智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步系統(tǒng)，所述的智能變電站采用變電站層、間隔層和過程層，以及MMS網(wǎng)和SV（或GOOSE）網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，其特征是：所述的MMS網(wǎng)絡(luò)、SV或GOOSE網(wǎng)絡(luò)均采用PTN設(shè)備組網(wǎng)，各間隔采用MPLS?VPN實(shí)現(xiàn)邏輯隔離；同步對時(shí)方面，由PTN設(shè)備提供IEEE1588等高精度時(shí)間同步信號。本發(fā)明還涉及采用上述系統(tǒng)進(jìn)行智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步的方法。本發(fā)明既能優(yōu)化通信資源配置，改善網(wǎng)絡(luò)性能，又能提供高精度的時(shí)間同步需求，實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)與時(shí)間同步平臺一體化。
【專利說明】智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及采用所述系統(tǒng)進(jìn)行智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能變電站就是充分運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)，采用智能化的一、二次設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)化的通信平臺與接口規(guī)范、集成交互的自動化系統(tǒng)，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等基本功能，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的全面采集、就地處理和實(shí)時(shí)共享，支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能。其采用“三層兩網(wǎng)”的體系結(jié)構(gòu)，即變電站層、間隔層、過程層，麗S網(wǎng)和SV (GOOSE)網(wǎng)。
[0003]目前，智能變電站麗S和SV (GOOSE)均采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，所謂的工業(yè)以太網(wǎng)，一般來講是指技術(shù)上與商用以太網(wǎng)兼容，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，在材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強(qiáng)度、實(shí)用性、可靠性、抗干擾性等方面能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。由于以太網(wǎng)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較大時(shí)，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟淮_定性很難滿足智能變電站的實(shí)時(shí)通信要求，快速以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展在一定程度上緩解了實(shí)時(shí)性的問題，但是在遇到突發(fā)事件，數(shù)據(jù)量瞬間增大時(shí)，同樣存在實(shí)時(shí)性差的問題。此外，對于智能變電站的對時(shí)方式，目前主要采用站內(nèi)GPS對時(shí)方式，這種同步方式屬于準(zhǔn)同步方式，既不可靠，精度也難以保證智能變電站不同合并單元所采集到的數(shù)據(jù)是在同一時(shí)間點(diǎn)上采樣獲得的，難以避免相位和幅值產(chǎn)生誤差。智能變電站現(xiàn)有通信與對時(shí)存在的主要問題如下:
[0004]1.目前智能變電站采用以太網(wǎng)通信技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較大時(shí)，以太網(wǎng)傳輸?shù)牟淮_定性不能滿足智能變電站的實(shí)時(shí)通信要求。
[0005]2.目前智能變電站通信采用以太網(wǎng)物理隔離技術(shù)，導(dǎo)致交換機(jī)數(shù)量龐大，運(yùn)行維護(hù)工作量大，迫切需要優(yōu)化通信資源配置。
[0006]3.目前智能變電站采用GPS同步對時(shí)方式，其精度與可靠性容易帶來安全隱患，迫切需要采用更高精度的時(shí)間同步方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題，就是提供一種智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步的系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題，就是提供一種采用上述系統(tǒng)進(jìn)行智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步的方法。
[0009]采用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，不僅可以優(yōu)化通信組網(wǎng)，滿足智能變電站的實(shí)時(shí)通信要求，且改善網(wǎng)絡(luò)性能、降低投資成本，同時(shí)還可提供精確的時(shí)間同步功能。
[0010]解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0011]一種智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步的系統(tǒng)，所述的智能變電站采用變電站層、間隔層和過程層，以及麗S網(wǎng)和SV (或G00SE)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的麗S網(wǎng)絡(luò)、SV或GOOSE網(wǎng)絡(luò)均采用PTN設(shè)備組網(wǎng)，各間隔采用MPLS VPN實(shí)現(xiàn)邏輯隔離；同步對時(shí)方面，由PTN設(shè)備提供IEEE1588等高精度時(shí)間同步信號。
[0012]解決上述第二個技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0013]一種采用上述系統(tǒng)進(jìn)行智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步的方法，其特征是:包括以下步驟:
[0014]S1:首先，采用PTN的MPLS技術(shù)，使得原有無連接的以太網(wǎng)傳輸變?yōu)槊嫦蜻B接的標(biāo)記交換，確保了信息傳輸?shù)拇_定性和可靠性；
