專利名稱：一種數(shù)字化變電站多層統(tǒng)一通信平臺(tái)的解決方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種數(shù)字化變電站多層統(tǒng)一通信平臺(tái)的解決方法。
背景技術(shù)：
由于以太網(wǎng)技術(shù)具有標(biāo)準(zhǔn)、開放、易于實(shí)現(xiàn)互操作、傳輸速率快等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為較為普遍的數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信模式，但以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制CSMA/CD機(jī)制、 盡力而為的傳遞方式和資源競(jìng)爭(zhēng)的策略來解決數(shù)據(jù)突發(fā)性的問題交換機(jī)制決定了其網(wǎng)絡(luò)性能的不確定性。數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)承擔(dān)著實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、保護(hù)與控制等任務(wù)，其對(duì)信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸具有高可靠性、高實(shí)時(shí)性要求，以以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的通信模式存在較大的安全隱患。要解決上述問題必須調(diào)整目前數(shù)字化變電站局限于エ業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)的思路，采用更高可靠性和穩(wěn)定時(shí)延的通信技木，研發(fā)新的統(tǒng)一通信平臺(tái)替代傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機(jī)，統(tǒng)ー通信平臺(tái)必須克服傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換技術(shù)的不足，需要重點(diǎn)研究在通信資源的占用方式和管理策略上。發(fā)明的內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了ー種數(shù)字化變電站多層統(tǒng)一通信平臺(tái)的解決方法，本發(fā)明通過對(duì)數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)信息交互需求的分析，發(fā)明了ー種實(shí)時(shí)性更好、適合數(shù)字化變電站應(yīng)用的統(tǒng)一通信平臺(tái)設(shè)計(jì)方案，能夠更好的解決通信網(wǎng)絡(luò)開放性、靈活性與實(shí)時(shí)性、 可靠性要求之間的矛盾。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是
ー種數(shù)字化變電站多層統(tǒng)一通信平臺(tái)的解決方法，1)將融合了多協(xié)議標(biāo)簽交換功能的多協(xié)議標(biāo)簽交換機(jī)和以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)功能的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光線路終端相連后組成實(shí)時(shí)交換機(jī)置于局端；提供數(shù)據(jù)交換和網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)組網(wǎng)功能；2)通過以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光線路終端的端ロ引出光纖與分光器相連，每個(gè)分光器與光網(wǎng)絡(luò)單元相連；或著分光器再與另 ー個(gè)分光器相連后與光網(wǎng)絡(luò)單元相連；幻將光網(wǎng)絡(luò)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(shè)備，分別組成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)固定連接或一對(duì)多組播或非固定連接網(wǎng)絡(luò)； 4)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在實(shí)時(shí)交換機(jī)上為每個(gè)端口下的光網(wǎng)絡(luò)單元配置不同的帶寬策略，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一通信平臺(tái)的組網(wǎng)。本發(fā)明的有益效果是本方法旨在通過對(duì)數(shù)字化變電站通信需求的分析，找出ー 種實(shí)時(shí)性更好、適合變電站站控層、過程層、間隔層多層應(yīng)用的統(tǒng)一通信平臺(tái)，并與EPON 無源光網(wǎng)及其網(wǎng)絡(luò)伸縮性技木、IEEE1588v2時(shí)間同步技術(shù)和集中式的寬帶分組交換等技術(shù)相結(jié)合，更好的解決通信網(wǎng)絡(luò)開放性、靈活性與實(shí)時(shí)性、可靠性要求之間的矛盾。具體表現(xiàn)為1)應(yīng)用分組交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同可靠性要求、不同實(shí)時(shí)性要求、不同傳輸方向數(shù)據(jù)流的電路隔離，在提高傳輸效率的同時(shí)滿足了不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的傳輸要求，并提高了網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)控制能力。2)提高了對(duì)各種規(guī)模變電站的適應(yīng)能力(開閉所、配網(wǎng)變電站、中型變電站、大型變電站)，通過組網(wǎng)能力的改進(jìn)重點(diǎn)提升通信系統(tǒng)的伸縮能力，降低通信網(wǎng)絡(luò)組成的復(fù)雜度，提高通信系統(tǒng)的性能和可靠性；3)按數(shù)字化變電站技術(shù)規(guī)范要求，繼電保護(hù)需采用直采直跳方式，傳統(tǒng)以太網(wǎng)通信方式下只能采用大量直聯(lián)光纜解決，由此帶來大量光ロ造成的裝置發(fā)熱、直連光纜無法監(jiān)視等問題。統(tǒng)ー通信平臺(tái)通過配置獨(dú)立連接通道方式實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的直采直跳，保證繼電保護(hù)系統(tǒng)的獨(dú)立性和隔離度，同時(shí)解決了上述問題；4)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化變電站GOOSE、SV、匪S統(tǒng)ー組網(wǎng)，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，節(jié)約了大量エ業(yè)級(jí)交換機(jī)，降低目前日益高漲的數(shù)字化變電站通信建設(shè)成本，促進(jìn)數(shù)字化變電站和智能電網(wǎng)技術(shù)的推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作近一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1
