CN113194432A - 一种智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法 - Google Patents

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Abstract

一种智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法，通过5G切片网络设计界面进行网络功能和参数的编排，设计满足智能分布式馈线自动化终端的电力业务需求的uRLLC切片；利用5G切片网络作为通信信道，通过5G切片网络优化数据链路，以最小化链路传输跳数，通过电力终端设备组与分布式馈线自动化终端的IGMP协议消息完成动态组模型的加入和离开；利用5G切片网络作为通信信道，当电力终端设备组的静态组模型发生变化时，核心网控制面基于组成员信息生成组成员转发策略，下发到用户面功能UPF，用户面功能UPF基于组内成员转发策略将组播报文在组内转发。本发明实现海量数据的实时传输、分析、就地处理和应用，能够实现配网故障快速处理。

Description

一种智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法
技术领域
本发明涉及电力***及其自动化领域，尤其涉及一种基于5G的智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法。
背景技术
当前电力通信设施由通信设备、架空线路、入地光纤等设备设施组成电力通信网络，遍布站房内外、架空入地，需要基于智能化的视频图像识别监视技术的高宽带、低时延的通信网络。未来可能实施的无人机巡线、移动智能穿戴的多媒体交互巡查等装备的移动、宽带、低时延的应用，也对通信网络提出了高带宽、低时延、大容量的通信网络要求。
5G技术的出现，为通信运维提供了高带宽、低时延传输视频图像多媒体信息与大容量感知终端接入的网络平台。当前电力通信存在大量不同通信协议，在5G时代如何保护以往的通信终端投资，将传统的电力相关通信终端设备接入到5G通信服务，是一个非常重要的课题。分布式FA(馈线自动化)通过相邻终端的协调配合对故障定位、隔离及恢复进行动作，这种方式可以实现故障的迅速隔离及自愈，而目前在5G时代的智能分布式FA应用中存在如下问题：(1)智能分布式FA与电力终端设备组交互能力差：当前智能分布式FA的应用过程中，智能分布式FA与电力终端设备组之间的信息交互及相互配合问题未妥善解决，智能分布式FA与配电自动化主站集中式FA各自独立运行，缺乏统一协调能力；(2)电网控制类业务的通信传输容量不大，但对实时性、可靠性要求非常高，如配电保护、精准负荷控制、分布式电源调控等，对数据传输的同步性与可靠性要求较高，端到端时延需小于10ms，数据通信可靠性需达到99.99％，现有4G通信条件下的智能分布式FA难以满足其要求，而若辐射光纤，则存在成本高、改造工程量大等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法，实现海量数据的实时传输、分析、就地处理和应用，能够实现配网故障快速处理。
为了达到上述目的，本发明提供一种智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法，包含以下步骤：
定义电力终端设备组的静态组模型与动态组模型作为配电线路拓扑自适应的模型基础；
通过5G切片网络设计界面进行网络功能和参数的编排，设计满足智能分布式馈线自动化终端的电力业务需求的uRLLC切片；
利用5G切片网络作为通信信道，通过5G切片网络优化数据链路，以最小化链路传输跳数，通过电力终端设备组与分布式馈线自动化终端的IGMP协议消息完成动态组模型的加入和离开；
利用5G切片网络作为通信信道，当电力终端设备组的静态组模型发生变化时，核心网控制面基于组成员信息生成组成员转发策略，下发到用户面功能UPF，用户面功能UPF基于组内成员转发策略将组播报文在组内转发。
电力终端设备组的静态组模型储存在电力管理***内，电力终端设备组的组成员由电力管理***导入核心网控制面；所述静态组模型描述线路具有直接电气连接的相邻节点；所述动态组模型在静态组模型的基础上增加了节点供电电源点、供电路径及所对应联络开关的变化信息。
所述智能分布式馈线自动化终端的电力业务需求至少包含：容量、时延、带宽、安全等级、可靠性等级。
利用5G切片网络作为通信信道在5G无线接入网RAN侧，通过ShortenedTTI或快速HARQ实现超低时延；
利用5G切片网络作为通信信道在5G电源TN侧，通过优化包交换的排队技术降低排队时延，通过灵活以太底层交叉的技术实现确定性时延管道；
利用5G切片网络作为通信信道在5GCN侧，通过按需调度技术降低时延。
所述用户面功能UPF采用分布式本地部署方式，降低网络处理时延。
转发组播报文方法包含：电力终端设备组将GOOSE报文通过UDP组播方式向上发送，由于5G通讯终端支持组播报文识别和转发，因此可将报文封装到对应承载。
