據流；所述數據處理單元用於構建行動網路和無線區域網路協同的無線接入數據模型；解析並緩存所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流；根據數據優先級選擇已緩存的所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流的數據，生成符合所述第二帶寬要求的第二數據流；將所述第二數據流發送至所述核心網。

可選的，所述數據處理單元用於以開放式系統互聯模型為基礎，在網絡層和數據鏈路層之間構建新的融合層，定義為無線接入技術復用控制層；將無線鏈路控制子層和邏輯鏈路控制子層移入所述無線接入技術復用控制層；由所述邏輯鏈路控制子層處理所述無線區域網路數據流，由所述無線鏈路控制子層處理所述行動網路數據流。

可選的，所述數據處理單元用於根據預設優先級，按照優先級由高到低的順序，選取已緩存的所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流的數據，生成佔用帶寬不大於所述第二帶寬要求的第二數據流。

可選的，所述數據處理單元用於在判定所述網絡不存在超載可能時，接收配電終端根據所述第一帶寬發送的第一數據流，將各配電終端的所述第一數據流匯聚為第二數據流並發送至核心網。

從上面所述可以看出，本發明提供的本實施例提供的一種面向配電網的通信與計算協同的方法及裝置，通過對配電網絡數據流的實時監控，根據監控結果對配電終端的可用帶寬進行實時調整，從而保證了輸配電網絡信息傳輸的可靠性；此外對於不同配電終端的數據流，並非直接轉發至核心網，而是首先進行匯聚後再發送至核心網，從而能夠適應多樣的無線傳輸介質，保證了輸配電網絡的穩定和健康。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種面向配電網的通信與計算協同的方法的實施例的流程示意圖；

圖2為本發明提供的一種面向配電網的通信與計算協同的方法的可選實施例的流程示意圖；

圖3為本發明提供的一種面向配電網的通信與計算協同的方法的另一實施例的流程示意圖；

圖4為本發明提供的一種面向配電網的通信與計算協同的方法的又一實施例的流程示意圖；

圖5為本發明提供的一種面向配電網的通信與計算協同的裝置的模塊圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

需要說明的是，本發明實施例中所有使用「第一」和「第二」的表述均是為了區分兩個相同名稱非相同的實體或者非相同的參量，可見「第一」「第二」僅為了表述的方便，不應理解為對本發明實施例的限定，後續實施例對此不再一一說明。

圖1為本發明提供的一種面向配電網的通信與計算協同的方法的實施例的流程示意圖。如圖所示，基於上述目的本發明實施例的一方面提供一種面向配電網的通信與計算協同的方法，包括：

S10，獲取當前網絡的網絡狀態，根據所述網絡的網絡狀態，設置配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第一帶寬。

S11，監控所述網絡的網絡狀態，判斷所述網絡是否存在超載可能。

S12，若判定所述網絡存在超載可能，重新計算配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第二帶寬，將所述第二帶寬發送至所述配電終端。

S13，接收配電終端根據所述第二帶寬發送的第一數據流，將各配電終端的所述第一數據流匯聚為第二數據流並發送至核心網。

其中，步驟S10中提到的「網絡狀態」，是指經過綜合網絡通信速率、通信質量、已用帶寬等各項指標的條件下，所得到的網絡綜合評價指標。所述第一帶寬的標準應當是既不會嚴重欠載(例如實際使用中網絡空閒帶寬比例過高，高於30％)，又可以保留一定的餘裕，保證在出現緊急事件，有優先級較高的數據包需要傳輸時，仍然有一定的帶寬資源可以留作備用。

步驟S11中，判定網路存在超載可能是需要對一定時間長度內的網絡狀況進行綜合考慮才能得出的結論，而絕對不是以某一個瞬間峰值作為判定的標準；例如，在一些可選的實施方式中，當監測到所述網絡的帶寬使用比例達到90％以上並持續超過5分鐘之後，判定所述網絡存在超載可能。

步驟S12中，所述第二帶寬小於所述第一帶寬，具體情況應當根據步驟S11的監控結果進行調整，調整原則與步驟S10中設置第一帶寬的原則相同。

步驟S13中，並非直接接收各個配電終端的數據流並分別轉發，而是首先將各配電終端的數據流，即第一數據流匯聚，並進行預處理後得到第二數據流，再將第二數據流發送至核心網。第二數據流的內容可以是第一數據流的部分內容、全部內容，甚至是超過第一數據流的內容，具體的選擇方式會在後面的實施例中進行詳細說明。

從上面所述可以看出，本實施例提供的一種面向配電網的通信與計算協同的方法，通過對配電網絡數據流的實時監控，根據監控結果對配電終端的可用帶寬進行實時調整，從而保證了輸配電網絡信息傳輸的可靠性；此外對於不同配電終端的數據流，並非直接轉發至核心網，而是首先進行匯聚後再發送至核心網，從而能夠適應多樣的無線傳輸介質，保證了輸配電網絡的穩定和健康。

圖2為本發明提供的一種面向配電網的通信與計算協同的方法的可選實施例的流程示意圖。如圖所示，在一些可選的實施例中，所述第一數據流包括行動網路數據流和無線區域網路數據流；所述方法包括：

S10，獲取當前網絡的網絡狀態，根據所述網絡的網絡狀態，設置配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第一帶寬。

S11，監控所述網絡的網絡狀態，判斷所述網絡是否存在超載可能。

S12，若判定所述網絡存在超載可能，重新計算配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第二帶寬，將所述第二帶寬發送至所述配電終端。

S13，接收配電終端根據所述第二帶寬發送的第一數據流。

S20，構建行動網路和無線區域網路協同的無線接入數據模型。

S21，解析並緩存所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流。

S22，根據數據優先級選擇已緩存的所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流的數據，生成符合所述第二帶寬要求的第二數據流。

S23，將所述第二數據流發送至所述核心網。

可見，本實施例中，步驟S13中，將各配電終端的所述第一數據流匯聚為第二數據流並發送至核心網，具體包括：

S20，構建行動網路和無線區域網路協同的無線接入數據模型。

S21，解析並緩存所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流。

S22，根據數據優先級選擇已緩存的所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流的數據，生成符合所述第二帶寬要求的第二數據流。

S23，將所述第二數據流發送至所述核心網。

步驟S20中，所述無線接入數據模型是為了便於協同多種無線傳輸形式，如行動網路(GSM、3G、LTE等移動公網)和無線區域網路(WLAN，Wireless Local Area Networks)等，在OSI(Open System Interconnection，開放式系統互聯)模型的基礎上進行改進後得到的模型，具體實現方式在後續實施例中進行介紹。這一模型的特點就是將處理行動網路和無線區域網路的子層進行了合併，從而便於進行統一管理。

步驟S21中，首先對行動網路數據流和無線局網絡數據流，也就是從配電終端接收到的數據流進行解析和緩存，從數據流中獲取到各式各樣的信息，從而為步驟S22的優先級選擇做準備。

在可選的實施方式中，S22，根據數據優先級選擇已緩存的所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流的數據，生成符合所述第二帶寬要求的第二數據流，具體包括：S221，根據預設優先級，按照優先級由高到低的順序，選取已緩存的所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流的數據，生成佔用帶寬不大於所述第二帶寬要求的第二數據流。

在步驟S22或S221中，並非不加篩選直接將從配電終端接收到的全部數據進行合併、轉發，而是從已緩存的數據流的數據中，按照優先級從高到低的規則，選取一定量的數據，生成符合所述第二帶寬要求的第二數據流，在保證網絡有效運行的前提下，發送儘可能多的數據。

上述優先級的設置可以根據實際需要進行確定，例如，在一些輸配電場景中，數據的類型可以被大致劃分為控制數據、監測數據和管理數據，其中控制數據是非周期緊急數據，監測數據是周期數據，管理數據是非周期的非緊急數據，此外，還包括視頻監控類的數據為非周期非緊急數據，報警數據是非周期的緊急數據等等。通過將緊急數據設置高優先級，非緊急數據設置低優先級，從而對已緩存數據進行整合、生成第二數據流。

這種數據處理方式可以有效保障網絡的使用效率，避免網絡發生擁塞。例如，當某一時刻在電網某處突發故障，可能會產生大量的報警數據，這樣一來在進行數據傳輸時，受限於網絡帶寬和上述優先級規則，優先將報警數據加入第二數據流中進行發送，而部分非緊急數據被滯留。當故障上報或被處理後，網絡中的報警數據不再產生，從而產生閒置帶寬，此時之前滯留的非緊急數據即可在之後的數據流處理過程中被逐漸加入第二數據流中，並分批被發送。這樣一來既沒有影響任何數據的發送成功率，又能夠留取足夠的帶寬資源為高優先級數據的傳輸做準備，提高了整個網絡的健壯性和運行效率。

圖3為本發明提供的一種面向配電網的通信與計算協同的方法的另一實施例的流程示意圖。如圖所示，在另一可選的實施例中，S20，構建行動網路和無線區域網路協同的無線接入數據模型，具體包括：

S30，以開放式系統互聯模型為基礎，在網絡層和數據鏈路層之間構建新的融合層，定義為無線接入技術復用控制層；

S31，將無線鏈路控制子層和邏輯鏈路控制子層移入所述無線接入技術復用控制層；

S32，由所述邏輯鏈路控制子層處理所述無線區域網路數據流，由所述無線鏈路控制子層處理所述行動網路數據流。

開放式系統互聯(OSI，Open System Interconnect)模型是國際標準化組織(ISO)和國際電報電話諮詢委員會(CCITT)聯合制定的開放系統互連參考模型，為開放式互連信息系統提供了一種功能結構的框架。它從低到高分別是：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。其中，數據鏈路層用於在網絡層實體間提供數據發送和接收的功能和過程，提供數據鏈路的流控；網絡層用於控制分組傳送系統的操作、路由選擇、擁護控制、網絡互連等功能，它的作用是將具體的物理傳送對高層透明。

本實施例針首先構建行動網路和無線區域網路系統協同的數據模型，具體為在網絡層下新增加一個融合層，並定義該新的融合層為無線接入技術復用控制(RMC，Radio Access Technologies Multiplexing Control)層。RMC層用來進行不同RATs(Radio Access Technologies，本文中指不同的無線通信技術，例如上述基於2g，3g或LTE等的行動網路，以及基於WLAN等的無線區域網路等)之間的上行數據復用、下行數據解復用，不同RAN(Radio Access Network，無線接入網絡)系統間資源的聯合調度與控制，且支持更多RATs的融合。RMC層的用戶面主要負責在跨系統的條件下，將核心網發來的IP包有序映射到相應的RAT子層上，發送給用戶。把用戶通過不同RATs上行的數據合併為統一IP流傳送到核心網。

通過將無線鏈路控制子層和邏輯鏈路控制子層移入所述無線接入技術復用控制層，使得無線接入技術復用控制層能同時處理IP SDU(Service Data Unit，業務數據單元)和RLC PDU(Protocol Data Unit，協議數據單元)兩個不同級別的數據包，在根據數據控制器給的數據屬性，將不同屬性的數據包壓縮成一個IP壓縮包，從而實現了不同無線通信方式數據的融合。

圖4為本發明提供的一種面向配電網的通信與計算協同的方法的又一實施例的流程示意圖。如圖所示，在又一可選的實施例中，所述方法包括：

S10，獲取當前網絡的網絡狀態，根據所述網絡的網絡狀態，設置配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第一帶寬。

S11，監控所述網絡的網絡狀態，判斷所述網絡是否存在超載可能。

S12，若判定所述網絡存在超載可能，重新計算配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第二帶寬，將所述第二帶寬發送至所述配電終端。

S13，接收配電終端根據所述第二帶寬發送的第一數據流，將各配電終端的所述第一數據流匯聚為第二數據流並發送至核心網。

S40，若判定所述網絡不存在超載可能，接收配電終端根據所述第一帶寬發送的第一數據流，將各配電終端的所述第一數據流匯聚為第二數據流並發送至核心網。

本實施例進一步給出了，網絡不存在超載可能的前提下，對於數據流的處理過程。

圖5為本發明提供的一種面向配電網的通信與計算協同的裝置的模塊圖。如圖所示，在本發明實施例的另一方面，提供一種面向配電網的通信與計算協同的裝置，包括：

網絡狀態監控單元50，用於獲取當前網絡的網絡狀態。

帶寬管理單元51，用於根據所述網絡的網絡狀態，設置配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第一帶寬。

所述網絡狀態監控單元50還用於監控所述網絡的網絡狀態，判斷所述網絡是否存在超載可能。

所述帶寬管理單元51還用於在判定所述網絡存在超載可能時，重新計算配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第二帶寬，將所述第二帶寬發送至所述配電終端。

