[发明专利]网络管理系统的通信方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信系统以及一种网络管理系统中采用的通信装置。特别地，本发明涉及一种用于配电系统不同域之间交换网络管理数据的通信方法、装置和系统。

背景技术

配电系统是介于电力传输网络和电力终端消费者之间的接口。典型地，配电系统包括多个一次设备和二次设备。在大部分情形下，一次设备和二次设备由电缆连接，并且一些一次设备包括连接二次设备的通信链路。一次设备主要包括承受高压高电流的设备，例如变压器，断路器和电容器组。二次设备包括承受低压低电流的设备，并且主要作为控制器以响应于一次设备，例如智能电子设备（IDE）及其类似设备。

智能电子设备（IED）是电力系统设备的、基于微处理器的控制器。该IED能够接收来自传感器和电力设备的数据，并发出控制指令，例如如果检测到任何电压、电流或频率异常使断路器跳闸，或者提升/降低电压等级以维持到理想的水平。典型的IED能够包括线路保护功能、控制隔离装置的控制功能、自动重合闸功能、自我监控功能和通信功能等。在配电网络，IED被直接用于控制所连接的一次设备。

智能电子设备（IED）是其直接连接的一次设备的控制器，并且控制该配电域内所有一次设备和二次设备的区域控制器被视为主设备（master device）。配电域内的所有IED能够将从一次设备收集的信息发送给该主设备。该主设备控制其区域内的所有电力设备的所有运行过程。

在配电网络层级，网络控制中心能够被用于控制和监视所有域的运行状态。每个域包括一主设备，并且所有主设备都具有连接到网络控制中心的通信链路。该主设备通过通信链路与网络控制中心交换数据。电力网络的控制器具有不同的层级。暂时来说，电力系统装置的主通信路径在不同应用层级之间是“垂直”的，例如，变电站自动化系统（如主设备）和IED之间的通信、网络控制器和变电站自动化系统之间的通信、配电自动化网络和馈线终端单元之间的通信。多种标准和协议能够被用于前述提及的通信里，例如IEC61850、DNP3.0、IEC60870-5-104等。

随着电力系统自动化的发展，尤其对于智能电网（Smart Grid）和配电智能化来说，分布式应用成为一种趋势的要求。例如，配电自动化功能能够被分配到下一层级以获得更高的可靠性和灵活性。而且，未来智能电网应用将具备分布式应用。这些分布式应用需要介于它们之间的分布式通信，例如，同一控制层级的分布式主设备之间用于交换数据/信息的“水平”的通信链路。当前，没有用于主设备之间水平通信的标准或协议，而且也没有能够在这些分布式应用之间交换数据/信息的常规通信平台。

为了便于配电系统的全面管理，整个配电网络被划分为几个配电域。每个配电域被指定一些一次设备并且该配电域是由清晰地电连接的一次设备进行定义的。每个域包括网络管理控制器，其被视为“主设备”。该主设备收集来自该域内的所有一次和二次设备的运行状态以及其他运行相关的参数，并且将所收集的域运行状态回报给整个配电网络的控制中心。主设备通过直接发出指令来控制其域内所有电力设备。配电网络控制中心通过每个域的主设备发出间接指令控制网络中所有的电力设备。

在传统的配电网络中，不同域内的各种主设备不能直接地相互通信。为了交换信息，一个源主设备应该向网络控制中心发送信息，并且该控制中心随后将该消息发送至另一域的目标主设备。该常规的通信方法显然过于复杂且效率低。在这样的通信系统中，当控制中心处于维护或故障情况下，所有下级设备之间的通信将被迫中断。这将导致配电网络中设备之间非常严重的问题。

为了改善当前不同域之垂直通信的低效率问题，本发明的一个目标是提供一种“水平”的主设备之间的通信方法和平台。该建议的方法使得不同域的主设备之间的直接通信成为可能。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种用于分布式主设备的通用通信平台以及在该平台上所运行的应用。这个目标通过合适的网络划分、创建通用主通信平台以及在系统中配置设备来实现。而将配电网络划分为多个不同逻辑域的有效方法是先决条件。在创建主设备之间通信平台后，在某个区域内的主设备能够通过水平通信的方式实现简易配置。

本发明提供的通信平台支持主设备之间的数据交换以及应用之间的数据交换。该通信平台支持大多数现有的主流协议，例如IEC61850、DNP3.0、IEC60870-5-104、OPC等。该通信平台能够通过向协议栈中增加新的协议进行扩展。通信系统独立于在该通信系统上运行的应用。