CN103941711A - 智能网关装置采用的适用多控制源的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能网关装置采用的适用多控制源的控制方法，应用于设置于电力系统的厂站监控系统和远程控制中心之间并与二者互连以实现二者通信扩展的智能网关装置中；该控制方法为：按配置激活所使用的数据传输通道的通信端口，按照预设的配置参数和协议同时向远程控制中心建立通信，向远程控制中心传送信息或在安全规则约束下向厂站监控系统传送各个远程控制中心下达的控制指令，以此实现厂站监控系统与远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程。该控制方法适应于多控制源，实现了对厂站监控系统与远方控制中心通信能力的扩展。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力系统中的智能网关装置所采用的控制方法，具体地说，是一种适用于多控制源条件下采用的控制方法。
背景技术
电力系统是分布在较大地域中的快速变化系统。为实现对该系统的运行监控和改善该系统安全经验经济运行水平，一方面需要为电力系统中的各级控制中心（控制源）采集厂站端的运行数据信息，另一方面厂站端还需按照电力系统控制安全条件约束响应控制中心对其运行状态进行的远程控制命令。
传统的电力系统厂站端监控系统与远程控制中心之间的通信主要有以下方式：
一、以一个端口向一个控制中心传送信息和接受命令
对于只有一个控制中心管辖并且只有单一通道的厂站，以一个通信端口向控制中心传送信息，在同一端口接收控制中心命令是最简洁实用的通信方式。这种通信通常采用电力系统规范的通信协议和传输接口标准，包含了对信息容错和控制安全校核机制。这种通信方式只需要厂站监控系统提供一个通信端口，但不能满足多控制中心管辖或者通道冗余的场合。
二、以二个或多个端口向一个控制中心传送信息和接受命令
对于只有一个控制中心管辖并且冗余通道的厂站，以二或多个通信端口（适应冗余通道数量）向控制中心传送信息，从不同端口接收控制中心通过不同通道下达的控制命令。这种通信采用电力系统规范的通信协议和传输接口标准，包含了在一个通信通道中对信息容错和控制安全校核机制，并规定控制命令的传送过程仅在一个通道中完整传送时才被实际执行的约束。
三、以不同端口向多个控制中心传送信息和接受命令
对于具有多个控制中心管辖并且具有冗余通道的厂站，以不同通信端口（适应控制中心及其冗余通道数量）向控制中心传送信息，从不同端口接收不同控制中心通过不同通道下达的控制命令。这种通信采用电力系统规范的通信协议和传输接口标准，包含了在一个通信通道中对信息容错和控制安全校核机制，并规定控制命令的传送过程仅在一个通道中完整传送时才被实际执行的约束。
由此可见，传统的厂站端监控系统一般只提供较少的直接用于与控制中心远程通信的接口，并且一般不考虑接收多个控制中心的远程控制命令，或者在接收不同控制中心的远程控制命令时直接执行，不作安全性约束。
上述方法中，当接收到所述的远程控制中心发来的控制指令时对其进行安全校核；通过所述的安全校核的控制指令传达至所述的厂站监控系统；对未通过所述的安全校核的控制指令，通过接收该控制指令的数据传输通道向所述的远程控制中心返回拒绝报文。
厂站端监控系统直接与多个控制中心及以冗余通道方式通信，需要提供不少于各控制中心冗余通道总数的通信端口或者至少二个能同时向不同控制中心提供数据通信服务的网络型端口，并具备同时处理这些通信端口信息传送的能力。许多厂站监控系统受设计制造等因素限制不能满足发展中的数据信息传输扩展需求，且对于来自不同控制中心的远方控制命令只接受其使用的通信协议限制，不考虑多控制中心同时发起操作时的安全性约束。因此，需要开发一种设置于厂站端监控系统和控制中心之间以实现扩展通信并进行安全性约束的装置，并提供该装置采用的控制方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于厂站端监控系统与控制中心之间以实现具有安全约束的扩展通信的装置所采用的控制方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种智能网关装置采用的适用多控制源的控制方法，该控制方法应用于设置于电力系统的厂站监控系统和远程控制中心之间并与二者互连以实现二者通信扩展的智能网关装置中；
