CN107734585B - 电力通信组网系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电力通信组网系统，包括电力通信模块和服务器，电力通信模块第一通信模块、第二通信模块和通信接口。通过通信接口连接电网业务终端，并通过第一通信模块和第二通信模块使电网业务终端分别与广域无线电力专网和局域无线电力专网建立连接，使电网业务终端同时具备广域通信方式和局域通信方式。同时提供一种电力通信组网控制方法，根据各电网业务终端的业务通信请求数执行业务通信请求，保障各电网业务终端的通信联通，提供各电网业务终端的通信能力。基于此，实现在各种应用位置下，电网业务终端均具备通信能力，满足各类型电网业务终端的业务通信需求。

Description

电力通信组网系统及控制方法
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种电力通信组网系统及控制方法。
背景技术
在智能电网中，通信网络是智能电网的神经系统，通信网络延伸至电网各个层面上运行的设备、线路、终端用户才能有效的形成整个智能电网的神经系统，智能电网才有实现的可能。
目前我国电力通信网络以光通信为主，主要覆盖在110kV及以上等级的变电站。而10kV及以下的通信网络架构按覆盖范围划分为广域无线电力专网和局域无线电力专网，其中广域无线电力专网是实现变电站至局域节点如10kV配电房/开关房的通信，局域无线电力专网则主要实现局域节点至电网业务终端的通信。
然而，随着智能电网的快速发展，电网业务终端的类型增多，部分新型电网业务终端的应用位置分布广泛，使得传统的电力通信网络无法适应新型电网业务终端的业务通信需求。
发明内容
基于此，有必要针对新型电网业务终端的应用位置分布广泛。传统的电力通信网络无法适应新型电网业务终端的业务需求的缺陷，提供一种电力通信组网系统及控制方法。
本发明所提供的技术方案如下：
一种电力通信组网系统，其特征在于，包括电力通信模块和服务器；
电力通信模块包括第一通信模块、第二通信模块和通信接口；
通信接口分别连接第一通信模块和第二通信模块，并用于连接电网业务终端，还用于获取电网业务终端的业务通信数据；
第一通信模块用于连接广域无线电力专网，还用于通过通信接口获取业务通信数据，并用于将业务通信数据发送至广域无线电力专网；
第二通信模块用于连接局域无线电力专网，还用于通过通信接口获取业务通信数据，并用于将业务通信数据发送至局域无线电力专网；
服务器分别连接广域无线电力专网和局域无线电力专网，并用于通过广域无线电力专网或局域无线电力专网接收电力通信模块发送的业务通信数据；
服务器还用于通过广域无线电力专网或局域无线电力专网向电力通信模块发送数据。
一种电力通信组网控制方法，包括步骤：
获取各电网业务终端的业务通信数据。
根据业务通信数据计算各电网业务终端的业务通信请求数；其中，业务通信请求数包括网络接入请求数或网络切换请求数。
若网络接入请求数大于预设请求数，则执行与网络接入请求数对应的电网业务终端的网络接入请求；否则执行与网络切换请求数对应的电网业务终端的网络切换请求；其中，网络接入请求为广域无线电力专网或局域无线电力专网的接入请求，网络切换请求为切换与广域无线电力专网或局域无线电力专网的连接的请求。
一种电力通信组网控制装置，包括：
数据获取模块，用于获取各电网业务终端的业务通信数据。
请求数计算模块，用于根据业务通信数据计算各电网业务终端的业务通信请求数；其中，业务通信请求数包括网络接入请求数或网络切换请求数。
请求执行模块，用于在网络接入请求数大于预设请求数，执行网络接入请求数对应的电网业务终端的网络接入请求；否则执行与网络切换请求数对应的电网业务终端的网络切换请求；其中，网络接入请求为广域无线电力专网或局域无线电力专网的接入请求，网络切换请求为切换与广域无线电力专网或局域无线电力专网的连接的请求。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现电力通信组网控制方法的步骤。
本发明所提供的电力通信组网系统，包括电力通信模块和服务器，电力通信模块第一通信模块、第二通信模块和通信接口。通过通信接口连接电网业务终端，并通过第一通信模块和第二通信模块使电网业务终端分别与广域无线电力专网和局域无线电力专网建立连接，使电网业务终端同时具备广域通信方式和局域通信方式，在难以接收到广域信号的位置可通过局域通信方式进行通信，在没有局域信号覆盖的位置可通过广域通信方式进行通信。
同时，本发明还提供一种电力通信组网控制方法，根据各电网业务终端的业务通信请求数执行业务通信请求，保障各电网业务终端的通信联通，提供各电网业务终端的通信能力。基于此，实现在各种应用位置下，电网业务终端均具备通信能力，满足各类型电网业务终端的业务通信需求。
附图说明
图1为电力通信模块结构图；
图2为第一通信模块结构图；
图3为第二通信模块结构图；
图4为电力通信组网系统结构示意图；
图5为电力通信组网控制方法流程图；
图6为网络接入请求执行方法流程图；
图7为电力通信组网控制装置模块结构图；
图8为可选实施例的电力通信组网控制装置模块结构图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
在一实施例中，如图1所示，为电力通信模块结构图，包括：
第一通信模块101、第二通信模块102和通信接口103。
在电力通信专网中，传统的广域无线电力专网一般为远程无线通信专网，如TD-LTE无线通信专网、GSM无线通信专网或GPS无线通信专网等；传统的局域无线电力专网一般为本地无线通信专网，如ZigBee无线通信专网、蓝牙无线通信专网或WiFi无线通信专网等。