当配电线路发生故障后，智能分布式馈线自动化终端进入故障识别及故障隔离程序，同时根据故障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法完成配电线路拓扑的更新。
与现有技术相比，本发明具有如下显著性有益效果：
1、本发明配合5G技术配电台区智能融合终端，以低压物联网设备为感知，应用配用电统一模型、物联网标准协议，实现海量数据的实时传输、分析、就地处理和应用，实现配网故障快速处理，从而实现充电桩、分布式能源的灵活接入与有序管控，配网低压设备的即插即用与拓扑异动分析等功能，全方位支撑配网精益管理和优质供电服务，保障分布式清洁能源消纳和供电可靠性。
2、本发明能够基于5G技术实现传感设备对电力终端设备组环境量、物理量、状态量、电气量进行全面采集，实现变电设备状态全面感知、主辅设备全面监控、视频和机器人联合巡检等，实时同步变电站综合管理平台，实现“倒闸操作一键顺控、站内设备自动巡检、人员行为智能管控、主辅设备智能联动、设备异常主动预警、故障跳闸智能决策”等功能。
3、本发明采用5G作为接入方式通过主站***与电力终端设备组之间的拓扑模型交互机制，实现无论在配电线路连接关系发生变化，还是故障隔离、非故障区恢复供电引起线路拓扑发生变化的情况下，都能够快速地进行运行拓扑的更新。
附图说明
图1是本发明提供的一种智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法的示意图。
图2是组播报文的分发流程示意图。
图3是故障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法流程图。
具体实施方式
以下根据图1～图3，具体说明本发明的较佳实施例。
本发明提供一种智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法，包含以下步骤：
步骤1、定义电力终端设备组的静态组模型与动态组模型作为配电线路拓扑自适应的模型基础；
电力终端设备组的组成员由电力管理***导入核心网控制面，核心网控制面基于导入的信息生成组成员转发策略，下发到UPF(User Plane Function，用户面功能)，UPF基于组内成员转发策略将组播报文在组内分发；
电力终端设备组的静态组模型储存在电力管理***内，静态组模型可描述线路具有直接电气连接的相邻节点，电力终端设备组的动态组模型在静态组模型的基础上增加了节点供电电源点、供电路径及所对应联络开关的变化信息；
步骤2、通过5G切片网络设计界面进行网络功能和参数的编排，设计满足电力业务需求的uRLLC切片(Ultra reliable and low latency communication，超可靠且超低的时延业务)；
所述网络功能和参数的编排是根据智能分布式馈线自动化终端的业务需求设计满足电力业务需求的uRLLC切片，其中核心网可提供微服务级编排能力，接入网可对L1物理层、L2协议层和L3RRC层功能进行选择和裁剪，传输网可根据时延和隔离性要求，进行传输资源、路径的选择等；
所述智能分布式馈线自动化终端的电力业务需求包括但不限于容量、时延、带宽、安全等级、可靠性等级；
步骤3、利用5G切片网络作为通信信道，在5G通信本身低时延特性的基础上，通过切片网络优化数据链路，以最小化链路传输跳数(从源端到达目的端所经的路由器的个数)，通过电力终端设备组与分布式馈线自动化终端的IGMP Join/Leave消息完成动态组模型的加入和离开，核心网侧支持IGMPProxy；
Internet组管理协议称为IGMP协议(Internet Group Management Protocol)，是因特网协议家族中的一个组播协议。该协议运行在主机和组播路由器之间。IGMP协议共有三个版本，即IGMPv1、v2和v3。
IGMPv1报文
IGMP报文封装在IP报文中，IGMPv1报文有两种类型：
普遍组查询报文(General Query)：查询器向共享网络上所有主机和路由器发送的查询报文，用于了解哪些组播组存在成员。
成员报告报文(Report)：主机向组播路由器发送的报告消息，用于申请加入某个组播组或者应答查询报文。
IGMPv1工作机制
IGMPv1协议主要基于查询和响应机制完成组播组管理。当一个网段内有多个组播路由器时，只需要其中一台发送查询报文就足够了，此时需要选举出一个IGMP查询器。在IGMPv1中，由组播路由协议PIM选举出唯一的组播信息转发者(Assert Winner或DR)作为IGMPv1的查询器，负责该网段的组成员关系查询。
IGMPv2报文
相比于IGMPv1，除了普遍组查询报文和成员报告报文之外，IGMPv2新增了两种报文：
特定组查询报文(Group-Specific Query)：查询器向共享网段内指定组播组发送的查询报文，用于查询该组播组是否存在成员。
成员离开报文(Leave)：成员离开组播组时主动向路由器发送的报文，用于宣告自己离开了某个组播组。
IGMPv2对普遍组查询报文格式也做了改进，添加了最大响应时间(Max ResponseTime)字段。此字段取值可以配置，用于控制成员的响应速度。
IGMPv2工作机制
