[发明专利]一种智能配电终端数据通信系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能配电网通信技术领域，尤其是涉及一种智能配电终端数据通信系统及方法。

背景技术

随着分布式能源、可控负荷等新型电力相关设施的接入，电力系统的结构发生了重大改变，对于配电网馈线自动化系统也提出了更高的要求。除了要能实现传统的远方数据采集与控制(SCADA)，馈线自动化系统(FA)还要能实现主动配电网的保护、电压功率控制、电能质量分析和孤岛运行等问题。

根据FA的实现方式不同，通信层次可以分为主站级通信(集中型FA)和现场设备级通信(就地型FA，终端之间通信)，其中现场设备级通信的通信频次低、数据量小、实时性要求高。传统的FA采用的通信标准主要是IEC60870-5系列规约，由于其互操作性差、采用面向点的数据描述方法，并且其采用客户端/服务器的通信模式，使得每次通信限制在一对一之间，无法满足就地型FA对于通信系统实时性的要求。因此目前配电网的数据通信系统及方法并不适用于就地型FA。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种网络流量少、响应迅速的智能配电终端数据通信系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种智能配电终端数据通信系统，用于配电网络，包括至少一个具备VLAN功能的交换机以及多个与所述交换机连接的配电终端，所述配电终端按保护关联性分为多个VLAN分组，每个所述VLAN分组中的配电终端通过UDP方式相互通信，所述VLAN分组的分组数量与配电网络中的保护区段数量相等。

划分所述VLAN分组时，考虑各配电终端保护的保护范围，该保护范围包括所述配电终端的直接相连区段及相邻配电终端的直接相连区段。

各所述配电终端进行相互通信的信息报文格式以IEC104协议的I信息格式为基础、控制域作为VLAN分组号、公共地址CASDU作为协议报文功能标识码。

所述报文功能标识码包括心跳报文码、故障信息交换报文码和确认报文码。

一种利用所述的智能配电终端数据通信系统实现的数据通信方法，包括：

所述数据通信系统正常运行时，各配电终端定时向处于同一分组中的其它配电终端组播心跳命令；

所述数据通信系统发生故障时，与故障区段相关联的配电终端向处于同一分组中的其它配电终端组播故障信息，各配电终端根据接收到的故障信息计算出故障区段，完成故障隔离与非故障区域恢复供电操作，并采用确认报文实现操作结果交互。

所述心跳命令包括自身健康状态以及在所属保护区段中的节点位置。

所述节点位置是指由终端相对被保护区段位置所决定的功能而划分。

所述故障信息包括故障时的本地过流信息、电压信息和开关状态。

所述故障信息的数据结构模型包括IEC61850-80-1规范中的WYE模型、DEL模型或CMV模型。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明采用了VLAN技术，将配电网络上传输的信息限制在与信息有关的配电终端之间，避免了无效报文的传输。同时，采用组播的方式可以一次将数据发送给多个相关的终端对象，降低了网络流量。

2、根据以保护区段为基础的VLAN分组方式，明确了每个分组的终端个数以及每个终端所在的分组情况，并在报文中包含终端在不同分组中担任的角色以及信息配置范围等，便于终端选择合适的故障定位算法应对不同的故障。

3、配电终端之间的数据采用IEC60870-5-104 over UDP方式进行通信，既利用了IEC60870-5-104协议本身数据简洁，可靠性好的特点，同步避免了其客户端/服务器模式带来的连接建立时间长，一对一通信效率低下问题。

4、扩展定义了心跳命令和故障信息交换命令两种I格式信息。心跳命令保证了组内通信连接的有效可控，并有助于相关联终端及时更新所在分组的拓扑结构及各节点健康状态。故障信息交换命令帮助终端及时采集到故障时各相关联终端的数据，迅速做出相应处理。同时参考IEC制订的IEC61850-80-1文件给出的故障报文信息对象模型，增加了协议的自描述性，便于配电终端扩展应用IEC61850规范。

附图说明

图1为某区域配电终端就地保护范围及分组方式示意图；

图2为配电终端之间信息传输流程示意图。

具体实施方式