CN102571519B - 适用于环型配电网载波通信的智能调度装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于环型配电网载波通信的智能调度装置及其方法,该智能调度装置设置于环型配电网中,它包括一微处理器模块以及分别与该微处理器模块相连的以太网接口模块、同步动态随机存取存储器、闪速存储器以及两个串行接口模块,还包括一给各个模块供电的电源模块;它充分利用环型配电网载波通信链路成环相同的特点,利用MCU微处理器模块进行控制,实时监控环型配电网2个载波网络的通信状态,当某点发生故障时,将通信中断的从载波机自动切换至另一载波网络中;当该点故障解除时,恢复原先载波网络结构。本发明可以实现载波通信的切换调度全自动进行,无需人工干预,调度实时进行、不影响正常载波通信。
Description
技术领域
本发明涉及环型配电网载波通信***及其方法,尤其涉及一种适用于环型配电网载波通信的、可对电力线载波通信链路进行自动测试和选择的智能调度装置及其调度方法。
背景技术
电力线数据通信技术(PLC),是一种利用中、低压配电网作为通信介质,实现数据、话音、图像等综合业务传输的通信技术,不仅可以作为解决宽带接入“最后1km”的有效手段,而且可以为电力负荷监控、远程抄表、配用电自动化、需求侧管理、企业内部网络、智能家庭以及数字化社区提供高速数据传输平台。根据国家标准规定,将3KHz~500KHz频带范围作为电力线载波通讯的使用频段。
为了提高供电可靠性,使用户可以从两个方向获得电源,通常将供电网连接成环形。这种供电方式简称为环网供电。在工矿企业、住宅小区、港口和高层建筑等交流10KV配电***中,因负载容不大,其高压回路通常采用负荷开关或真空接触器控制,并配有高压熔断器保护。该***通常采用环形网供电,所使用高压开关柜一般习惯上称为环网柜。一个典型的环网结构如图1所示。
为了满足光纤未到达的环网柜配电自动化通信需求,通常使用中压载波通信方式完成配电自动化数据的传送。针对环网线路特点,一般来说在变电站安装2台主载波机,每个环网柜内安装从载波机,2台主载波机分别组成2个载波通信网络,如图2所示,1号主载波机分别与从载波1、从载波2、从载波3......组成网络1,1号主载波机依次与网络1中的各从载波机通信,2号主载波机分别与从载波N、从载波N-1、从载波N-2......组成网络2,2号主载波机依次与网络2中的各从载波机通信。1号主载波机与2号主载波机分别连接至配电自动化主站。这样当图2中的P点位置载波通信链路发生故障时,载波网络1中的环网柜3及其链路下游的环网柜将无法经由载波通信将信息传递至主站。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种适用于环型配电网载波通信的智能调度装置及其方法,它充分利用环型配电网载波通信链路成环相同的特点,利用MCU(微处理器模块)进行控制,实时监控环型配电网2个载波网络的通信状态,当某点发生故障时,将通信中断的从载波机自动切换至另一载波网络中;当该点故障解除时,恢复原先载波网络结构。
实现上述目的的技术方案是:
本发明之一的一种适用于环型配电网载波通信的智能调度装置,该智能调度装置设置于环型配电网中,所述的环型配电网包括一配电自动化主站以及与该配电自动化主站相连的第一主载波机和第二主载波机,两台主载波机分别组成两个载波通信网络,每个载波通信网络上依次串联有若干个环网柜,每个环网柜内安装有一从载波机,所述的第一和第二主载波机分别与其所组成的载波通信网络中的从载波机通信,其中,所述的智能调度装置串联于所述的配电自动化主站与第一和第二主载波机之间,所述的智能调度装置包括一微处理器模块以及分别与该微处理器模块相连的以太网接口模块、同步动态随机存取存储器、闪速存储器以及两个串行接口模块,还包括一给各个模块供电的电源模块,其中:
所述的闪速存储器预先存储了环型配电网两个载波通信网络的路由表;
所述的两个串行接口模块分别与所述的两个主载波机连接;
所述的以太网接口模块与所述的配电自动化主站相连;
所述的微处理器模块对两个串行接口模块进行控制访问,并通过以太网接口模块将两个载波通信网络数据上传,微处理器模块根据所述的闪速存储器记录的两个载波通信网络的路由表,通过两个串行接口模块分别对两个载波通信网络中的从载波机进行问询,对问询无应答的从载波机,判定离线,在闪速存储器记录的载波通信网络路由表中将其编号转移至另一网络,并将编号在闪速存储器中记录备份,MCU根据闪速存储器中更新后的载波通信网络路由表,再通过两个串行接口模块对更新后的两个网络中的从载波机进行访问,同时仍通过原路径在原载波通信网络中对离线的从载波机进行间隙性访问,当从载波通信故障修复后,原离线的从载波机正常应答,此时再将载波通信网络路由表更新,恢复为最初载波通信网络结构。