所述的控制方法应用于四个场景中：（1）所述的智能网关装置与一个所述的远程控制中心以单数据传输通道进行通信时；（2）所述的智能网关装置与一个所述的远程控制中心以冗余的数据传输通道进行通信时；（3）所述的智能网关装置与多个所述的远程控制中心通信，且所述的智能网关装置与每个所述的远程控制中心均以单数据传输通道进行通信时；（4）所述的智能网关装置与多个所述的远程控制中心通信，且所述的智能网关装置与每个所述的远程控制中心均以双数据传输通道进行通信时；
在所述的场景（1）时，所述的控制方法为：按配置关闭未用的数据传输通道的通信端口，仅按照预设的配置参数和协议与配置所指向的一个远程控制中心建立通信，向所述的远程控制中心传送信息或接收和解析所述的远程控制中心发来的控制指令并送达所述的厂站监控系统，以此实现所述的厂站监控系统与所述的远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程；
在所述的场景（2）时，所述的控制方法为：按配置激活所使用的数据传输通道的通信端口，按照预设的配置参数和协议同时在冗余的数据传输通道上向所述的远程控制中心建立通信，向所述的远程控制中心传送信息或在安全规则约束下向所述的厂站监控系统传送所述的远程控制中心下达的控制指令，以此实现所述的厂站监控系统与所述的远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程；
在所述的场景（3）时，所述的控制方法为：按配置激活所使用的数据传输通道的通信端口，按照预设的配置参数和协议同时向各个所述的远程控制中心建立通信，向各个所述的远程控制中心传送信息或在安全规则约束下向所述的厂站监控系统传送各个所述的远程控制中心下达的控制指令，以此实现所述的厂站监控系统与所述的远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程；
在所述的场景（4）时，所述的控制方法为：按配置激活所使用的数据传输通道的通信端口，按照预设的配置参数和协议同时在冗余的数据传输通道上向各个所述的远程控制中心建立通信，向各个所述的远程控制中心传送信息或在安全规则约束下向所述的厂站监控系统传送各个所述的远程控制中心下达的控制指令，以此实现所述的厂站监控系统与所述的远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：该控制方法适应于多控制源，实现了对厂站监控系统与远方控制中心通信能力的扩展，不论原厂站监控具有网络接口或者串行接口，均可将其扩展到网络通信模式与一个或多个控制中心通信；不论原厂站监控系统对多通道多控制源的控制命令有无安全机制，均可按照现行标准实施远程监控安全管理。应用本控制方法的厂站智能网关装置，在正确预置后无需任何人工干预，扩展通信和管理远程监控安全，具有自动性、时效性较高的特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
一种智能网关装置采用的适用多控制源的控制方法，该控制方法应用于配备于厂站监控系统中的智能网关装置中而位于电力系统的厂站监控系统和远程控制中心之间并与二者互连以实现二者通信扩展的智能网关装置中。
简单地说，所述的控制方法应用于四个场景中：（1）所述的智能网关装置与一个所述的远程控制中心以单数据传输通道进行通信时；（2）所述的智能网关装置与一个所述的远程控制中心以冗余的数据传输通道进行通信时；（3）所述的智能网关装置与多个所述的远程控制中心通信，且所述的智能网关装置与每个所述的远程控制中心均以单数据传输通道进行通信时；（4）所述的智能网关装置与多个所述的远程控制中心通信，且所述的智能网关装置与每个所述的远程控制中心均以双数据传输通道进行通信时。
在所述的场景（1）时，所述的控制方法为：按配置关闭未用的数据传输通道的通信端口，仅按照预设的配置参数和协议与配置所指向的一个远程控制中心建立通信，向所述的远程控制中心传送信息或接收和解析所述的远程控制中心发来的控制指令并送达所述的厂站监控系统，以此实现所述的厂站监控系统与所述的远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程。
