[发明专利]一种确定延时的智能变电站间隔内通信系统

说明书

本发明公开了一种确定延时的智能变电站间隔内通信系统，应用于智能变电站间隔内设备通信。所述通信系统包括合并单元、智能终端、保护装置、测控装置以及间隔交换机，所有设备均通过以太网与间隔交换机连接形成局域网实现设备间通信。局域网内设备根据预设的门控时隙发送或接收网络数据，以实现关键数据传输延时确定的效果。优点：提高了设备可靠性；能够实现关键数据在网络中传输的延时确定性；能够避免装置在非预期的时间段内接收到相关数据，提升系统安全性；能够杜绝发生低重要等级数据流传输影响高重要等级数据流的情况发生。

技术领域

本发明涉及一种确定延时的智能变电站间隔内通信系统，属于智能变电站技术领域。

背景技术

智能变电站采用了先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化，通信平台网络化，信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量、检测等基本功能。IEC61850标准的发布，为智能变电站建设提供了标准规范，实现了不同厂家之间装置的互操作。与常规变电站相比，二次设备网络化是智能变电站的关键技术之一。

变电站设计及建设中，将按照进线、主变高压、主变低压、主变、低压出线等部分分别组合而成，每部分称为一个间隔，间隔能较为直观的将变电站分为若干块。智能变电站间隔内二次设备包括合并单元、智能终端、保护设备以及测控设备以及交换机，设备间通过以太网实现通信功能。合并单元为模拟量的源，将模拟量信息组装为SMV类型的以太网帧发送至其他设备。智能终端采集开关量信息，并执行接收到的操作命令(GOOSE)。保护和测控设备为间隔内主要的控制设备，完成保护、测量等应用功能。

由于保护、测控等二次设备完成应用功能所需的模拟量、开关量信息实时性要求很高，且需要追溯信息的实际产生时刻。如果携带这些信息的网络数据帧通过交换机传输，可能因为端口冲突导致数据的传输延时不确定，使得接收设备需要花费额外的时间消化这种不确定性，使得动作速度边慢。目前智能变电站领域中，一般采用以下两种方式来解决：

1、间隔内设备按需采用点对点通信方式。这种方案会导致二次设备的网口数量上升，带来硬件设计的复杂度；并使整个网络拓扑变得复杂，也需要更多的通信导线。

2、间隔内设备通过交换机形成组网，所有设备均通过统一的全局时钟时标系标记信息的发生时刻。此方案虽然可以通过全局统一时标(一般是从GPS系统获取)去回溯信息发生时刻，但不解决信息传输的延时抖动问题。全局GPS同步失效可能导致所有间隔工作异常，造成整站工作异常严重后果。

综上，目前智能变电站间隔内设备通信还缺少一种兼顾经济性和安全性的通信方法，设备可以减少网口数量，简化硬件设计，且间隔内各设备的应用功能也不需要依赖外部对时系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种确定延时的智能变电站间隔内通信系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种确定延时的智能变电站间隔内通信系统，智能变电站按间隔划分为多个组成部分，间隔内包括交换机和二次设备，所述二次设备包括合并单元，智能终端，保护设备，测控设备，

所述二次设备至少包含1个通信网口，并通过网口连接到交换机；

所述合并单元通过交换机向保护设备与测控设备发送模拟量信息；智能终端通过交换机发送以及接收开关量信息；保护设备和测控设备根据从交换机获取的网络数据完成应用功能，并将结果信息发送至智能终端执行动作命令；

网络中传输的数据流，根据其实时性要求分等级，并将其标志为不同的数据流，其中所述模拟量信息为高优先级数据流，所述开关量信息和结果信息为低优先级数据流；

选择网络中任一二次设备作为主设备，其他所有二次设备与主设备以相同的周期同步运行，网络中各二次设备的时间周期长度相等，且有相同的开始于结束时间，二次设备的网口接收和发送工作状态在周期内可以划分为至少一个时隙，每个时隙分为“开”和“关”两种状态。