上述的适用于环型配电网载波通信的智能调度装置,其中,当载波通信网络的路由表发生变化时,微处理器将变化情况实时地通过以太网接口模块上报配电自动化主站,给出告警信息,供检修参考。
上述的适用于环型配电网载波通信的智能调度装置,其中,所述的串行接口模块为RS232串行接口模块。
本发明之二的一种适用于环型配电网的智能调度方法,其中,包括以下步骤:
首先,预先设定好两个载波通信网络的路由表,通过一微处理器实时监测两个载波通信网络中的各个从载波机的状态;
然后,分别对两个载波通信网络中的从载波机进行问讯,对于问讯无应答的从载波机,则判定其为离线并将该信息上传给配电自动化主站以发出告警信息进行检修,在路由表中将该被判定为离线的从载波机的编号转移至另一载波通信网络中,更新两个载波通信网络的路由表;
最后,重新对更新后的两个载波通信网络中的从载波机进行访问,并且同时仍通过原路径在原载波通信网络中对离线的从载波机进行间隙性访问,当载波通信故障修复后,原离线从载波机正常应答,此时再将载波通信路由表更新,恢复为最初载波通信网络结构。
上述的适用于环型配电网的智能调度方法,其中,所述的微处理器通过串行接口来实时监测所述的载波通信网络。
上述的适用于环型配电网的智能调度方法,其中,所述的微处理器通过以太网接口来与配电自动化主站通信。
本发明的有益效果是:
(1)实现了高集成度的环型配电网载波通信的智能调度,解决了环型配电网载波通信路由调度的难题。
(2)载波通信的切换调度全自动进行,无需人工干预,调度实时进行、不影响正常载波通信。
(3)符合国家关于载波通信的标准,对电力线网络中的其它设备无影响。
(4)采用220伏交流电供电,取电、使用方便。
附图说明
图1是环型配电网结构示意图;
图2是环型配电网载波通信应用示意图;
图3是本发明之一的适用于环型配电网载波通信的智能调度装置的结构示意图;
图4是本发明之一的适用于环型配电网载波通信的智能调度装置的应用示意图;
图5是本发明之一的载波通信网络调度切换示意图;
图6是本发明之一的智能调度装置在载波通信网络正常时的调度流程图;
图7是本发明之一的智能调度装置在载波通信网络中有从载波机离线时的调度流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图3至图7,图中示出了本发明之一的一种适用于环型配电网载波通信的智能调度装置1,该智能调度装置1设置于环型配电网中。
请参见图4,一般地,本发明安装于变电站,环型配电网包括一配电自动化主站2以及与该配电自动化主站2相连的第一主载波机31和第二主载波机32,两台主载波机分别组成两个载波通信网络,即第一载波通信网络100和第二载波通信网络200,每个载波通信网络上依次串联有若干个环网柜35,每个环网柜34内安装有一从载波机33,第一和第二主载波机31、32分别与其所组成的载波通信网络中的从载波机33通信。
智能调度装置1串联于配电自动化主站2与第一和第二主载波机31、32之间,请参见图3,智能调度装置1包括一微处理器模块(MCU)11以及分别与该微处理器模块11相连的以太网接口模块15、同步动态随机存取存储器13、闪速存储器14以及两个串行接口模块12,还包括一给各个模块供电的电源模块16,输入电源交流220V,其中:
闪速存储器14预先存储了环型配电网两个载波通信网络的路由表;
两个串行接口模块12分别与两个主载波机连接,串行接口模块12为RS232串行接口模块;
以太网接口模块15与配电自动化主站2相连;
微处理器模块11对两个串行接口模块12进行控制访问,对其数据进行汇总,并通过以太网接口模块15将两个载波通信网络数据上传至配电自动化主站2,微处理器模块11根据闪速存储器14记录的两个载波通信网络的路由表,通过两个串行接口模块12分别对两个载波通信网络中的从载波机33以一定的时间间隔进行问询,各从载波机33收到问询的命令后回复应答,对问询无应答的从载波机33或多次未收到某从载波机33的应答数据包,则判断该从载波机离线,在闪速存储器14记录的载波通信网络路由表中将其编号转移至另一网络,并将编号在闪速存储器14中记录备份,MCU11根据闪速存储器14中更新后的载波通信网络路由表,再通过两个串行接口模块12对更新后的两个网络中的从载波机33进行访问,这样原先载波通信发生故障的载波机33,通过环型配电网载波链路就智能地切换到了另一载波通信网络中,由另一载波通信网络中的主载波机接管,同时仍通过原路径在原载波通信网络中对离线的从载波机33进行间隙性访问,当从载波机33通信故障修复后,原离线的从载波机33正常应答,此时再将载波通信网络路由表更新,恢复为最初载波通信网络结构;当载波通信网络的路由表发生变化时,微处理器11将变化情况实时地通过以太网接口模块15上报配电自动化主站2,给出告警信息,供检修参考。
