CN107094035A - 一种电力网通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电力网通信方法，该方法包括：建立socket连接，启动信令和数据传输，启动呼叫，数据传输，时间配置，事件上传，命令传输和累积量传输。本发明通过被控站和控制站之间精确的命令调度和时钟同步流程，完成电力网系统内的数据传输，能够兼容不同厂家设备实现电力网通信的自动化和智能化。

Description

一种电力网通信方法
技术领域
本发明涉及电网技术领域，特别是一种电力网通信方法。
背景技术
电力生产具有传播快速，实时平衡的特点，因此发电厂、变电站和调度控制中心之间必须进行实时通信，通信系统中传递的信息主要是四遥（遥信、遥测、遥控和遥调）信息，其他信息还有故障信息、事件顺序记录（SOE）、工况、时钟、电量等。
目前配电网领域中还没有专门的通信方法来配合底层通信技术，各个厂家的设备都只能兼容自己的通信标准，导致远动终端设备标准不一、没有统一接口，厂家自定义的通信流程在应用中会出现数据接收不稳定、通信不可靠的问题，给配电网通信系统的使用和维护带来了不便。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种电力网通信方法，能够兼容不同厂家设备实现电力网通信的自动化和智能化。
本发明采用以下方案实现：一种电力网通信方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：建立socket连接，被控站为服务端，在建立socket连接前，所述被控站处于侦听状态并等待调度端的连接请求，当socket连接建立后，被控站持续监测socket连接状态，并初始化socket连接相关的程序变量；控制端为客户端，在建立socket连接前持续向被控站发出连接请求，连接请求被接受后监测socket连接的状态；
步骤S2：启动信令和数据传输，控制站通过socket连接发送开始命令激活连接中的数据传输，被控站接收该开始命令并发送应答给控制站，控制站接收到应答后启动与被控站的信令和数据传输，如果控制站没有接收到来自被控站的应答，则控制站将关闭该连接；
步骤S3：启动呼叫，控制站向被控站发送呼叫命令帧，被控站向控制站发送呼叫命令响应帧，然后被控站向控制站发送单点遥信帧和双点遥信帧，最后向控制站发送呼叫命令结束帧完成站点激活；
步骤S4：数据传输，被控站主动向控制站发送遥测量，其中所述遥测量使用应用协议数据单元APDU发送，每个APDU包含单一的数据类型标识和单一的传送原因，且每个APDU包含多个相同种类的信息对象，其中信息对象的个数受最大帧长约束；当控制站启动呼叫或被控站变位时，被控站将遥信发送给控制站；
步骤S5：时间配置，控制站向被控站发送时钟同步帧，被控站收到时钟同步帧后更新时钟系统，并向控制站发送时钟同步确认帧；其中，被控站的时间要求准确度为1s；
步骤S6：事件上传，当被控站发生突发事件时，被控站向控制站主动发送突发事件的相关信息；所述突发事件的相关信息包括以下报文数据中的一个或多个：遥信变位帧、遥信事件顺序记录SOE帧、调压变压器分接头状态变化帧、继电保护装置事件、继电保护装置成组输出电路信息；
步骤S7：命令传输，控制站向被控站发送遥控/遥调选择命令，被控站返回命令应答，然后控制站向被控站发送遥控/遥调执行命令，当遥控/遥调命令操作执行完毕后，被控站返回遥控/遥调操作结束命令；
步骤S8：累积量传输，控制站向被控站发送电量冻结命令，被控站向控制站返回电量冻结确认，同时向控制站发送电量数据和电量呼叫结束命令。
进一步地，所述步骤S1还包括：当socket连接建立后，被控站持续监测socket连接状态，以便socket连接被关闭后能重新进入侦听状态；连接请求被接受后控制端监测socket连接的状态，以便socket连接被关闭后重新发出连接请求。
进一步地，步骤S2中，启动数据传输帧为U格式帧，建立连接后，连接中的用户数据传输不会从被控站自动激活，在这种状态下，被控站并不通过这个连接发送任何数据，除了未编号的控制功能和对这些功能的确认。开始和停止命令是一种控制站激活/解除激活监视方向的机制，控制站即使没有收到激活确认，也可以发送命令或设定值，发送和接收计数器继续运行，他们不依赖于开始和停止命令的使用。
进一步地，步骤S3中，所述呼叫命令帧、命令响应帧和命令结束帧的类型标识均大于单点遥信帧和双点遥信帧的命令标识，且单点遥信帧和双点遥信帧的命令标识不相同。
进一步地，步骤S4中，所述遥测量使用类型为归一化值、标度化值或者短浮点数的APDU发送。
