一種電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)架構(gòu)及其組網(wǎng)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)架構(gòu)及組網(wǎng)方法，包括配電網(wǎng)主站系統(tǒng)、光纖以太網(wǎng)、配電子站、站內(nèi)通信網(wǎng)、終端；所述配電子站通過(guò)所述光纖以太網(wǎng)與所述配電網(wǎng)主站系統(tǒng)連接，所述終端通過(guò)所述站內(nèi)通信網(wǎng)與所述配電子站連接。需要接入網(wǎng)絡(luò)的各終端通過(guò)IEEE1588協(xié)議獲得PTP同步時(shí)鐘即幀頻；按照TDMA技術(shù)根據(jù)組網(wǎng)幀頻時(shí)隙原則劃分時(shí)隙；根據(jù)終端ID獲得報(bào)文時(shí)隙序號(hào)；判斷當(dāng)前時(shí)隙是否為獲得的報(bào)文時(shí)隙；自動(dòng)上報(bào)請(qǐng)求組網(wǎng)信息；等待站端是否同意組網(wǎng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)架構(gòu)及其組網(wǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)化設(shè)備組網(wǎng)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)架構(gòu)及其組網(wǎng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息化時(shí)代的推進(jìn)，信息化智能化的配電終端覆蓋了整個(gè)智能電網(wǎng)，大量的智能配電終端在智能電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用，其中最關(guān)鍵的技術(shù)就是組網(wǎng)與通信。組網(wǎng)才能完成各終端信息交互與匯總，才能實(shí)現(xiàn)主站對(duì)各節(jié)點(diǎn)信息的共享，并將控制中心的命令準(zhǔn)確及時(shí)的傳送到各分布式的遠(yuǎn)方終端。配電線(xiàn)路是直接給最終用戶(hù)供電的線(xiàn)路，由此類(lèi)線(xiàn)路組成的網(wǎng)絡(luò)通常稱(chēng)作配電網(wǎng)，即配網(wǎng)。
[0003]目前組網(wǎng)采用的是全人工配置，每一個(gè)終端接入網(wǎng)絡(luò)后，需要在站端進(jìn)行終端入網(wǎng)配置，通過(guò)設(shè)置站端服務(wù)器的下掛終端來(lái)完成組網(wǎng)。通信及信息交換采用的則是輪詢(xún)方式，部分關(guān)鍵點(diǎn)采用主動(dòng)上報(bào)，但是上報(bào)過(guò)程采取的是判斷總線(xiàn)狀態(tài)，然后發(fā)送報(bào)文，失敗后重復(fù)發(fā)送，失敗次數(shù)超限則報(bào)錯(cuò)。
[0004]從組網(wǎng)方式來(lái)看，其對(duì)人工操作的依賴(lài)性太強(qiáng)，占用了相對(duì)較多的人力，從信息交互角度來(lái)看，目前的報(bào)文交互能力在報(bào)文數(shù)量，報(bào)文流量，報(bào)文時(shí)效性等方面都存在比較大的上升空間。如果網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)站端，一個(gè)終端，通信方式采用站端詢(xún)問(wèn)式，那么總線(xiàn)是獨(dú)占的，總線(xiàn)負(fù)載反映的直接就是有效的通信負(fù)載，讀取的信息有效性也就是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的有效負(fù)載，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在一個(gè)站端，多個(gè)終端，仍然采用輪詢(xún)查詢(xún)方式，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的有效負(fù)載則會(huì)大大降低，對(duì)于智能配電終端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其最大的作用是及時(shí)有效的處理關(guān)鍵信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種占用人力較少、報(bào)文交互能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)有效負(fù)載大的一種電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)架構(gòu)及其組網(wǎng)方法。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步目的還在于提供一種電力自動(dòng)化終端信息交互方法。
[0007]一種電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)架構(gòu)，包括配電網(wǎng)主站系統(tǒng)、光纖以太網(wǎng)、配電子站、站內(nèi)通信網(wǎng)、終端，配電子站通過(guò)所述光纖以太網(wǎng)與所述配電網(wǎng)主站系統(tǒng)連接，各終端通過(guò)站內(nèi)通信網(wǎng)與配電子站連接，配電網(wǎng)主站、配電子站、終端都支持IEEE1588技術(shù)和TDMA通信技術(shù)。
[0008]一種基電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)方法，包括以下步驟:
al、需要接入網(wǎng)絡(luò)的各終端通過(guò)IEEE1588協(xié)議獲得PTP同步時(shí)鐘即幀頻； bl、按照TDMA技術(shù)根據(jù)組網(wǎng)幀頻時(shí)隙原則劃分時(shí)隙；
Cl、根據(jù)終端ID獲得報(bào)文時(shí)隙序號(hào)； dl、判斷當(dāng)前時(shí)隙是否為獲得的報(bào)文時(shí)隙； el、自動(dòng)上報(bào)請(qǐng)求組網(wǎng)信息；
H、等待站端是否同意組網(wǎng)。[0009]所述幀頻等分為10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙，第一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙為自主組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙，剩余的時(shí)隙根據(jù)需要按功能分為突發(fā)信息時(shí)隙段和常規(guī)信息時(shí)隙段，相鄰標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙之間緩沖帶寬度為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙的20%，所述的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙的每一個(gè)時(shí)隙劃分為10個(gè)報(bào)文時(shí)隙。
[0010]由于實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中各終端的自身時(shí)鐘誤差，因此要在各標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙之間預(yù)留緩沖區(qū)域，緩沖帶寬度選取主要取決于終端實(shí)時(shí)時(shí)鐘的性能指標(biāo)。主動(dòng)上報(bào)請(qǐng)求組網(wǎng)信息采用TDMA方式，此時(shí)需要在原有的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙內(nèi)繼續(xù)劃分報(bào)文時(shí)隙，實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)自主組網(wǎng)階段的參數(shù)性能要求，選取自主組網(wǎng)占用的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙區(qū)間以及自主組網(wǎng)階段報(bào)文時(shí)隙時(shí)間。新入網(wǎng)的終端或者尚未在站端注冊(cè)的終端在自主組網(wǎng)階段，通過(guò)一個(gè)報(bào)文時(shí)隙與站端建立注冊(cè)關(guān)系。
[0011]所述終端ID是該終端在組網(wǎng)系統(tǒng)中的唯一有效的識(shí)別碼，可以從終端的出廠編碼中獲得，或者根據(jù)IP地址映射。
[0012]所述報(bào)文時(shí)隙號(hào)是是采用ID做種子生成的隨機(jī)數(shù)，并對(duì)該隨機(jī)數(shù)進(jìn)行了范圍限定。
[0013]一種電力自動(dòng)化終端信息交互方法，包括以下步驟: a2:組網(wǎng)成功的終端根據(jù)其ID獲得報(bào)文時(shí)隙序號(hào)；
b2:判斷當(dāng)前時(shí)隙是否為獲得的報(bào)文時(shí)隙； c2:發(fā)送預(yù)估占用時(shí)隙數(shù)量信息； d2:判斷該終端是否獲得站端分配的時(shí)隙號(hào)； e2:判斷當(dāng)前時(shí)隙是否為站端分配的時(shí)隙； f2:發(fā)送信息。
[0014]所述發(fā)送的信息分為常態(tài)信息和突發(fā)信息。常態(tài)信息在常規(guī)信息時(shí)隙段內(nèi)交互，突發(fā)信息在突發(fā)信息時(shí)隙段。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
1、提高自主組網(wǎng)階段的終端注冊(cè)成功率綜合權(quán)衡整個(gè)組網(wǎng)終端數(shù)量及成功率的關(guān)系可以完全自動(dòng)聞效的完成自王組網(wǎng)；
2、降低人工錄入的資源占用情況并且在線(xiàn)與掉線(xiàn)切換過(guò)程都可以全自動(dòng)完成，基本上無(wú)需人工干預(yù)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)模型；
圖2本發(fā)明適用的配網(wǎng)自動(dòng)化終端典型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；
圖3本發(fā)明自主組網(wǎng)階段終端組網(wǎng)流程圖；
圖4本發(fā)明信息交互階段流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0018]如圖1所示，一種基于IEEE1588及TDMA技術(shù)電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)架構(gòu)，其特征在于，包括配電網(wǎng)主站系統(tǒng)、光纖以太網(wǎng)、配電子站、站內(nèi)通信網(wǎng)、終端；配電子站通過(guò)所述光纖以太網(wǎng)與配電網(wǎng)主站系統(tǒng)連接，終端通過(guò)站內(nèi)通信網(wǎng)與配電子站連接；配電網(wǎng)主站、配電子站、終端都支持IEEE1588技術(shù)和TDMA通信技術(shù)。
[0019]如圖2所示，配電子站內(nèi)終端典型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括支持IEEE1588及TDMA的站端和支持IEEE1588及TDMA的終端，他們之間通過(guò)RJ45/FIRER進(jìn)行通信。