在工作机制上，与IGMPv1相比，IGMPv2增加了查询器选举和离开组机制。
IGMPv3的变化
IGMPv3主要是为了配合SSM(Source-Specific Multicast)模型发展起来的，提供了在报文中携带组播源信息的能力，即能加入到指定源的组播组。
IGMPv3报文
IGMPv3报文包含两大类：查询报文和报告报文。相较IGMPv2，其变化如下：
查询报文中除了普遍组查询和特定组查询，新增了特定源组查询报文(Group-and-Source-Specific Query)。该报文由查询器向共享网段内特定组播组成员发送，用于查询该组成员是否愿意接收特定源发送的数据。特定源组查询通过在报文中携带一个或多个组播源地址来达到这一目的。
报告报文不仅通知路由器主机要加入某组播组，并且可以指定只接收哪些组播源发往该组的数据。IGMPv3增加了针对组播源的过滤模式(INCLUDE/EXCLUDE)，将组播组与源列表之间的对应关系简单的表示为(G，INCLUDE，(S1、S2...))，表示只接收来自指定组播源S1、S2……发往组G的数据；或(G，EXCLUDE，(S1、S2...))，表示接收除了组播源S1、S2……之外的组播源发给组G的数据，即S1、S2……在接收范围之外。
在IGMPv3中一个成员报告报文可以携带多个组播组信息，而之前的版本一个成员报告只能携带一个组播组。这样在IGMPv3中报文数量大大减少。
IGMPv3没有定义专门的成员离开报文，成员离开通过特定类型的报告报文来传达。
IGMPv3工作机制
在工作机制上，与IGMPv2相比，IGMPv3增加了主机对组播源的选择能力。
IGMP Proxy是靠拦截用户和路由器之间的IGMP报文建立组播表，Proxy设备的上联端口执行主机的角色，下联端口执行路由器的角色。
利用5G切片网络作为通信信道在5GRAN(5G无线接入网)侧，通过包括但不限于Shortened TTI、快速HARQ的技术实现超低时延。
利用5G切片网络作为通信信道在5GTN(5G电源)侧，通过包括但不限于优化包交换的排队技术降低排队时延，通过包括但不限于灵活以太底层(1.5层)交叉的技术实现确定性时延管道；
利用5G切片网络作为通信信道在5GCN侧，通过包括但不限于按需调度技术降低时延。
步骤4、利用5G切片网络作为通信信道，当电力终端设备组的静态组模型发生变化时，核心网控制面基于组成员信息生成组成员转发策略，下发到UPF，UPF基于组内成员转发策略将组播报文在组内转发，通过UPF的分布式本地部署方式，降低网络处理时延；
转发组播报文的具体方式为：电力终端设备组将GOOSE报文(通用对象的变电站事件)通过UDP组播方式向上发送，由于5G通讯终端支持组播报文识别和转发，因此可将报文封装到对应承载；
步骤5、客户订购5G智能分布式馈线自动化终端切片并选择该切片需要具备的SLA(service level agreement，服务等级协议)能力，切片管理***完成智能分布式馈线自动化终端切片的资源部署、网络功能加载以及相应的业务配置；
步骤6、当配电线路发生故障后，智能分布式馈线自动化终端进入故障识别及故障隔离程序，同时根据故障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法完成配电线路拓扑的更新。
所述步骤6中，故障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法具体如下：当配电线路发生故障后，智能分布式馈线自动化终端首先进行故障识别，排除非故障区段，判断故障具体区段，随后进入故障隔离程序，对应STU(Secure Terminal Unit，安全的终端设备)向故障点发出跳闸命令，将故障有效隔离；如果开关拒动或者智能分布式馈线自动化终端出现定位错误，故障感知电流依旧存在，则电力终端设备组启动故障隔离程序，充分发挥电力终端设备组信息的准确性，将故障隔离在最小的区间内；故障隔离完成后，电力终端设备组将该区域拓扑进行更新并将拓扑运行模型进行下发。
在一个实施例中，本发明基于5G的智能分布式馈线自动化终端间网络通信如图1所示，其核心思想是基于终端设备间的报文(组播)转发，通过去中心化实现信息的快速交互，从而进行故障诊断和隔离，具体步骤为：
(1)为了提出对安装于电力终端设备组内的线路拓扑模型进行自动更新的手段和方法，定义基于5G切片技术的配电线路拓扑在STU***与电力终端设备组的模型表达形式，STU<->STU终端之间发送的消息采用GOOSE OVER UDP/IP协议组播，优先级最高，对于时延最敏感(毫秒级)，其又可分为心跳消息和故障触发的状态组播消息，后者优先级最高，一旦触发，则停止发送心跳消息。STU<->控制中心(主站/子站)之间发送的消息采用标准TCP/IP协议，优先级次之，对于时延不敏感(通信时延秒级)，其又可分为统招(遥信、遥测)和遥控(人为指令下发)消息，后者优先级更高。配电终端储存有基于XML语法的SCL文件来表征所监视一次设备对的连接关系，其中，静态组模型储存在电力管理***内，模型可描述线路具有直接电气连接的相邻节点，电力终端设备组动态组模型在静态模型的基础上增加了节点供电电源点、供电路径及所对应联络开关的变化信息；
