CN102571585A

CN102571585A - 一种数字化变电站多层统一通信平台的解决方法

Info

Publication number: CN102571585A
Application number: CN201210008580XA
Authority: CN
Inventors: 盛晔; 金乃正; 马平; 朱玛
Original assignee: Shaoxing Electric Power Bureau
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Shaoxing Electric Power Bureau
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明提供了一种数字化变电站多层统一通信平台的解决方法，1）将多协议标签交换机和以太网无源光网络光线路终端相连后组成实时交换机置于局端；提供数据交换和网络上联组网功能；2）通过以太网无源光网络光线路终端的端口引出光纤与分光器相连，每个分光器与光网络单元相连；或着分光器再与另一个分光器相连后与光网络单元相连；3）将光网络单元的用户口分别连接到站控层、过程层和间隔层的智能终端设备，分别组成点对点固定连接或一对多组播或非固定连接网络；4）根据网络规划在实时交换机上为每个端口下的光网络单元配置不同的带宽策略，实现统一通信平台的组网。本发明提供了一种实时性更好、适合数字化变电站应用的统一通信平台设计方案。

Description

一种数字化变电站多层统一通信平台的解决方法

技术领域

本发明涉及一种数字化变电站多层统一通信平台的解决方法。

背景技术

由于以太网技术具有标准、开放、易于实现互操作、传输速率快等优点，目前已成为较为普遍的数字化变电站自动化***通信模式，但以太网介质访问控制CSMA/CD机制、尽力而为的传递方式和资源竞争的策略来解决数据突发性的问题交换机制决定了其网络性能的不确定性。数字化变电站自动化***承担着实现数据采集、监视、保护与控制等任务，其对信息的网络传输具有高可靠性、高实时性要求，以以太网技术为基础的通信模式存在较大的安全隐患。

要解决上述问题必须调整目前数字化变电站局限于工业以太网交换机技术的思路，采用更高可靠性和稳定时延的通信技术，研发新的统一通信平台替代传统以太网交换机，统一通信平台必须克服传统以太网交换技术的不足，需要重点研究在通信资源的占用方式和管理策略上。

发明的内容

本发明的目的在于提供了一种数字化变电站多层统一通信平台的解决方法，本发明通过对数字化变电站自动化***信息交互需求的分析，发明了一种实时性更好、适合数字化变电站应用的统一通信平台设计方案，能够更好的解决通信网络开放性、灵活性与实时性、可靠性要求之间的矛盾。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种数字化变电站多层统一通信平台的解决方法，1)将融合了多协议标签交换功能的多协议标签交换机和以太网无源光网络功能的以太网无源光网络光线路终端相连后组成实时交换机置于局端；提供数据交换和网络上联组网功能；2)通过以太网无源光网络光线路终端的端口引出光纤与分光器相连，每个分光器与光网络单元相连；或着分光器再与另一个分光器相连后与光网络单元相连；3)将光网络单元的用户口分别连接到站控层、过程层和间隔层的智能终端设备，分别组成点对点固定连接或一对多组播或非固定连接网络；4)根据网络规划在实时交换机上为每个端口下的光网络单元配置不同的带宽策略，实现统一通信平台的组网。

本发明的有益效果是：本方法旨在通过对数字化变电站通信需求的分析，找出一种实时性更好、适合变电站站控层、过程层、间隔层多层应用的统一通信平台，并与EPON无源光网及其网络伸缩性技术、IEEE1588v2时间同步技术和集中式的宽带分组交换等技术相结合，更好的解决通信网络开放性、灵活性与实时性、可靠性要求之间的矛盾。具体表现为1)应用分组交换技术实现不同可靠性要求、不同实时性要求、不同传输方向数据流的电路隔离，在提高传输效率的同时满足了不同业务数据流的传输要求，并提高了网络风险控制能力。2)提高了对各种规模变电站的适应能力(开闭所、配网变电站、中型变电站、大型变电站)，通过组网能力的改进重点提升通信***的伸缩能力，降低通信网络组成的复杂度，提高通信***的性能和可靠性；3)按数字化变电站技术规范要求，继电保护需采用直采直跳方式，传统以太网通信方式下只能采用大量直联光缆解决，由此带来大量光口造成的装置发热、直连光缆无法监视等问题。统一通信平台通过配置独立连接通道方式实现了站内继电保护及安全自动装置的直采直跳，保证继电保护***的独立性和隔离度，同时解决了上述问题；4)实现了数字化变电站GOOSE、SV、MMS统一组网，简化了网络结构，节约了大量工业级交换机，降低目前日益高涨的数字化变电站通信建设成本，促进数字化变电站和智能电网技术的推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施作近一步详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种数字化变电站多层统一通信平台的解决方法，包括如下步骤：

1)将融合了多协议标签交换(MPLS)功能的多协议标签交换机1和以太网无源光网络(EPON)功能的以太网无源光网络光线路终端2相连后组成实时交换机9置于局端(如变电站)；提供数据交换和网络上联组网功能；2)通过以太网无源光网络光线路终端(OLT)2的端口4引出光纤与分光器3相连，每个分光器3与光网络单元(ONU)5相连；或着分光器3再与另一个分光器3相连后与光网络单元(ONU)5相连；3)将光网络单元(ONU)5的用户口分别连接到站控层6、过程层7和间隔层8的智能终端设备，分别组成点对点固定连接或一对多组播或非固定连接网络(局域网LAN)；4)根据网络规划在实时交换机9上为每个端口4下的每个光网络单元(ONU)5配置不同的带宽策略，实现统一通信平台的组网。