假设图4中的P点发生故障,第一载波通信网络100中的3号环网柜及其之后的从载波机33将无法回复应答数据包。此时,由于环型配电网特点,载波通信能够由另一侧实现通信,本发明将更新闪速存储器14中的载波通信网络路由表,将3号环网柜及其之后的从载波机33编号转移至第二载波通信网络200中,由第二主载波机32与这些从载波机33通信,调度转移后的载波网络示意图如图5所示,完成载波通信的智能调度。本发明中的MCU11将载波通信网络变化情况通过以太网接口模块15发送给配电自动化主站2,给出告警信号,供检修参考。
智能调度切换示意图如图6和图7所示,当两载波通信网正常时,工作流程如下:
步骤S1,载波通信智能调度装置定时轮询两个载波通信网络中的各个从载波机的状态;
步骤S2,判断从载波机是否回复状态数据包,
若回复状态数据包,则返回步骤S1;
若没有回复状态数据包,则进入步骤S3;
步骤S3,记录无回复的从载波机编号;
步骤S4,对记录编号的从载波机重复下发状态请求;
步骤S5,判断该从载波机是否回复状态数据,
若回复状态数据,则返回步骤S1;
若没有回复状态数据,则进入步骤S6;
步骤S6,判定该从载波机离线,即该从载波设备掉线;
步骤S7,载波通信智能调度装置将该掉线信息上传至配电自动化主站,并更新载波网络路由表,将掉线的从载波机转移至另一侧的网络,其原来所在的网络仍对本网络掉线的从载波机轮询,然后返回步骤S1。
原来所在的网络仍对本网络掉线的从载波机轮询时,还包括以下处理:
步骤S11,载波通信智能调度装置定时轮询两个载波通信网络的从载波机状态;
步骤S12,有从载波机离线的载波通信网络仍对本网络掉线的从载波机轮询;
步骤S13,判断该有从载波机离线的载波通信网络是否收到掉线的从载波机装提数据包,
若没有收到,则返回步骤S11;
若收到,则进入步骤S14;
步骤S14,载波通信智能调度装置更新载波通信网络路由表,将掉线的从载波机恢复至其原来所在的网络;
步骤S15,将更新后的网络路由表上送到配电自动化主站,然后返回步骤S11。
本发明中MCU11按照原载波通信路由表,以较低的频率,通过与第一主载波机31相连的串行接口模块12对第一载波通信网络100中的离线的载波机33进行问询,当接收到离线的载波机33对第一载波通信网络100的问询应答后,MCU11再次更新闪速存储器14中的载波网络路由表,将原离线载波机33恢复至第一载波通信网络100,并将更新的载波通信网络结构信息上送配电自动化主站2。整个过程即完成环型配电网载波通信的智能调度。
MCU11对2个串行接口模块12进行控制访问以与主载波机通信,每一个串行接口模块12对应连接1台主载波机,并通过以太网接口模块15将两个载波通信网络数据上传,这样就实现了两个载波网络的并行控制。
当某台从载波机33无法访问时,MCU11即更新闪速存储器14中的载波通信网络路由表,将该从载波转移至另一载波网络中。MCU11的软件在同步动态随机存取存储器13中运行。
本发明之二的一种适用于环型配电网的智能调度方法,包括以下步骤:
首先,预先设定好两个载波通信网络的路由表,通过一微处理器实时监测两个载波通信网络中的各个从载波机的状态;
然后,分别对两个载波通信网络中的从载波机进行问讯,对于问讯无应答的从载波机,则判定其为离线并将该信息上传给配电自动化主站以发出告警信息进行检修,在路由表中将该被判定为离线的从载波机的编号转移至另一载波通信网络中,更新两个载波通信网络的路由表;
最后,重新对更新后的两个载波通信网络中的从载波机进行访问,并且同时仍通过原路径在原载波通信网络中对离线的从载波机进行间隙性访问,当载波通信故障修复后,原离线从载波机正常应答,此时再将载波通信路由表更新,恢复为最初载波通信网络结构。
