[发明专利]通过分组交换网络的数据传输

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统中数据传输的领域。特别地，本发明涉及通过分组交换数据网络在时间同步的通信模块之间的数据传输。

背景技术

在线路差动保护中，电力线受到在电力线的两个遥远位置或末端处放置的两个线路差动保护继电器的保护。通过比较不同位置处电力线中电流的相位信息，差动保护继电器可检测电力线上的关键情形（像短路）并且可在将导致对电设备的损坏之前使电力线与电网隔离。

按常规，在电力线的不同位置中的每个处定位测量设备，其测量通过电力线的实际电流。每个测量设备的数据然后可发送到差动保护继电器，其比较来自不同测量设备的数据例如来确定电力线的两个不同点处的两个电流之间的相移。在这里，出现需要比较在相同时间测量的数据并且保护继电器可因此需要知道由通信链路引起的时间延迟的问题。

电力公用事业在大部分情况下使用电路交换SDH（同步数字体系）或SONET（同步光网络）网络用于任务关键的操作数据（像遥护信令或SCADA控制和监管数据）的广域通信。备选地，电力公用事业的遥远位置之间的数据通信可依靠分组交换数据网络（像以太网）。然而，分组交换数据网络可具有可变的分组等待时间或分组延迟变化，即，分组从第一设备发送到第二设备的传输时间可随时间变化。此外，分组从第一设备发送到第二设备的传输时间可与分组从第二设备发送到第一设备的传输时间不同。因此，可能使通过分组交换网络传输的数据同步证明是困难的。

1983年12月IEEE Journal卷SAC-1、第6期的W.A. Montgomery的题为“Techniques for Packet Voice Synchronization”的文章描述通过分组交换网络传输分组的语音并且从以变化的传输延迟并且甚至无序到达的一组分组重建连续语音流的方法。在长途网络中，传播延迟可超过100ms，而明显的分组间延迟变化由在交换机中排队的分组引起。在由于成本原因而认为不利的实施例中，分组发送器和接收器同步到相同的绝对时间参考，并且每个分组携带它的产生时间的指示。对于到达的分组，目标播出时间确定为分组产生时间之后的固定间隔。发送器和接收器处时钟的同步牵涉具有已知传播延迟的可靠独立信道。

发明内容

本发明的目标可是使用分组交换通信网络用于将同步时分复用（TDM）数据传输到远程线路差动保护继电器。该目标可由独立权利要求的主旨实现。另外的示范性实施例从从属权利要求和下面的描述中显而易见。

本发明的方面涉及通过分组交换数据网络在时间同步通信模块之间传输数据的方法。

根据本发明的实施例，方法包括以下步骤：在第一或源通信模块中接收同步TDM数据；在第一模块处生成时间戳，该时间戳指示在第一模块处同步TDM数据的接收时间，特别地指示随后要打包到数据分组内的位序列的第一位的接收时间；经由分组交换数据网络将在数据分组中接收数量的数据传输到第二或目的地通信模块；以及由第二模块在第一模块处的数据接收时间之后经过预定义时间延迟后采用同步的形式输出传输的数据。简而言之，方法以在同步TDM数据的源与目的地之间的预定义和可控延迟来仿真电路交换通信链路。

时间戳从第一通信模块的第一时钟（其同步到第二模块处的第二时钟）生成。预定义时间延迟或延迟时间至少持续某一时段地具有恒定值，并且可由运营商或自动适应机制配置并且最终更改。第二模块处的实际输出时间可由第一模块确定（在该情况下输出时间连同数据一起传输到第二模块），或由第二模块基于从第一模块传输的时间戳而确定。

在优选实施例中，本发明适用于连续测量数据的通信，或分别为了电力传输系统或运营公用事业的利益而适用于控制或保护数据。特别地，为了电力线的线路差动保护的目的，第二模块连接到线路差动继电器，向该线路差动继电器提供输出数据并且它控制用于中断电力线的开关。标准线路差动保护继电器设计成用于以恒定时间延迟接收同步TDM数据流，并且从而在结合到远程线路差动保护继电器的通信链路使用时不必被替换，其经由根据本发明的分组交换网络硬件而建立。

在优选实施例中，基于时间戳与第二通信模块的第二时钟的时钟时间（其指示第二模块处的分组接收时间）之间的差计算第二模块处的传输时间。在等待基于传输时间与预定义延迟时间之间的差的等待时间后，第二通信模块可输出传输的数据。等待输出或使之延迟的动作可通过在第二模块处将传输数据写到抖动输出缓冲器的合适的位置来实现。