在所述的场景（2）时，所述的控制方法为：按配置激活所使用的数据传输通道的通信端口，按照预设的配置参数和协议同时在冗余的数据传输通道上向所述的远程控制中心建立通信，向所述的远程控制中心传送信息或在安全规则约束下向所述的厂站监控系统传送所述的远程控制中心下达的控制指令，以此实现所述的厂站监控系统与所述的远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程。
在所述的场景（3）时，所述的控制方法为：按配置激活所使用的数据传输通道的通信端口，按照预设的配置参数和协议同时向各个所述的远程控制中心建立通信，向各个所述的远程控制中心传送信息或在安全规则约束下向所述的厂站监控系统传送各个所述的远程控制中心下达的控制指令，以此实现所述的厂站监控系统与所述的远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程。
在所述的场景（4）时，所述的控制方法为：按配置激活所使用的数据传输通道的通信端口，按照预设的配置参数和协议同时在冗余的数据传输通道上向各个所述的远程控制中心建立通信，向各个所述的远程控制中心传送信息或在安全规则约束下向所述的厂站监控系统传送各个所述的远程控制中心下达的控制指令，以此实现所述的厂站监控系统与所述的远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程。
该控制方法具体举例如下：
实施例一：一种智能网关装置采用的控制方法，用于实现厂站监控系统与一个远程控制中心之间通信通道扩展至多路冗余数据传输通道。
上述厂站监控系统仅有一路串行接口或网络接口的通信能力，而其所连接的智能网关装置通过该控制方法可以使其通信扩展，以满足通过两个网络平面提供的冗余的数据传输通道向一套远程控制中心的数据通信主机传送信息的需求，并能够接收来自远程控制中心的控制指令。在通信过程中，各个数据传输通道的数据信息集、命令对象及属性列表是严格一致的。该控制方法实现的主要功能有：
（1）实现与厂站监控系统的通信：智能网关装置根据预设的配置参数和通信协议，建立与厂站监控系统的通信，以采集厂站监控系统的数据和向厂站监控系统传送指令，还按照配置周期采集厂站监控系统的全景数据。
（2）实现与远程控制中心的通信主机的通信：智能网关装置与远程控制中心的通信主机建立通信，接收通信主机发来的指令并维护通信链路，将采集到的厂站监控系统的数据按照定制的数据信息集以规定的通信协议传送给通信主机，并响应通信主机的召唤，以规定的通信协议向通信主机传送厂站监控系统的全景数据。
（3）控制指令安全校核：智能网关装置收到来自任意数据传输通道的控制指令，均进行唯一性和权限的安全校核。对未通过校核的控制指令，以接收该控制指令的同一数据传输通道向远程控制中心的通信主机返回拒绝报文；而通过校核的控制指令则传达至厂站监控系统，完成远方控制指令的交互过程的实施。
（4）控制指令记录：智能网关装置以收发报文的原始形式记录全部收发的控制指令，包括其与远程控制中心的通信主机之间的报文、与厂站监控系统之间的报文、对拒绝的控制指令的校核结果。
（5）时标传递：智能网关装置可以具有时间同步通道并连接时间同步信息源。当接收到来自时间同步信息源的时间同步报文时，智能网关装置可以对本机时间进行同步校准，以使本机时间与指定的远程控制中心的通信主机之间的时间同步，然后向厂站监控系统传达标准时间数据。若未指定时间同步通道，则接收到时间同步报文是只做接受确认，而不进行本机时间的校准和时间传递。
控制方法具体为：
①在智能网关装置与厂站监控系统、远程控制中心均为建立通信时，智能网关装置首先激活所需的通信端口，从而按照规定的配置参数和通信协议分别与厂站监控系统和远程控制中心建立通信链路，读取厂站监控系统的全景数据并存储以备远程控制中心的通信主机召唤，并接收厂站监控系统的变化数据，以期传送至远程控制中心。
②按照智能网关装置与厂站监控系统之间的通信协议规范，维护通信链路；当通信链路中断时，按照协议规范重建通信链路并向远程控制中心上报。
③按照智能网关装置与远程控制中心之间的通信协议规范，接收并响应来自已建立通信链路数据传输通道的控制指令，同时维护通信链路。
④在与远程控制中心之间已建立的通信链路中，相响应远程控制中心发来的召唤数据的报文，并将①中读取的厂站监控系统的全景数据上传远程控制中心。
⑤按照所使用的传输协议标准，将①中所采集到的变化数据插入全景数据上传过程中上传至远程控制中心。
⑥在完成全景数据上传的数据传输通道中，将①中所采集到的变化数据上传至远程控制中心中。
通过④⑤⑥完成信息传送。