微处理器通过串行接口来实时监测所述的载波通信网络,微处理器通过以太网接口来与配电自动化主站通信。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形式的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种适用于环型配电网载波通信的智能调度装置,该智能调度装置设置于环型配电网中,所述的环型配电网包括一配电自动化主站以及与该配电自动化主站相连的第一主载波机和第二主载波机,两台主载波机分别组成两个载波通信网络,每个载波通信网络上依次串联有若干个环网柜,每个环网柜内安装有一从载波机,所述的第一和第二主载波机分别与其所组成的载波通信网络中的从载波机通信,其特征在于,所述的智能调度装置串联于所述的配电自动化主站与第一和第二主载波机之间,所述的智能调度装置包括一微处理器模块以及分别与该微处理器模块相连的以太网接口模块、同步动态随机存取存储器、闪速存储器以及两个串行接口模块,还包括一给各个模块供电的电源模块,其中:
所述的闪速存储器预先存储了环型配电网两个载波通信网络的路由表;
所述的两个串行接口模块分别与所述的两个主载波机连接;
所述的以太网接口模块与所述的配电自动化主站相连;
所述的微处理器模块对两个串行接口模块进行控制访问,并通过以太网接口模块将两个载波通信网络数据上传至配电自动化主站,微处理器模块根据所述的闪速存储器记录的两个载波通信网络的路由表,通过两个串行接口模块分别对两个载波通信网络中的从载波机进行问询,对问询无应答的从载波机,判定离线,在闪速存储器记录的载波通信网络路由表中将其编号转移至另一网络,并将编号在闪速存储器中记录备份,微处理器模块根据闪速存储器中更新后的载波通信网络路由表,再通过两个串行接口模块对更新后的两个网络中的从载波机进行访问,同时仍通过原路径在原载波通信网络中对离线的从载波机进行间隙性访问,当从载波机通信故障修复后,原离线的从载波机正常应答,此时再将载波通信网络路由表更新,恢复为最初载波通信网络结构。
2.根据权利要求1所述的适用于环型配电网载波通信的智能调度装置,其特征在于,当载波通信网络的路由表发生变化时,微处理器将变化情况实时地通过以太网接口模块上报配电自动化主站,给出告警信息,供检修参考。
3.根据权利要求1所述的适用于环型配电网载波通信的智能调度装置,其特征在于,所述的串行接口模块为RS232串行接口模块。
4.一种适用于环型配电网的智能调度方法,其特征在于,包括以下步骤:
首先,预先设定好两个载波通信网络的路由表,通过一微处理器实时监测两个载波通信网络中的各个从载波机的状态;
然后,分别对两个载波通信网络中的从载波机进行问讯,对于问讯无应答的从载波机,则判定其为离线并将该信息上传给配电自动化主站以发出告警信息进行检修,在路由表中将该被判定为离线的从载波机的编号转移至另一载波通信网络中,更新两个载波通信网络的路由表;
最后,重新对更新后的两个载波通信网络中的从载波机进行访问,并且同时仍通过原路径在原载波通信网络中对离线的从载波机进行间隙性访问,当载波通信故障修复后,原离线从载波机正常应答,此时再将载波通信路由表更新,恢复为最初载波通信网络结构,
所述的微处理器通过串行接口来实时监测所述的载波通信网络。
5.根据权利要求4所述的适用于环型配电网的智能调度方法,其特征在于,所述的微处理器通过以太网接口来与配电自动化主站通信。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: STATE ELECTRIC NET CROP. Effective date: 20121026 |
|
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20121026 Address after: 200002 Nanjing East Road, Shanghai, No. 181, No. Applicant after: Shanghai Electric Power Corporation Applicant after: State Grid Corporation of China Address before: 200002 Nanjing East Road, Shanghai, No. 181, No. Applicant before: Shanghai Electric Power Corporation |
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |