CN113645091A - 一种光伏电站的通信*** - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种光伏电站的通信***，包括：数据发送设备、部署在隔离区的数据转发设备和部署在内网的数据接收设备；数据发送设备，用于接收不同光伏电站以不同网络传输模式发送的通信数据，并将通信数据发送给数据转发设备；数据转发设备，用于将不同网络传输模式发送的通信数据转发至统一的网络进行数据汇聚，并将汇聚后的通信数据发送给数据接收设备；数据接收设备，用于将汇聚后的通信数据传输给数据库。本发明实施例公开的光伏电站的通信***，可实现不同类型光伏电站多场景数据传输。

Description

一种光伏电站的通信***
技术领域
本发明涉及但不仅限于光伏发电领域，尤指一种光伏电站的通信***。
背景技术
随着光伏等新能源发电的发展，光伏电站的数量越来越多，种类也呈多样性发展的趋势，光伏发电的发展从追求数量向提升质量转变。由于光伏电站所处地理位置恶劣且环境复杂，要实现数据低成本、有效传输存在较大的困难。
光伏发电站有大型集中式光伏电站和小型分布式光伏电站两类，不管哪一类光伏电站，目前的数据传输只能通过一种通信网络进行传送。其中，大型集中光伏电站传输一般采用单一专线或者内网通讯，而小型分布式光伏电站传输一般采用公网，其数据传输方法无法兼顾成本和数据传输的质量、安全性。
发明内容
本申请实施例提供了一种光伏电站的通信***，包括：数据发送设备、部署在DMZ的数据转发设备和部署在内网的数据接收设备；
所述数据发送设备，用于接收不同光伏电站以不同网络传输模式发送的通信数据，并将所述通信数据发送给所述数据转发设备；
其中，网络传输模式包括：公网网络传输模式、专线网络传输模式和内网网络传输模式；
所述数据转发设备，用于将不同网络传输模式发送的通信数据转发至统一的网络进行数据汇聚，并将汇聚后的通信数据发送给所述数据接收设备；
所述数据接收设备，用于将汇聚后的通信数据传输给数据库。
本申请至少一个实施例提供的光伏电站的通信***，与现有技术相比，具有以下有益效果：可减少光伏电站因场地通讯网络条件的影响或限制，因地制宜，实现不同类型光伏电站多场景数据传输，提高光伏发电数据采集覆盖率及传输效能，并达到光伏发电数据的远程安全传输目的。
另外，基于DMZ区通信传输的方案，将公网网络、专线网络及内网网络等多网络架构结合，并通过DMZ区安全防护，有效保障了网络传输的安全可靠性。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的光伏电站的通信***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光伏电站的通信***的架构图。
具体实施方式
本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
本发明实施例针对大型集中式光伏电站、分布式光伏电站及户用光伏等多样性的应用场景，针对包括公网网络、专线网络及内网网络等多样性的网络架构场景，提供一种灵活安全的光伏电站的通信***，能够对多场景的数据通信传输方式进行设计，保证数据接收终端能够安全有效接收到多样性场景数据发送端发送的数据。
本发明实施例提供的光伏电站的通信***适用于包括公网网络、专线网络和内网网络组合形成的多场景网络架构，图1为本发明实施例提供的光伏电站的通信***的结构示意图，图2为本发明实施例提供的光伏电站的通信***的架构图，如图1和2所示，光伏电站的通信***数据发送设备11、部署在隔离区(Demilitarized Zone简称DMZ)的数据转发设备12和部署在内网的数据接收设备13。
其中，两个防火墙之间的空间被称为DMZ，DMZ也可以称为安全区。
数据发送设备11，用于接收不同光伏电站以不同网络传输模式发送的通信数据，并将通信数据发送给数据转发设备；其中，网络传输模式可以包括：公网网络传输模式、专线网络传输模式和内网网络传输模式。
本实施例中，数据发送设备部署在光伏电站，每一个光伏电站处至少部署一个数据发送设备。数据发送设备用于接收光伏电站接口站定期发送的实时信息(比如数据包)，以接收不同光伏电站以不同网络传输模式发送的通信数据。其中，各光伏电站接口站可以以用户数据报协议(User Datagram Protocol，简称UDP)发出数据包(DIP包)，数据发送设备可以以UDP方式接收数据包，并缓存到数据发送设备中。其中，数据包是每个光伏电站以不同网络传输模式发送的通信数据的打包数据。
其中，不同类型光伏电站的网络传输方式不同。比如，大型集中光伏电站传输一般采用单一专线或者内网通讯，而小型分布式光伏电站传输一般采用公网。本实施例数据发送设备可以接收不同类型光伏电站通过多种通信网络发送的通信数据，以实现不同类型光伏电站多场景数据传输。本实施例可以包括如下四个不同光伏电站应用场景数据传输方案：