[0015]S2:其次，采用MPLS VPN邏輯隔離技術(shù)，使得原有基于物理隔離的交換機(jī)堆疊模式轉(zhuǎn)變?yōu)榛谶壿嫺綦x的PTN設(shè)備優(yōu)化模式，優(yōu)化了通信資源配置，減少了運(yùn)行維護(hù)工作量;[0016]S3:最后，采用PTN設(shè)備的IEEE1588時(shí)間同步技術(shù)協(xié)議，提供精度達(dá)10_6級別的時(shí)間同步信號，滿足智能變電站時(shí)間同步需求。
[0017]有益效果:本發(fā)明既能優(yōu)化通信資源配置，改善網(wǎng)絡(luò)性能，又能提供高精度的時(shí)間同步需求，實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)與時(shí)間同步平臺一體化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0019]圖1是智能變電站的信息流向；
[0020]圖2是智能變電站的體系架構(gòu)；
[0021]圖3是現(xiàn)有技術(shù)的基于工業(yè)以太網(wǎng)的智能變電站站內(nèi)通信與GPS時(shí)間同步解決方案；
[0022]圖4是本發(fā)明采用的基于PTN設(shè)備的智能變電站站內(nèi)通信與時(shí)間同步一體化解決方案。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1為智能變電站的信息流向圖，其信息交換說明如下:①、②:間隔層和變電站層之間保護(hù)數(shù)據(jù)交換；(D、④:過程層和間隔層之間TV和TA暫態(tài)數(shù)據(jù)交換；?:間隔層之內(nèi)控制與保護(hù)數(shù)據(jù)交換:間隔層之間控制與保護(hù)數(shù)據(jù)交換?’⑦:變電站層和遠(yuǎn)方工程師站數(shù)據(jù)交換:變電站層之間直接數(shù)據(jù)交換:變電站內(nèi)數(shù)據(jù)交換！⑩:變電站裝置和遠(yuǎn)方控制中心之間的控制數(shù)據(jù)交換。
[0024]其信息流特點(diǎn)如下:
[0025]1.SV數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是流量大，從一次設(shè)備到二次設(shè)備的組播，有很高的同步和實(shí)時(shí)性要求。
[0026]2.GOOSE數(shù)據(jù)主要集中在間隔層和過程層，數(shù)據(jù)量小，但是非常重要，需要可靠送達(dá)。
[0027]3.MMS業(yè)務(wù)主要在變電站層，數(shù)據(jù)量中等，實(shí)時(shí)性要求不高。
[0028]智能變電站體系架構(gòu)如圖2所示，分為過程層、間隔層和變電站層(或叫站控成層)，過程層主要為一次智能高壓設(shè)備、間隔層為保護(hù)測控等二次設(shè)備、變電站層為遠(yuǎn)動等服務(wù)器設(shè)備。其中麗S網(wǎng)絡(luò)處于變電站層于間隔層之間；SV和GOOSE網(wǎng)絡(luò)處于間隔層與過程層之間。
[0029]圖3為現(xiàn)有的基于工業(yè)以太網(wǎng)的智能變電站站內(nèi)通信與GPS時(shí)間同步解決方案，麗S網(wǎng)絡(luò)、SV和GOOSE網(wǎng)絡(luò)均采用以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)，各間隔采用不同交換機(jī)實(shí)現(xiàn)物理隔離；同步對時(shí)方面，各變電站均采用2套GPS配置，提供IRIGB、NTP等時(shí)間同步信號。
[0030]本發(fā)明的基于PTN的智能變電站站內(nèi)通信與時(shí)間同步一體化解決方案實(shí)施例如圖4所示，麗S網(wǎng)絡(luò)、SV和GOOSE網(wǎng)絡(luò)均采用PTN設(shè)備組網(wǎng)，各間隔采用MPLS VPN實(shí)現(xiàn)邏輯隔離；同步對時(shí)方面，由PTN設(shè)備提供IEEE1588等高精度時(shí)間同步信號。
[0031]采用上述系統(tǒng)進(jìn)行智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步的方法，其特征是:包括以下步驟:
[0032]S1:首先，采用PTN的MPLS技術(shù)，使得原有無連接的以太網(wǎng)傳輸變?yōu)槊嫦蜻B接的標(biāo)記交換，確保了信息傳輸?shù)拇_定性和可靠性；
[0033]S2:其次，采用MPLS VPN邏輯隔離技術(shù)，使得原有基于物理隔離的交換機(jī)堆疊模式轉(zhuǎn)變?yōu)榛谶壿嫺綦x的PTN設(shè)備優(yōu)化模式，優(yōu)化了通信資源配置，減少了運(yùn)行維護(hù)工作量;
[0034]S3:最后，采用PTN設(shè)備的IEEE1588時(shí)間同步技術(shù)協(xié)議，提供精度達(dá)10_6級別的時(shí)間同步信號，滿足智能變電站時(shí)間同步需求。
【權(quán)利要求】
1.一種智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步的系統(tǒng)，所述的智能變電站采用變電站層、間隔層和過程層，以及麗S網(wǎng)和SV (或GOOSE)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的麗S網(wǎng)絡(luò)、SV或GOOSE網(wǎng)絡(luò)均采用PTN設(shè)備組網(wǎng)，各間隔采用MPLS VPN實(shí)現(xiàn)邏輯隔離；同步對時(shí)方面，由PTN設(shè)備提供IEEE1588等高精度時(shí)間同步信號。
2.一種采用如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)進(jìn)行智能變電站站內(nèi)通信組網(wǎng)與時(shí)間同步的方法，其特征是:包括以下步驟: 51:首先，采用PTN的MPLS技術(shù)，使得原有無連接的以太網(wǎng)傳輸變?yōu)槊嫦蜻B接的標(biāo)記交換，確保了信息傳輸?shù)拇_定性和可靠性； 52:其次，采用MPLS VPN邏輯隔離技術(shù)，使得原有基于物理隔離的交換機(jī)堆疊模式轉(zhuǎn)變?yōu)榛谶壿嫺綦x的PTN設(shè)備優(yōu)化模式，優(yōu)化了通信資源配置，減少了運(yùn)行維護(hù)工作量； 53:最后，采用PTN設(shè)備的IEEE1588時(shí)間同步技術(shù)協(xié)議，提供精度達(dá)10_6級別的時(shí)間同步信號，滿足智能變電站時(shí)間同步需求。
【文檔編號】H04J3/06GK103618763SQ201310556433
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】章晉龍 申請人:廣東電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心