进一步地，步骤S5中，在网络上进行时钟同步要求最大的网络延时小于接收站时钟所要求的准确度，例如网络提供者保证在网络中的延时不超过400ms，使用这个校时过程可以避免过多地在被控站安装全球卫星定位系统。
进一步地，步骤S6还包括：当被控站发生突发事件后，被控站会根据具体情况向控制站发送突发事件的相关信息，且不同报文数据分配的类型标识不同。
进一步地，步骤S7中的命令或应答的类型标识相同，因此分配不同的传输原因进行区分。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明通过被控站和控制站之间精确的命令调度和时钟同步流程，完成电力网系统内的数据传输，能够兼容不同厂家设备实现电力网通信的自动化和智能化。
附图说明
图1为本发明实施例的电力网通信方法流程示意图。
图2为本发明实施例的APDU的组成结构图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本实施例提供了一种电力网通信方法，具体包括以下步骤：
步骤S1.建立socket连接，被控站为服务端，在建立socket连接前，处于侦听状态并等待调度端的连接请求，当socket连接建立后，被控站持续监测socket连接状态，并初始化socket连接相关的程序变量；控制端为客户端，在建立socket连接前持续向被控站发出连接请求，连接请求被接受后监测socket连接的状态；
当socket连接建立后，被控站持续监测socket连接状态，以便socket连接被关闭后能重新进入侦听状态；连接请求被接受后控制端监测socket连接的状态，以便socket连接被关闭后重新发出连接请求。
步骤S2.启动信令和数据传输，控制站通过socket连接发送开始命令激活连接中的数据传输，被控站接收该开始命令并发送应答给控制站，控制站接收到应答后启动和被控站的信令和数据传输，如果控制站没有接收到来自被控站的应答，则控制站将关闭该连接；
启动数据传输帧为U格式帧，建立连接后，连接中的用户数据传输不会从被控站自动激活，在这种状态下，被控站并不通过这个连接发送任何数据，除了未编号的控制功能和对这些功能的确认。开始和停止命令是一种控制站激活/解除激活监视方向的机制，控制站即使没有收到激活确认，也可以发送命令或设定值，发送和接收计数器继续运行，他们不依赖于开始和停止命令的使用。
步骤S3.启动呼叫，控制站向被控站发送呼叫命令帧，被控站向控制站发送呼叫命令响应帧，然后被控站向控制站发送单点遥信帧和双点遥信帧，最后向控制站发送呼叫命令结束帧完成站点激活；
其中呼叫命令帧、命令响应帧和命令结束帧的类型标识大于单点遥信帧和双点遥信帧的命令标识，且单点遥信帧和双点遥信帧的命令标识不相同。
步骤S4.数据传输，被控站主动向控制站发送遥测量，其中所述遥测量使用应用协议数据单元APDU发送，每个APDU包含单一的数据类型标识和单一的传送原因，且每个APDU包含多个相同种类的信息对象，其中信息对象的个数受最大帧长约束，当控制站启动呼叫或被控站变位时，被控站将遥信发送给控制站；
其中遥测量可以使用类型为归一化值、标度化值或者短浮点数的APDU发送。
步骤S5.时间配置，控制站向被控站发送时钟同步帧，被控站收到后更新时钟系统，并向控制站发送时钟同步确认帧，其中，在被控站的时间要求准确度为1s；
在网络上进行时钟同步要求最大的网络延时小于接收站时钟所要求的准确度，例如网络提供者保证在网络中的延时不超过400ms，使用这个校时过程可以避免过多地在被控站安装全球卫星定位系统。
步骤S6.事件上传，当被控站发生突发事件时，被控站向控制站主动发送突发事件的相关信息，所述突发事件的相关信息包括以下报文数据中的一个或多个：遥信变位帧、遥信事件顺序记录SOE帧、调压变压器分接头状态变化帧、继电保护装置事件、继电保护装置成组输出电路信息；
当被控站发生突发事件后，被控站会根据具体情况向控制站发送突发事件的相关信息，且不同报文数据分配的类型标识不同。
步骤S7.命令传输，控制站向被控站发送遥控/遥调选择命令，被控站返回命令应答，然后控制站向被控站发送遥控/遥调执行命令，当遥控/遥调命令操作执行完毕后，被控站返回遥控/遥调操作结束命令。
上述命令或应答的类型标识相同，因此分配不同的传输原因进行区分。
步骤S8.累积量传输，控制站向被控站发送电量冻结命令，被控站向控制站返回电量冻结确认，同时向控制站发送电量数据和电量呼叫结束命令。
本实施例的上述过程以被控站为服务端，控制站为客户端，控制站能够自动判断、切换和处理来自网络和常规方式的数据信息，保证数据的唯一性。