如圖1所示，本實(shí)施例的ー種數(shù)字化變電站多層統(tǒng)一通信平臺(tái)的解決方法，包括如下步驟
1)將融合了多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLQ功能的多協(xié)議標(biāo)簽交換機(jī)1和以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò) (EPON)功能的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光線路終端2相連后組成實(shí)時(shí)交換機(jī)9置于局端(如變電站)；提供數(shù)據(jù)交換和網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)組網(wǎng)功能；幻通過以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光線路終端(0LT)2 的端ロ 4引出光纖與分光器3相連，每個(gè)分光器3與光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU) 5相連；或著分光器 3再與另ー個(gè)分光器3相連后與光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU) 5相連；幻將光網(wǎng)絡(luò)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(shè)備，分別組成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)固定連接或一對(duì)多組播或非固定連接網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)LAN) ；4)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在實(shí)時(shí)交換機(jī)9上為每個(gè)端 ロ 4下的每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(0NU)5配置不同的帶寬策略，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一通信平臺(tái)的組網(wǎng)。本實(shí)施例的統(tǒng)一通信平臺(tái)采用面向連接的具有電路交換時(shí)分多址TDMA特點(diǎn)的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)EPON技術(shù)替代傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)作為基本的接入技木，并采用基于分組交換技術(shù)的多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站站控層、間隔層和過程層之間的數(shù)據(jù)交換。EPON接入層的TDMA通過將整個(gè)通信資源劃分為許多小時(shí)間片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交換， 這樣就將通信資源的數(shù)量増加了許多倍。每一路數(shù)據(jù)占領(lǐng)一個(gè)專屬自己的時(shí)間片，各路數(shù)據(jù)之間不會(huì)產(chǎn)生對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)。以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)EPON的上行TDMA是面向連接的技木， 通信網(wǎng)絡(luò)為每?jī)蓚€(gè)終端之間提供固定的連接和固定的帶寬，在數(shù)據(jù)傳遞過程中固定不變， 保證極高的數(shù)據(jù)傳遞可靠性和穩(wěn)定性。因此，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)EPON技術(shù)可以保證通信的可靠性，提供固定的通信時(shí)延。另ー方面，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)EPON的光線路終端OLT設(shè)備通過分光器及部署在遠(yuǎn)端光網(wǎng)絡(luò)單元ONU為數(shù)字化變電站智能終端提供業(yè)務(wù)接入，大幅擴(kuò)大了變電站通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。同吋，光線路終端OLT的每個(gè)以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)EPON端 ロ最大支持64個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的接入，進(jìn)ー步擴(kuò)大了統(tǒng)一通信平臺(tái)的組網(wǎng)規(guī)摸，為后續(xù)的數(shù)字化變電站的擴(kuò)建預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源，降低將來的投資成本。統(tǒng)ー通信平臺(tái)在采用以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)EPON接入層中的光線路終端0LT、光網(wǎng)絡(luò)単元ONU設(shè)備上實(shí)現(xiàn)IEEE1588v2精確時(shí)間同步功能，滿足智能站繼電保護(hù)同步性能要求，為數(shù)字化變電站系統(tǒng)的智能終端提供絕對(duì)的時(shí)間同歩，實(shí)現(xiàn)整個(gè)變電站系統(tǒng)的同步智能控制。采用多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS的統(tǒng)一通信平臺(tái)是面向連接的分組傳送技術(shù)平臺(tái)，具有高效的多業(yè)務(wù)適配能力和靈活的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，在面向無連接的IP網(wǎng)絡(luò)中増加了面向連接的屬性，為IP網(wǎng)絡(luò)提供一定的QoS保證，滿足不同類型服務(wù)對(duì)QoS的要求，提高數(shù)字化變電站通信系統(tǒng)的組網(wǎng)能力。統(tǒng)ー通信平臺(tái)是在數(shù)字化變電站建立統(tǒng)ー的物理通信網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用分組交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)GOOSE、SV、匪S三網(wǎng)合一，同時(shí)保證不同可靠性要求、不同實(shí)時(shí)性要求、不同傳輸方向數(shù)據(jù)流的電路隔離，并通過配置獨(dú)立連接通道方式實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的直采直跳。從變電站通信的觀點(diǎn)出發(fā)，統(tǒng)一通信平臺(tái)將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)納入統(tǒng)ー的通信網(wǎng)絡(luò)，通過統(tǒng)一通信平臺(tái)在所有的智能終端設(shè)備IDE之間建立互連以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能，符合數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。