(2)根据基于5G的智能分布式FA的业务需求，包括容量、时延、带宽、安全等级、可靠性等级等，通过5G网络切片设计界面进行网络功能和参数的灵活编排，设计满足电力业务需求的uRLLC切片。其中核心网可以提供微服务级编排能力，接入网可以对L1物理层、L2协议层和L3RRC层功能进行选择和裁剪，传输网可以根据时延和隔离性要求，进行传输资源、路径的选择。
(3)利用5G切片网络作为通信信道，在5G通信本身低时延特性的基础上，通过切片网络优化数据链路，以最小化链路传输跳数，通过电力终端与分布式FA的IGMP Join/Leave消息完成动态组模型的加入和离开，核心网侧支持IGMP Proxy；
(4)利用5G切片网络作为通信信道，当电力终端设备组的静态组模型发生变化时，核心网控制面基于组成员信息生成组成员转发策略，下发到UPF，UPF基于组内成员转发策略将组播报在组内转发，通过UPF的分布式本地部署方式，降低网络处理时延，具体方式为：电力终端将GOOSE报文通过UDP组播方式向上发送，如图2所示，由于5G通讯终端支持组播报文识别和转发，因此可将报文封装到对应承载；
(5)当配电线路发生故障后，智能分布式FA进入故障识别及故障隔离程序，同时根据故障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法完成配电线路拓扑的更新，故障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法如图3所示：当配电线路发生故障后，智能分布式FA首先进行故障识别，排除非故障区段，判断故障具体区段，随后进入故障隔离程序，对应STU向故障点发出跳闸命令，将故障有效隔离；如果开关拒动或者智能分布式FA出现定位错误，故障感知电流依旧存在，则电力终端设备组启动故障隔离程序，充分发挥电力终端设备组信息的准确性，将故障隔离在最小的区间内；故障隔离完成后，电力终端设备组将该区域拓扑进行更新并将拓扑运行模型进行下发。
1、本发明配合5G技术配电台区智能融合终端，以低压物联网设备为感知，应用配用电统一模型、物联网标准协议，实现海量数据的实时传输、分析、就地处理和应用，实现配网故障快速处理，从而实现充电桩、分布式能源的灵活接入与有序管控，配网低压设备的即插即用与拓扑异动分析等功能，全方位支撑配网精益管理和优质供电服务，保障分布式清洁能源消纳和供电可靠性。
2、本发明能够基于5G技术实现传感设备对电力终端设备组环境量、物理量、状态量、电气量进行全面采集，实现变电设备状态全面感知、主辅设备全面监控、视频和机器人联合巡检等，实时同步变电站综合管理平台，实现“倒闸操作一键顺控、站内设备自动巡检、人员行为智能管控、主辅设备智能联动、设备异常主动预警、故障跳闸智能决策”等功能。
3、本发明采用5G作为接入方式通过主站***与电力终端设备组之间的拓扑模型交互机制，实现无论在配电线路连接关系发生变化，还是故障隔离、非故障区恢复供电引起线路拓扑发生变化的情况下，都能够快速地进行运行拓扑的更新。
需要说明的是，在本发明的实施例中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实施例，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法，其特征在于，包含以下步骤：
定义电力终端设备组的静态组模型与动态组模型作为配电线路拓扑自适应的模型基础；
通过5G切片网络设计界面进行网络功能和参数的编排，设计满足智能分布式馈线自动化终端的电力业务需求的uRLLC切片；
利用5G切片网络作为通信信道，通过5G切片网络优化数据链路，以最小化链路传输跳数，通过电力终端设备组与分布式馈线自动化终端的IGMP协议消息完成动态组模型的加入和离开；
利用5G切片网络作为通信信道，当电力终端设备组的静态组模型发生变化时，核心网控制面基于组成员信息生成组成员转发策略，下发到用户面功能UPF，用户面功能UPF基于组内成员转发策略将组播报文在组内转发。
2.如权利要求1所述的智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法，其特征在于，电力终端设备组的静态组模型储存在电力管理***内，电力终端设备组的组成员由电力管理***导入核心网控制面；所述静态组模型描述线路具有直接电气连接的相邻节点；所述动态组模型在静态组模型的基础上增加了节点供电电源点、供电路径及所对应联络开关的变化信息。
3.如权利要求1所述的智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法，其特征在于，所述智能分布式馈线自动化终端的电力业务需求至少包含：容量、时延、带宽、安全等级、可靠性等级。
4.如权利要求1所述的智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法，其特征在于，利用5G切片网络作为通信信道在5G无线接入网RAN侧，通过Shortened TTI或快速HARQ实现超低时延；