⑦在已经建立的数据传输通道中，对因故中断的通信链路做重建链路的初始化，并接收来自符合预设配置参数的远程控制中心的指令，重建通信。
⑧在与远程控制中心正常通信的数据传输通道中接收符合通信协议的控制指令的报文，对控制指令进行安全性校核，并将通过校核的控制指令传送至厂站监控系统中执行。对未通过校核的控制指令，在同一数据传输通道中回复拒绝报文。
通过⑦⑧完成指令传送。
⑨在预设的时间同步通道接收时间同步报文，对智能网关装置进行时间同步，并按照预设的时间节拍，向厂站监控系统作时间传递以同步厂站监控系统的时间。对于由非预设的时间同步通道接收到的时间同步报文，智能网关装置则不做时间同步操作。
实施例二：一种智能网关装置采用的控制方法，用于实现具有一个通信接口的厂站监控系统与多个控制中心之间通信通道扩展至多路冗余数据传输通道。
上述厂站监控系统仅有一路串行接口或网络接口的通信能力，而其所连接的智能网关装置通过该控制方法可以使其通信扩展，以满足通过两个网络平面提供的冗余的数据传输通道向分布于四个地点的多达四套控制中心的数据通信主机传送信息的需求，并能够接收来自任意一个远程控制中心的控制指令。
各远程控制中心能按需定制传送的信息，厂站监控系统可接收来自其中任意一个数据传输通道的控制指令，对照预设的控制权限确认操作权限，防止因技术原因产生的越界控制。
这种通信过程中，各远程控制中心可按厂站监控系统总信息表划定的范围定制采集数据集，选择调控命令对应的对象组，但同一个远程控制中心的各冗余通道所对应的采集数据集、命令对象及属性列表必须严格一致的，且厂站监控系统在同一时间只接收和执行一个指令。
该控制方法实现的主要功能有：
（1）建立通信：包括实现与厂站监控系统的通信和与远程控制中心的通信主机的通信。厂站监控系统的智能网关装置根据根据预设的配置参数和通信协议以及需要通信的远程监控管理的通信主机建立和维护数据传输通道，即通信链路，再采集厂站监控系统的数据，并对数据报文进行识别后按照不同的远程控制中心所需传送报文的规范格式进行组装，然后利用已建立的通信链路实现数据信息的上传。其还能够按照配置周期采集和存储厂站监控系统的全景数据，并按照不同远程控制中心所需的规范格式进行组装以相应其召唤而传输数据。
（2）控制指令安全校核：当智能网关装置接接收到来自任意通道的控制指令时，先检查其余通道有无收到控制指令和当前有无正在执行中的控制指令。若有，则智能网关装置根据远方控制操作唯一性规则以接收该控制指令的同一数据传送通道回复指令被拒绝的信息；否则，智能网关装置从接收到的命令报文中提取指令信息，对照预设配置校核控制权限，若不合格，则以接收该控制指令的同一通道向发出该控制指令的远程控制中心回复指令被拒绝的信息（拒绝报文）；若合格，则在保持指令的对象、控制属性不变的约束条件下按照与厂站监控系统通信时采用的规范格式向厂站监控系统传达该命令指令，完成远方控制命令交互过程的实施。
（3）控制指令记录：智能网关装置以收发报文的原始形式记录全部收发的控制指令，包括收发控制指令的时间、接收控制指令的数据传输通道、控制指令的对象以及控制属性、控制指令确认传送至厂站监控系统或拒绝原因。上述控制指令的记录不得修改或编辑。当存储区满时，则以先进先出的方式，保证所存储的信息是最近的至少100条控制指令记录。
（4）时标传递：智能网关装置可以具有时间同步通道并连接时间同步信息源。当接收到来自时间同步信息源的时间同步报文时，智能网关装置可以对本机时间进行同步校准，以使本机时间与指定的远程控制中心的通信主机之间的时间同步，然后向厂站监控系统传达标准时间数据。若未指定时间同步通道，则接收到时间同步报文是只做接受确认，而不进行本机时间的校准和时间传递。
控制方法具体为：
①在智能网关装置与厂站监控系统、远程控制中心均为建立通信时，智能网关装置首先激活所需的通信端口，从而按照规定的配置参数和通信协议分别与厂站监控系统和远程控制中心建立通信链路，读取厂站监控系统的全景数据并存储以备远程控制中心的通信主机召唤，并接收厂站监控系统的变化数据，以期传送至远程控制中心。
②按照智能网关装置与厂站监控系统之间的通信协议规范，维护通信链路；当通信链路中断时，按照协议规范重建通信链路并向远程控制中心上报。
③按照智能网关装置与远程控制中心之间的通信协议规范，接收并响应来自已建立通信链路数据传输通道的控制指令，同时维护通信链路。
④在与远程控制中心之间已建立的通信链路中，相响应远程控制中心发来的召唤数据的报文，并将①中读取的厂站监控系统的全景数据上传远程控制中心。