[0020]如圖3所示，一種基于IEEE1588精確時(shí)鐘及TDMA技術(shù)自主組網(wǎng)方法，包括以下步驟:
al、需要接入網(wǎng)絡(luò)的各終端通過(guò)IEEE1588協(xié)議獲得PTP同步時(shí)鐘即幀頻； bl、按照TDMA技術(shù)根據(jù)組網(wǎng)幀頻時(shí)隙原則劃分時(shí)隙；
Cl、根據(jù)終端ID獲得報(bào)文時(shí)隙序號(hào)； dl、判斷當(dāng)前時(shí)隙是否為獲得的報(bào)文時(shí)隙； el、自動(dòng)上報(bào)請(qǐng)求組網(wǎng)信息；
H、等待站端是否同意組網(wǎng)。
[0021]如圖4所示，一種基于IEEE1588精確時(shí)鐘及TDMA技術(shù)信息交互方法，包括以下步驟:
a2:組網(wǎng)成功的終端根據(jù)其ID獲得報(bào)文時(shí)隙序號(hào)； b2:判斷當(dāng)前時(shí)隙是否為獲得的報(bào)文時(shí)隙； c2:發(fā)送預(yù)估占用時(shí)隙數(shù)量信息； d2:判斷該終端是否獲得站端分配的時(shí)隙號(hào)； e2:判斷當(dāng)前時(shí)隙是否為站端分配的時(shí)隙； f2:發(fā)送信息。
[0022]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了進(jìn)一步說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之類(lèi)，所做的任何修改、等同替代、改進(jìn)等均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)架構(gòu)，其特征在于，包括配電網(wǎng)主站系統(tǒng)、光纖以太網(wǎng)、配電子站、站內(nèi)通信網(wǎng)、終端；所述配電子站通過(guò)所述光纖以太網(wǎng)與所述配電網(wǎng)主站系統(tǒng)連接，所述終端通過(guò)所述站內(nèi)通信網(wǎng)與所述配電子站連接；所述配電網(wǎng)主站、配電子站、終端都支持IEEE1588技術(shù)和TDMA通信技術(shù)。
2.一種電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)方法，其特征在于，包括以下步驟: al、需要接入網(wǎng)絡(luò)的各終端通過(guò)IEEE1588協(xié)議獲得PTP同步時(shí)鐘即幀頻； bl、按照TDMA技術(shù)根據(jù)組網(wǎng)幀頻時(shí)隙原則劃分時(shí)隙； Cl、根據(jù)終端ID獲得報(bào)文時(shí)隙序號(hào)； dl、判斷當(dāng)前時(shí)隙是否為獲得的報(bào)文時(shí)隙； el、自動(dòng)上報(bào)請(qǐng)求組網(wǎng)信息； H、等待站端是否同意組網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)方法，其特征在于，所述幀頻等分為10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙，第一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙為自主組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙，剩余的時(shí)隙根據(jù)需要按功能分為突發(fā)信息時(shí)隙段和常規(guī)信息時(shí)隙段，相鄰標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙之間緩沖帶寬度為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙的20%，所述的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隙的每一個(gè)時(shí)隙劃分為10個(gè)報(bào)文時(shí)隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)方法，其特征在于，所述終端ID是該終端在組網(wǎng)系統(tǒng)中的唯一有效的識(shí)別碼，能從終端的出廠編碼中獲得，或者根據(jù)IP地址映射。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述電力自動(dòng)化終端自主組網(wǎng)方法，其特征在于，所述報(bào)文時(shí)隙號(hào)是采用ID做種子生成的隨機(jī)數(shù)，并對(duì)該隨機(jī)數(shù)進(jìn)行了范圍限定。
6.一種電力自動(dòng)化終端信息交互方法，其特征在于，包括以下步驟: a2:組網(wǎng)成功的終端根據(jù)其ID獲得報(bào)文時(shí)隙序號(hào)； b2:判斷當(dāng)前時(shí)隙是否為獲得的報(bào)文時(shí)隙； c2:發(fā)送預(yù)估占用時(shí)隙數(shù)量信息； d2:判斷該終端是否獲得站端分配的時(shí)隙號(hào)； e2:判斷當(dāng)前時(shí)隙是否為站端分配的時(shí)隙； f2:發(fā)送信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述電力自動(dòng)化終端信息交互方法，其特征在于，所述發(fā)送的信息分為常態(tài)信息和突發(fā)信息。
【文檔編號(hào)】H04L12/28GK103915899SQ201410118617
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】李嘉添, 李站, 霍錦強(qiáng), 王勝杰 申請(qǐng)人:廣州南方電力集團(tuán)科技發(fā)展有限公司