利用5G切片网络作为通信信道在5G电源TN侧，通过优化包交换的排队技术降低排队时延，通过灵活以太底层交叉的技术实现确定性时延管道；
利用5G切片网络作为通信信道在5GCN侧，通过按需调度技术降低时延。
5.如权利要求1所述的智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法，其特征在于，所述用户面功能UPF采用分布式本地部署方式，降低网络处理时延。
6.如权利要求1所述的智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法，其特征在于，转发组播报文方法包含：电力终端设备组将GOOSE报文通过UDP组播方式向上发送，由于5G通讯终端支持组播报文识别和转发，因此可将报文封装到对应承载。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的智能分布式馈线自动化终端间的网络通信方法，其特征在于，当配电线路发生故障后，智能分布式馈线自动化终端进入故障识别及故障隔离程序，同时根据故障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法完成配电线路拓扑的更新。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113949158A (zh) * 2021-10-14 2022-01-18 广东电网有限责任公司 一种设备即插即用的配电台区智能终端
CN114302345A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 上海电力设计院有限公司 5g网络切片在智慧能源领域的配电自动化***通信方法
CN115348596A (zh) * 2022-10-18 2022-11-15 北京迪为双兴通讯技术有限公司 煤矿工作面的数据传输方法、***、电子设备及存储介质
CN115696497A (zh) * 2023-01-05 2023-02-03 石家庄科林电气股份有限公司 基于5g技术的配电终端间的通讯方法、***及终端设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108169625A (zh) * 2017-12-28 2018-06-15 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 一种分布式馈线自动化终端及配电线路故障定位方法
CN211880175U (zh) * 2020-04-28 2020-11-06 上海道博电气有限公司 一种基于5g的智能分布式馈线装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108169625A (zh) * 2017-12-28 2018-06-15 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 一种分布式馈线自动化终端及配电线路故障定位方法
CN211880175U (zh) * 2020-04-28 2020-11-06 上海道博电气有限公司 一种基于5g的智能分布式馈线装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
夏旭，朱雪田，等: "5G切片在电力物联网中的研究和实践", 《CNKI 移动通信》 *
覃朝云，梁东，等: "基于主站后备的分布式馈线自动化拓扑组网设计方案", 《CNKI 电子设计工程》 *
陈丰: "基于5G网络切片技术的智慧电网应用研究", 《邮电设计技术》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113949158A (zh) * 2021-10-14 2022-01-18 广东电网有限责任公司 一种设备即插即用的配电台区智能终端
CN113949158B (zh) * 2021-10-14 2024-04-26 广东电网有限责任公司 一种设备即插即用的配电台区智能终端
CN114302345A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 上海电力设计院有限公司 5g网络切片在智慧能源领域的配电自动化***通信方法
CN114302345B (zh) * 2021-12-31 2023-03-14 上海电力设计院有限公司 5g网络切片在智慧能源领域的配电自动化***通信方法
CN115348596A (zh) * 2022-10-18 2022-11-15 北京迪为双兴通讯技术有限公司 煤矿工作面的数据传输方法、***、电子设备及存储介质
CN115696497A (zh) * 2023-01-05 2023-02-03 石家庄科林电气股份有限公司 基于5g技术的配电终端间的通讯方法、***及终端设备

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