场景1：内网网络数据传输，集团公司内光伏电站项目，且具有公司内网条件，通过公司内网将光伏发电数据传输至数据库。
场景2：专线网络数据传输，集团公司内光伏电站或外光伏电站项目，且具有专线网络条件，通过专线网络将光伏发电数据传输至数据库。
场景3：公网有线网络数据传输，集团公司外光伏电站项目，且具有有限网络联通条件，通过公网将光伏发电数据经公司DMZ隔离区传输至公司内数据库。
场景4：公网无线网络数据传输，集团公司外光伏电站项目，且不具有公网有线网络条件，通过5G、4G或GPRS等无线网络将光伏发电数据经公司DMZ隔离区传输至公司内数据库。
本实施例中，数据发送设备将接收到的通信数据发送到数据转发设备，以使数据转发设备将不同网络传输模式发送的通信数据转发至统一的网络进行数据汇聚后，传输至公司内数据库。
在一示例中，数据发送设备可以以传输控制协议(Transmiss ion ControlProtocol，简称TCP)的形式与数据转发设备建立连接，以TCP协议的形式发送数据包到数据转发设备。其中，数据发送设备可以按时间先后顺序获取并发送数据包到数据转发设备。
数据转发设备12，用于将不同网络传输模式发送的通信数据转发至统一的网络进行数据汇聚，并将汇聚后的通信数据发送给数据接收设备。
其中，统一的网络可以是公网网络、专线网络或内网网络中的任一个。公网网络可以包括公网有线网络和公网无线网络。
本实施例中，数据转发设备接收来自数据发送设备的不同网络传输模式发送的通信数据，将公网网络、专线网络及内网网络等多网络场景的通信数据转发到统一的网络进行数据汇聚传输，可实现多种通信网络之间的数据传输，减少光伏电站因场地通讯网络条件的影响或限制，因地制宜，实现不同类型光伏电站多场景数据传输。
本实施例中，数据转发设备部署在DMZ进行安全防护，有效保障了网络传输的安全可靠性。
在一示例中，数据转发设备可以以TCP协议的方式，接收来自各光伏电站部署的数据发送设备发送的通信数据，并缓存到数据转发设备中。
在一示例中，数据转发设备可以以UDP协议形式将汇聚后的通信数据发送给数据接收设备。其中，数据转发设备可以根据入库(接收)时间先后顺序，将各光伏电站汇聚后的数据以UDP协议形式发送给数据接收设备。
数据接收设备13，用于将汇聚后的通信数据传输给数据库。
本实施例中，数据接收设备部署在公司内网环境。数据接收设备接收来自数据转发设备发送的UDP协议的数据包，然后以UDP协议的形式发送给数据库。其中，数据接收设备可以以UDP协议的形式，按入库先后顺序获取数据包，并发送数据到数据库。
在一示例中，数据接收设备可根据接收的汇聚后的通信数据实现各光伏电站的实时传输速率、当日累计上传数据量的统计，并打包成DIP包缓存到数据库中。
本发明实施例提供的光伏电站的通信***，可减少光伏电站因场地通讯网络条件的影响或限制，因地制宜，实现不同类型光伏电站多场景数据传输，提高光伏发电数据采集覆盖率及传输效能，并达到光伏发电数据的远程安全传输目的。
另外，基于DMZ区通信传输的方案，将公网网络、专线网络及内网网络等多网络架构结合，并通过DMZ区安全防护，有效保障了网络传输的安全可靠性。
在本发明一示例实施例中，公网网络、专线网络和内网网络之间至少具有一个用于将其中一网络的通信数据传输到其它网络中的网络节点；数据转发设备，还用于通过网络节点将不同网络传输模式发送的通信数据转发至统一的网络进行数据汇聚。
本实施例中，公网网络、专线网络及内网网络之间至少具有一个能够将其中一网络的通信数据传输到其它网络中的网络节点，实现多个网络之间的数据传输。
在一示例中，公网网络可以包括公网网络设备，专线网络可以包括专线网络设备，内网网络可以包括内网网络设备；网络节点可以通过其中一网络设备和其它网络设备形成两个网络之间数据互传。
网络节点可以包括一混合网络桥接设备，混合网络桥接设备分别与公网网络设备、专线网络设备和内网网络设备连接，以通过其中一网络设备与其它网络设备形成两个网络之间的数据互传，实现多个网络之间的数据传输。
在本发明一示例实施例中，光伏电站的通信***还可以包括：心跳检测设备，用于检测网络节点上的各个不同网络的网络通信状况。
本实施例中，可通过心跳检测机制检测网络节点上的各个不同网络的网络通信状况，以得到各个光伏电站通信链路的链接状况。其中，通过心跳检测检测网络的网络通信状的实现原理与现有技术相同，本实施例在此不进行限定和赘述。
其中，心跳检测设备可以是任意一个具有心跳检测程序模块的设备，也可以是设于数据发送设备、数据转发设备和/或数据接收设备中的一个程序模块。
在本发明一示例实施例中，数据发送设备，还用于接收到数据转发设备发送的心跳包时，将各个不同网络的网络通信状况发送给数据转发设备。
本实施例中，数据发送设备可通过心跳检测，以将不同网络的网络通信状况(各个光伏电站通信链路的链接状况)发送给数据转发设备，以便于数据转发设备可以根据各个网络的网络通信状况，从公网网络、专线网络和内网网络中选择网络通信状况最佳的一个网络作为统一网络，以通过该网络进行数据汇聚。
本实施例中，数据发送设备主动发起心跳包到数据转发设备，若数据发送设备接收到数据转发设备发出的心跳检测串，实现心跳检测，将各个光伏电站通讯链路的链接状况打包成DIP包并发送给数据接收设备。
在一示例中，数据转发设备接收到数据发送设备发送的心跳包，实现心跳检测，将接收到的各个光伏电站通讯链路的链接状况打包成DIP包入库，并发送给数据接收设备。其中，数据转发设备可采用心跳检测将各个光伏电站通讯链路的链接状况的DIP包发送给数据接收设备，其实现原理与数据发送设备通过心跳检测将各个光伏电站通讯链路的链接状况发送给数据转发设备的实现原理相同或相类似，本实施例在此不再赘述。
在本发明一示例实施例中，网络通信状况可以包括：网络性能参数和网络信号强度；光伏电站的通信***还可以包括：统计分析设备，用于根据各个不同网络的网络性能参数和网络信号强度，分析出各个不同网络的传输稳定性。
本实施例中，统计分析设备可根据当前各个不同网络通道的网络性能参数和网络信号强度，分析出各个不同通信网络的传输稳定性，确保数据传输的质量。
其中，网络性能参数可以根据实际情况而定，衡量网络性能的指标可以包括：带宽、时延和带宽时延积。其中，网络通信状况最佳是指：网络性能参数和网络信号强度至少一个最佳。
其中，统计分析设备可以是任意一个具有统计分析程序模块的设备，也可以是设于数据接收设备中的一个程序模块。
在本发明一示例实施例中，统计分析设备，还用于接收数据接收设备发送的汇聚后的通信数据，根据汇聚后的通信数据统计出各光伏电站的实时传输速率和当日累计上传数据量。其中，根据通信数据统计出各光伏电站的实时传输速率和当日累计上传数据量的实现原理与现有技术相同，本实施例在此不进行限定和赘述。
在本发明一示例实施例中，数据发送设备，还用于在网络中断时缓存不同网络传输模式发送的通信数据，以及，在预设时间段内检测缓存文件的大小，在缓存文件的大小大于预设缓存上限值时，按照预设规则删掉缓存的通信数据。
在实际应用中，数据发送设备和数据转发设备持续网络中断的极端情况下，数据发送设备中缓冲数据堆积，导致磁盘空间紧张，影响数据发送。本实施例中，数据发送设备设置了定时任务，在预设时间段内(比如每日凌晨)检测缓存文件的大小，如果超出缓存文件设置的上限，数据发送设备将删掉存储日期较早的数据，从而确保缓存文件占用磁盘空间的大小可控。
在本发明一示例实施例中，数据转发设备，还用于对不同网络传输模式发送的通信数据进行安全认证；在通信数据安全认证失败时，拒绝接收通信数据；其中，对不同网络传输模式发送的通信数据进行安全认证，可以包括：判断发送通信数据的互联网协议地址(Internet Protocol Addres，简称IP地址)是否在白名单或黑名单中；若在白名单中，则安全认证成功；若在黑名单中，则安全认证失败。
在实际应用中，数据接收设备对数据接收的安全性有很高的要求，数据传输如果只通过一种通信网络进行传送，可能无法到达数据接收设备或者无法满足数据接收设备的安全要求。
本实施例中，数据在传输过程中可通过多种通信网络进行传输，且可以基于白名单和黑名单的安全策略方案对传输的数据进行安全认证，可确保数据传输能够到达数据接收设备，且可以满足数据接收设备的安全要求。
本实施例中，提供了一种基于集团公司隔离区的数据安全接入区方案，包括外部防火墙、内部防火墙、堡垒机、内网固定IP以及外网固定IP等网络设备资源。基于白名单和黑名单的安全策略方案，数据转发设备通过接收白名单中IP地址传输的数据，拒绝(不接收)黑名单中IP地址传输的数据，以满足数据接收设备的安全要求。
白名单机制，针对数据发送设备采用有线网络，并且具有固定内网IP地址或固定公网IP地址或专线IP地址条件，可以将其列入白名单，标示为可信任IP地址，该IP地址传输数据认为安全可信。如果一个IP短时间内持续发送不合法的数据包到数据转发设备，达到程序配置的告警参数限制，该IP被列入黑名单，一段时间内数据转发设备拒绝接收该IP地址的数据包，该IP地址经解封后，数据转发设备可以继续接收该IP地址发送的数据包。
黑名单机制，针对数据发送设备采用有线网络或5G、4G或GPRS等公网无线网络，不具有固定公网IP地址条件，数据转发设备先解析数据包是否符合相应规则，若符合相应规则则将该IP地址标示为可信任IP地址，该IP地址传输数据认为安全可信。若不符合相应规则则将该IP地址标示为不可信任IP地址，该IP地址传输数据认为非安全可信，该IP被列入黑名单。