本实施例的统一通信平台采用面向连接的具有电路交换时分多址TDMA特点的以太网无源光网络EPON技术替代传统以太网技术作为基本的接入技术，并采用基于分组交换技术的多协议标签交换MPLS实现数字化变电站站控层、间隔层和过程层之间的数据交换。EPON接入层的TDMA通过将整个通信资源划分为许多小时间片实现数据的传输和交换，这样就将通信资源的数量增加了许多倍。每一路数据占领一个专属自己的时间片，各路数据之间不会产生对资源的竞争。以太网无源光网络EPON的上行TDMA是面向连接的技术，通信网络为每两个终端之间提供固定的连接和固定的带宽，在数据传递过程中固定不变，保证极高的数据传递可靠性和稳定性。因此，以太网无源光网络EPON技术可以保证通信的可靠性，提供固定的通信时延。另一方面，以太网无源光网络EPON的光线路终端OLT设备通过分光器及部署在远端光网络单元ONU为数字化变电站智能终端提供业务接入，大幅扩大了变电站通信网络的覆盖范围。同时，光线路终端OLT的每个以太网无源光网络EPON端口最大支持64个光网络单元ONU的接入，进一步扩大了统一通信平台的组网规模，为后续的数字化变电站的扩建预留网络资源，降低将来的投资成本。

统一通信平台在采用以太网无源光网络EPON接入层中的光线路终端OLT、光网络单元ONU设备上实现IEEE1588v2精确时间同步功能，满足智能站继电保护同步性能要求，为数字化变电站***的智能终端提供绝对的时间同步，实现整个变电站***的同步智能控制。

采用多协议标签交换MPLS的统一通信平台是面向连接的分组传送技术平台，具有高效的多业务适配能力和灵活的标签转发机制，在面向无连接的IP网络中增加了面向连接的属性，为IP网络提供一定的QoS保证，满足不同类型服务对QoS的要求，提高数字化变电站通信***的组网能力。

统一通信平台是在数字化变电站建立统一的物理通信网络，应用分组交换技术实现GOOSE、SV、MMS三网合一，同时保证不同可靠性要求、不同实时性要求、不同传输方向数据流的电路隔离，并通过配置独立连接通道方式实现了站内继电保护及安全自动装置的直采直跳。从变电站通信的观点出发，统一通信平台将变电站自动化***纳入统一的通信网络，通过统一通信平台在所有的智能终端设备IDE之间建立互连以实现自动化功能，符合数字化变电站自动化***发展的趋势。

变电站是由多个电压等级、间隔等组成；针对这种类型和区域的划分，最合理的方案是针对不同的数据传递要求分别提供网络；因此，逻辑上来看变电站实时交换***又可以分成多个不同类型、不同结构的网络，每一个网络传递一种类型的数据；这种有针对性的逻辑网络结构设计能够很好的满足各种不同的数据传递要求，在有限通信资源的条件下提供性能优良的传递网络。在统一的物理网络下通过资源配置实现逻辑网络，逻辑网络之间相互隔离，资源占用相对固定；可以将不同数据传递之间相互的影响减到最小。统一通信平台按照数字化变电站的GOOSE、SV、MMS三种不同特性通信数据和差别化要求，进行数据逻辑设计和组织：

1)GOOSE网络，其特点为可靠性要求高、数据流量小、数据流交叉传输。GOOSE网络采用点对点固定连接的连接方式，根据IED间的数据交换需求配置成全交叉或部分交叉网状网，通过指定连接通道，并固定占用一些通信资源，可以立即快速、可靠传递GOOSE报文，在GOOSE网络上可以采用一些提高性能的一对多的组播技术。

2)SV网络，其特点为实时性要求高、数据流量大、单方向传输、数据传输一对多。SV网络采用点对多点固定连接的连接方式，通过配置事先指定点对多点连接通道，并固定占用通信资源，提供持续大流量组播数据传递；

3)MMS网络，其特点为实时性可靠性要求不高、数据流量较大。MMS网络采用LAN网络的方式，通过配置事先指定一些通信资源形成网络，提供灵活、高效的文件数据传递能力。

Claims

1.一种数字化变电站多层统一通信平台的解决方法，其特征在于包括如下步骤：1）将融合了多协议标签交换功能的多协议标签交换机（1）和以太网无源光网络功能的以太网无源光网络光线路终端（2）相连后组成实时交换机（9）置于局端；提供数据交换和网络上联组网功能；2）通过以太网无源光网络光线路终端（2）的端口（4）引出光纤与分光器（3）相连，每个分光器（3）与光网络单元（5）相连；或着分光器（3）再与另一个分光器（3）相连后与光网络单元（5）相连；3）将光网络单元（5）的用户口分别连接到站控层（6）、过程层（7）和间隔层（8）的智能终端设备，分别组成点对点固定连接或一对多组播或非固定连接网络；4）根据网络规划在实时交换机（9）上为每个端口（4）下的每个光网络单元（5）配置不同的带宽策略，实现统一通信平台的组网。