變電站是由多個(gè)電壓等級(jí)、間隔等組成；針對(duì)這種類型和區(qū)域的劃分，最合理的方案是針對(duì)不同的數(shù)據(jù)傳遞要求分別提供網(wǎng)絡(luò)；因此，邏輯上來看變電站實(shí)時(shí)交換系統(tǒng)又可以分成多個(gè)不同類型、不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，每ー個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳遞ー種類型的數(shù)據(jù)；這種有針對(duì)性的邏輯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠很好的滿足各種不同的數(shù)據(jù)傳遞要求，在有限通信資源的條件下提供性能優(yōu)良的傳遞網(wǎng)絡(luò)。在統(tǒng)ー的物理網(wǎng)絡(luò)下通過資源配置實(shí)現(xiàn)邏輯網(wǎng)絡(luò)，邏輯網(wǎng)絡(luò)之間相互隔離，資源占用相對(duì)固定；可以將不同數(shù)據(jù)傳遞之間相互的影響減到最小。統(tǒng)ー通信平臺(tái)按照數(shù)字化變電站的GOOSE、SV、MMS三種不同特性通信數(shù)據(jù)和差別化要求，進(jìn)行數(shù)據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和組織
DGOOSE網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)為可靠性要求高、數(shù)據(jù)流量小、數(shù)據(jù)流交叉?zhèn)鬏?。GOOSE網(wǎng)絡(luò)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)固定連接的連接方式，根據(jù)IED間的數(shù)據(jù)交換需求配置成全交叉或部分交叉網(wǎng)狀網(wǎng)，通過指定連接通道，并固定占用ー些通信資源，可以立即快速、可靠傳遞GOOSE報(bào)文，在 GOOSE網(wǎng)絡(luò)上可以采用ー些提高性能的一對(duì)多的組播技木。^SV網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)為實(shí)時(shí)性要求高、數(shù)據(jù)流量大、單方向傳輸、數(shù)據(jù)傳輸ー對(duì)多。SV 網(wǎng)絡(luò)采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)固定連接的連接方式，通過配置事先指定點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)連接通道，并固定占用通信資源，提供持續(xù)大流量組播數(shù)據(jù)傳遞；
3)匪S網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)為實(shí)時(shí)性可靠性要求不高、數(shù)據(jù)流量較大。匪S網(wǎng)絡(luò)采用LAN網(wǎng)絡(luò)的方式，通過配置事先指定ー些通信資源形成網(wǎng)絡(luò)，提供靈活、高效的文件數(shù)據(jù)傳遞能力。
權(quán)利要求
1. ー種數(shù)字化變電站多層統(tǒng)一通信平臺(tái)的解決方法，其特征在于包括如下步驟1)將融合了多協(xié)議標(biāo)簽交換功能的多協(xié)議標(biāo)簽交換機(jī)(1)和以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)功能的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光線路終端(2)相連后組成實(shí)時(shí)交換機(jī)(9)置于局端；提供數(shù)據(jù)交換和網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)組網(wǎng)功能；2)通過以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光線路終端(2)的端ロ(4)引出光纖與分光器(3)相連，每個(gè)分光器(3)與光網(wǎng)絡(luò)單元(5)相連；或著分光器(3)再與另ー個(gè)分光器(3)相連后與光網(wǎng)絡(luò)單元(5)相連；3)將光網(wǎng)絡(luò)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(shè)備，分別組成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)固定連接或一對(duì)多組播或非固定連接網(wǎng)絡(luò)； 4)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在實(shí)時(shí)交換機(jī)(9)上為每個(gè)端ロ(4)下的每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(5)配置不同的帶寬策略，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一通信平臺(tái)的組網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種數(shù)字化變電站多層統(tǒng)一通信平臺(tái)的解決方法，1)將多協(xié)議標(biāo)簽交換機(jī)和以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光線路終端相連后組成實(shí)時(shí)交換機(jī)置于局端；提供數(shù)據(jù)交換和網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)組網(wǎng)功能；2)通過以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光線路終端的端口引出光纖與分光器相連，每個(gè)分光器與光網(wǎng)絡(luò)單元相連；或著分光器再與另一個(gè)分光器相連后與光網(wǎng)絡(luò)單元相連；3)將光網(wǎng)絡(luò)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(shè)備，分別組成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)固定連接或一對(duì)多組播或非固定連接網(wǎng)絡(luò)；4)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在實(shí)時(shí)交換機(jī)上為每個(gè)端口下的光網(wǎng)絡(luò)單元配置不同的帶寬策略，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一通信平臺(tái)的組網(wǎng)。本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)性更好、適合數(shù)字化變電站應(yīng)用的統(tǒng)一通信平臺(tái)設(shè)計(jì)方案。
文檔編號(hào)H04L12/56GK102571585SQ201210008580
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者朱瑪, 盛曄, 金乃正, 馬平 申請(qǐng)人:紹興電力局