在多客户访问的情况下，通过MAC地址和IP地址划分控制安全等级。如果服务端发现IP重复，应当拒绝控制命令的执行。
参见图2，其给出了本实施例电力网通信方法中APDU的组成结构图。
启动字符68H定义了数据流中的起点，APDU的长度域定义了APDU的长度，它包括应用协议控制信息APCI的4个控制域八位组和应用服务数据单元ASDU。第一个被计数的八位组是控制域的第一个八位组，最后一个被计数的八位组是ASDU的最后一个八位组。ASDU的最大长度限制在249以内，因为APDU域的最大长度是253，因此一个APDU报文最多能发送121个不带品质描述的归一化测量值，或243个不带时标的单点遥信信息，若被控站采集的信息超过此数目，则必须分成多个APDU进行发送；控制域的长度是4个八位组，控制域定义了保护报文不被丢失和重传的控制信息，报文传输启动/停止，以及传输连接的监视等。三种类型的控制域格式分别用于编号的信息传输（I格式）、编号的监视功能（S格式）和未编号的控制功能（U格式）。
应用服务数据单元由数据单元标识符和一个或多个信息对象组成，数据单元标识符包括类型标识、可变结构限定词、传送原因、应用服务数据单元公共地址和信息对象地址。
在本实施例中，通过被控站和控制站之间精确的命令调度和时钟同步流程，完成电力网系统内的数据传输，能够兼容不同厂家设备实现电力网通信的自动化和智能化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种电力网通信方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：建立socket连接，被控站为服务端，在建立socket连接前，所述被控站处于侦听状态并等待调度端的连接请求，当socket连接建立后，被控站持续监测socket连接状态，并初始化socket连接相关的程序变量；控制端为客户端，在建立socket连接前持续向被控站发出连接请求，连接请求被接受后监测socket连接的状态；
步骤S2：启动信令和数据传输，控制站通过socket连接发送开始命令激活连接中的数据传输，被控站接收该开始命令并发送应答给控制站，控制站接收到应答后启动与被控站的信令和数据传输，如果控制站没有接收到来自被控站的应答，则控制站将关闭该连接；
步骤S3：启动呼叫，控制站向被控站发送呼叫命令帧，被控站向控制站发送呼叫命令响应帧，然后被控站向控制站发送单点遥信帧和双点遥信帧，最后向控制站发送呼叫命令结束帧完成站点激活；
步骤S4：数据传输，被控站主动向控制站发送遥测量，其中所述遥测量使用应用协议数据单元APDU发送，每个APDU包含单一的数据类型标识和单一的传送原因，且每个APDU包含多个相同种类的信息对象，其中信息对象的个数受最大帧长约束；当控制站启动呼叫或被控站变位时，被控站将遥信发送给控制站；
步骤S5：时间配置，控制站向被控站发送时钟同步帧，被控站收到时钟同步帧后更新时钟系统，并向控制站发送时钟同步确认帧；其中，被控站的时间要求准确度为1s；
步骤S6：事件上传，当被控站发生突发事件时，被控站向控制站主动发送突发事件的相关信息；所述突发事件的相关信息包括以下报文数据中的一个或多个：遥信变位帧、遥信事件顺序记录SOE帧、调压变压器分接头状态变化帧、继电保护装置事件、继电保护装置成组输出电路信息；
步骤S7：命令传输，控制站向被控站发送遥控/遥调选择命令，被控站返回命令应答，然后控制站向被控站发送遥控/遥调执行命令，当遥控/遥调命令操作执行完毕后，被控站返回遥控/遥调操作结束命令；
步骤S8：累积量传输，控制站向被控站发送电量冻结命令，被控站向控制站返回电量冻结确认，同时向控制站发送电量数据和电量呼叫结束命令。
2.根据权利要求1所述的一种电力网通信方法，其特征在于：所述步骤S1还包括：当socket连接建立后，被控站持续监测socket连接状态，以便socket连接被关闭后能重新进入侦听状态；连接请求被接受后控制端监测socket连接的状态，以便socket连接被关闭后重新发出连接请求。
3.根据权利要求1所述的一种电力网通信方法，其特征在于：步骤S3中，所述呼叫命令帧、命令响应帧和命令结束帧的类型标识均大于单点遥信帧和双点遥信帧的命令标识，且单点遥信帧和双点遥信帧的命令标识不相同。
4.根据权利要求1所述的一种电力网通信方法，其特征在于：步骤S4中，所述遥测量使用类型为归一化值、标度化值或者短浮点数的APDU发送。
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