數據處理單元52，用於接收配電終端根據所述第二帶寬發送的第一數據流，將各配電終端的所述第一數據流匯聚為第二數據流並發送至核心網。

從上面所述可以看出，本實施例提供的一種面向配電網的通信與計算協同的裝置，通過網絡狀態監控單元對配電網絡數據流的實時監控，根據監控結果，通過帶寬管理單元對配電終端的可用帶寬進行實時調整，從而保證了輸配電網絡信息傳輸的可靠性；此外對於不同配電終端的數據流，並非直接轉發至核心網，而是首先通過數據處理單元進行匯聚後再發送至核心網，從而能夠適應多樣的無線傳輸介質，保證了輸配電網絡的穩定和健康。

在一些可選的實施例中，所述第一數據流包括行動網路數據流和無線區域網路數據流；所述數據處理單元51用於構建行動網路和無線區域網路協同的無線接入數據模型；解析並緩存所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流；根據數據優先級選擇已緩存的所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流的數據，生成符合所述第二帶寬要求的第二數據流；將所述第二數據流發送至所述核心網。

在一些可選的實施例中，所述數據處理單元51用於以開放式系統互聯模型為基礎，在網絡層和數據鏈路層之間構建新的融合層，定義為無線接入技術復用控制層；將無線鏈路控制子層和邏輯鏈路控制子層移入所述無線接入技術復用控制層；由所述邏輯鏈路控制子層處理所述無線區域網路數據流，由所述無線鏈路控制子層處理所述行動網路數據流。

在一些可選的實施例中，所述數據處理單元51用於根據預設優先級，按照優先級由高到低的順序，選取已緩存的所述行動網路數據流和所述無線區域網路數據流的數據，生成佔用帶寬不大於所述第二帶寬要求的第二數據流。

在一些可選的實施例中，所述數據處理單元51用於在判定所述網絡不存在超載可能時，接收配電終端根據所述第一帶寬發送的第一數據流，將各配電終端的所述第一數據流匯聚為第二數據流並發送至核心網。

本發明實施例還提供一種電子設備，包括:

至少一個處理器；以及，

與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，

所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執行，以使所述至少一個處理器能夠：

獲取當前網絡的網絡狀態，根據所述網絡的網絡狀態，設置配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第一帶寬。

監控所述網絡的網絡狀態，判斷所述網絡是否存在超載可能。

若判定所述網絡存在超載可能，重新計算配電終端的數據傳輸佔用所述網絡的第二帶寬，將所述第二帶寬發送至所述配電終端。

接收配電終端根據所述第二帶寬發送的第一數據流，將各配電終端的所述第一數據流匯聚為第二數據流並發送至核心網。

本發明實施例進一步提供一種非暫態計算機可讀存儲介質，所述非暫態計算機可讀存儲介質存儲計算機指令，所述計算機指令用於使所述計算機執行上述任一實施例中的所述方法。

所屬領域的普通技術人員應當理解：以上任何實施例的討論僅為示例性的，並非旨在暗示本公開的範圍(包括權利要求)被限於這些例子；在本發明的思路下，以上實施例或者不同實施例中的技術特徵之間也可以進行組合，步驟可以以任意順序實現，並存在如上所述的本發明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節中提供。

所述領域的普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程序可存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory,ROM)或隨機存儲記憶體(Random AccessMemory,RAM)等。

另外，為簡化說明和討論，並且為了不會使本發明難以理解，在所提供的附圖中可以示出或可以不示出與集成電路(IC)晶片和其它部件的公知的電源/接地連接。此外，可以以框圖的形式示出裝置，以便避免使本發明難以理解，並且這也考慮了以下事實，即關於這些框圖裝置的實施方式的細節是高度取決於將要實施本發明的平臺的(即，這些細節應當完全處於本領域技術人員的理解範圍內)。在闡述了具體細節(例如，電路)以描述本發明的示例性實施例的情況下，對本領域技術人員來說顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節的情況下或者這些具體細節有變化的情況下實施本發明。因此，這些描述應被認為是說明性的而不是限制性的。

儘管已經結合了本發明的具體實施例對本發明進行了描述，但是根據前面的描述，這些實施例的很多替換、修改和變型對本領域普通技術人員來說將是顯而易見的。例如，其它存儲器架構(例如，動態RAM(DRAM))可以使用所討論的實施例。

本發明的實施例旨在涵蓋落入所附權利要求的寬泛範圍之內的所有這樣的替換、修改和變型。因此，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何省略、修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。