⑤按照所使用的传输协议标准，将①中所采集到的变化数据插入全景数据上传过程中上传至远程控制中心。
⑥在完成全景数据上传的数据传输通道中，将①中所采集到的变化数据上传至远程控制中心中。
通过④⑤⑥完成信息传送。
⑦在已经建立的数据传输通道中，对因故中断的通信链路做重建链路的初始化，并接收来自符合预设配置参数的远程控制中心的指令，重建通信。
⑧在与远程控制中心正常通信的数据传输通道中接收符合通信协议的控制指令的报文，对控制指令进行安全性校核，并将通过校核的控制指令传送至厂站监控系统中执行。对未通过校核的控制指令，在同一数据传输通道中回复拒绝报文。
通过⑦⑧完成指令传送。
⑨在预设的时间同步通道接收时间同步报文，对智能网关装置进行时间同步，并按照预设的时间节拍，向厂站监控系统作时间传递以同步厂站监控系统的时间。对于由非预设的时间同步通道接收到的时间同步报文，智能网关装置则不做时间同步操作。
上述适应多控制源的智能网关装置的控制方法，不但可以为扩展厂站与控制中心通信的网关装置的应用功能提供支撑，还可以为其它生产控制数据采集装置提供远方控制的安全管理支撑，具有良好的可移植性。而应用本控制方法的厂站智能网关装置，在正确预置后无需任何人工干预，扩展通信和管理远程监控安全，具有自动性、时效性较高的特点。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种智能网关装置采用的适用多控制源的控制方法，其特征在于：该控制方法应用于设置于电力系统的厂站监控系统和远程控制中心之间并与二者互连以实现二者通信扩展的智能网关装置中；
所述的控制方法应用于四个场景中：（1）所述的智能网关装置与一个所述的远程控制中心以单数据传输通道进行通信时；（2）所述的智能网关装置与一个所述的远程控制中心以冗余的数据传输通道进行通信时；（3）所述的智能网关装置与多个所述的远程控制中心通信，且所述的智能网关装置与每个所述的远程控制中心均以单数据传输通道进行通信时；（4）所述的智能网关装置与多个所述的远程控制中心通信，且所述的智能网关装置与每个所述的远程控制中心均以双数据传输通道进行通信时；
在所述的场景（1）时，所述的控制方法为：按配置关闭未用的数据传输通道的通信端口，仅按照预设的配置参数和协议与配置所指向的一个远程控制中心建立通信，向所述的远程控制中心传送信息或接收和解析所述的远程控制中心发来的控制指令并送达所述的厂站监控系统，以此实现所述的厂站监控系统与所述的远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程；
在所述的场景（2）时，所述的控制方法为：按配置激活所使用的数据传输通道的通信端口，按照预设的配置参数和协议同时在冗余的数据传输通道上向所述的远程控制中心建立通信，向所述的远程控制中心传送信息或在安全规则约束下向所述的厂站监控系统传送所述的远程控制中心下达的控制指令，以此实现所述的厂站监控系统与所述的远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程；
在所述的场景（3）时，所述的控制方法为：按配置激活所使用的数据传输通道的通信端口，按照预设的配置参数和协议同时向各个所述的远程控制中心建立通信，向各个所述的远程控制中心传送信息或在安全规则约束下向所述的厂站监控系统传送各个所述的远程控制中心下达的控制指令，以此实现所述的厂站监控系统与所述的远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程；
在所述的场景（4）时，所述的控制方法为：按配置激活所使用的数据传输通道的通信端口，按照预设的配置参数和协议同时在冗余的数据传输通道上向各个所述的远程控制中心建立通信，向各个所述的远程控制中心传送信息或在安全规则约束下向所述的厂站监控系统传送各个所述的远程控制中心下达的控制指令，以此实现所述的厂站监控系统与所述的远程控制中心之间的信息交互，完成控制过程。
2.根据权利要求1所述的智能网关装置采用的适用多控制源的控制方法，其特征在于：当接收到所述的远程控制中心发来的控制指令时对其进行安全校核；通过所述的安全校核的控制指令传达至所述的厂站监控系统；对未通过所述的安全校核的控制指令，通过接收该控制指令的数据传输通道向所述的远程控制中心返回拒绝报文。
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