本实施例中，通过白名单和黑名单的安全策略方案，如果混合网络中数据的通信传输数据不符合相应规则，就算通过混合网络传输也不能到达数据接收设备。其中，混合网络是指包括公网网络、专线网络和内网网络组合形成的多场景网络。
其中，相应规则可根据实际需求而定，相应规则可以包括校验规则，编码规则等。
在本发明一示例实施例中，光伏电站的通信***还可以包括：标记识别设备，用于识别数据发送设备发送的被标记的通信数据，被标记的通信数据用于区分不同光伏电站的通信数据。
本实施例中，可在数据发送设备中对不同光伏电站的通信数据进行标记，然后通过标记识别设备可识别被标记的通信数据，以获知接收的通信数据来源于哪个光伏电站。其中，标记时各个光伏电站可采用项目号区分，不同光伏电站的项目号不同。光伏电站对应的项目号的取值区间可以为100-999，即输入三位整数，例如：北京光伏电站项目号标记100。
其中，标记识别设备可以是任意一个具有统计分析程序模块的设备，也可以是设于数据转发设备中的一个程序模块。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、***、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种光伏电站的通信***，其特征在于，包括：数据发送设备、部署在隔离区DMZ的数据转发设备和部署在内网的数据接收设备；
所述数据发送设备，用于接收不同光伏电站以不同网络传输模式发送的通信数据，并将所述通信数据发送给所述数据转发设备；
其中，网络传输模式包括：公网网络传输模式、专线网络传输模式和内网网络传输模式；
所述数据转发设备，用于将不同网络传输模式发送的通信数据转发至统一的网络进行数据汇聚，并将汇聚后的通信数据发送给所述数据接收设备；
所述数据接收设备，用于将汇聚后的通信数据传输给数据库。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，公网网络、专线网络和内网网络之间至少具有一个用于将其中一网络的通信数据传输到其它网络中的网络节点；
所述数据转发设备，还用于通过所述网络节点将不同网络传输模式发送的通信数据转发至统一的网络进行数据汇聚。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述公网网络包括公网网络设备，专线网络包括专线网络设备，内网网络包括内网网络设备；
所述网络节点包括一混合网络桥接设备，所述混合网络桥接设备分别与公网网络设备、专线网络设备和内网网络设备连接，以通过其中一网络设备与其它网络设备形成两个网络之间的数据互传。
4.根据权利要求2或3所述的***，其特征在于，所述***还包括：心跳检测设备，用于检测网络节点上的各个不同网络的网络通信状况。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述数据发送设备，还用于接收到所述数据转发设备发送的心跳包时，将各个不同网络的网络通信状况发送给所述数据转发设备。
6.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述网络通信状况包括：网络性能参数和网络信号强度；
所述***还包括：统计分析设备，用于根据各个不同网络的网络性能参数和网络信号强度，分析出各个不同网络的传输稳定性。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述统计分析设备，还用于接收所述数据接收设备发送的汇聚后的通信数据，根据汇聚后的通信数据统计出各光伏电站的实时传输速率和当日累计上传数据量。
8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述数据发送设备，还用于在网络中断时缓存不同网络传输模式发送的通信数据，以及，在预设时间段内检测缓存文件的大小，在缓存文件的大小大于预设缓存上限值时，按照预设规则删掉缓存的通信数据。
9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述数据转发设备，还用于对不同网络传输模式发送的通信数据进行安全认证；在通信数据安全认证失败时，拒绝接收所述通信数据；
其中，对不同网络传输模式发送的通信数据进行安全认证，包括：判断发送通信数据的互联网协议地址IP地址是否在白名单或黑名单中；若在白名单中，则安全认证成功；若在黑名单中，则安全认证失败。
10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：标记识别设备，用于识别所述数据发送设备发送的被标记的通信数据，被标记的通信数据用于区分不同光伏电站的通信数据。
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