传统的广域无线电力专网通常工作于高频段，具有发射功率大、通信速率高等特点，然而由于其频段较高，故信号穿透性较差，通常用于室外覆盖。而通常工作于低频段，具有发射功率小、通信速率低等特点，由于其频段较低，故信号穿透性较好，通常用于室内覆盖。
通信接口103分别连接第一通信模块101和第二通信模块102，并用于连接电网业务终端，还用于获取电网业务终端的业务通信数据。
其中，常见的电网业务终端包括汽车充电桩、智能巡检终端等。通信接口103可以根据不同的电网业务终端选择不同的通信接口类型，如RS232通信接口、485通信接口等。选择与电网业务终端对应的通信接口103，接收电网业务终端的业务通信数据，电力通信模块通过通信接口103与电网业务终端建立数据交互。
第一通信模块101用于连接广域无线电力专网，还用于通过通信接口获取业务通信数据，并用于将业务通信数据发送至广域无线电力专网。
通过第一通信模块101连接广域无线电力专网，使电网业务终端具备通过电力通信模块与广域无线电力专网进行数据交互的能力。
可选地，如图2所示，为第一通信模块结构图，第一通信模块101包括第一射频收发模块111、SIM卡接口121和第一射频天线131。
其中，第一射频收发模块111可以根据广域无线电力专网的通信类型，集成一个或多个射频模块，如TD-LTE模块、GSM模块等。第一射频收发模块111用于通过第一射频天线131与广域无线电力专网建立数据交互。SIM卡接口121用于连接对应的SIM卡，使电力通信模块成为广域无线电力专网中一个可识别的无线终端。
一般地，第一射频收发模块111通过第一射频天线131与广域无线电力专网中的广域基站进行数据收发，将电网业务终端的业务通信数据发送至广域基站，将从广域基站接收到的数据通过通信接口103发送至电网业务终端。
第二通信模块102用于连接局域无线电力专网，还用于通过通信接口获取业务通信数据，并用于将业务通信数据发送至局域无线电力专网。
通过第二通信模块102连接广域无线电力专网，使电网业务终端具备通过电力通信模块与局域无线电力专网进行数据交互的能力。
可选地，如图3所示，为第二通信模块结构图，第二通信模块102包括第二射频收发模块112和第二射频天线122。
其中，第二射频收发模块112可以根据局域无线电力专网的通信类型，集成一个或多个射频模块，如ZigBee模块、WiFi模块等。第二射频收发模块112用于通过第二射频天线122与局域无线电力专网建立数据交互。
一般地，第二射频收发模块112通过第二射频天线122与局域无线电力专网中的局域站点进行数据收发，将电网业务终端的业务通信数据发送至局域站点，将从局域站点接收到的数据通过通信接口103发送至电网业务终端。其中，局域站点一般为ZigBee无线站点、WiFi路由器等。
本实施例所提供的电力通信模块，通过通信接口103连接电网业务终端，并通过第一通信模块101和第二通信模块102使电网业务终端分别与广域无线电力专网和局域无线电力专网建立连接，使电网业务终端同时具备广域通信方式和局域通信方式，在难以接收到广域信号的位置可通过局域通信方式进行通信，在没有局域信号覆盖的位置可通过广域通信方式进行通信。
可选地，电力通信模块还包括带宽计算模块；
带宽计算模块分别连接第一通信模块和第二通信模块，并用于计算电网业务终端的业务通信带宽。
其中，带宽计算模块可以根据电网业务终端的类型或电网业务终端的业务通信数据计算电网业务终端所需的通信带宽，便于后续网络带宽的分配。
在一实施例中，如图4所示，为电力通信组网系统结构示意图，包括电力通信模块201和服务器202。
服务器202分别连接广域无线电力专网和局域无线电力专网，并用于通过广域无线电力专网或局域无线电力专网接收电力通信模块201发送的业务通信数据。
其中，如图4所示，电力通信模块201通过广域基站接入广域无线电力专网，通过局域站点接入局域无线电力专网。而服务器202分别与广域无线电力专网和局域无线电力专网，分别接收电力通信模块201通过广域无线电力专网传输的数据和电力通信模块通过局域无线电力专网传输的数据。
服务器202还用于通过广域无线电力专网或局域无线电力专网向电力通信模块201发送数据。
其中，服务器202将数据通过广域无线电力专网发送至第一通信模块101，并通过局域无线电力专网发送至第二通信模块102.
本实施例所提供电力通信组网系统，为电力通信模块201接入广域无线电力专网和局域无线电力专网搭建服务器平台，便于通过服务器202对电力通信模块进行网络管理和数据管理。
进一步地，电力通信模块201连接电网业务终端后，其所在位置可以覆盖一个或多个广域无线电力专网或局域无线电力专网。
基于此，在一实施例中，如图5所示，为电力通信组网控制方法流程图，包括步骤：
S301，获取各电网业务终端的业务通信数据。
其中，电网业务终端实际使用中会产生业务通信数据。一般地，电网业务终端因所在位置变更或网络状况变化可发起业务通信请求，包括网络接入请求或网络切换请求。可选地，电网业务终端将业务通信请求封装为业务通信数据，可通过电力通信模块发送至服务器侧。
S302，根据业务通信数据计算各电网业务终端的业务通信请求数；其中，业务通信请求数包括网络接入请求数或网络切换请求数。
其中，服务器侧接收到业务通信数据，可根据业务通信数据计算出对应电网业务终端的业务通信请求数。
S303，若网络接入请求数大于预设请求数，则执行与网络接入请求数对应的电网业务终端的网络接入请求；否则执行与网络切换请求数对应的电网业务终端的网络切换请求。其中，所述网络接入请求为广域无线电力专网或局域无线电力专网的接入请求，所述网络切换请求为切换与广域无线电力专网或局域无线电力专网的连接的请求。
具体地，将网络切换请求设为优先请求，将网络接入请求为无优先级请求。其中，网络切换请求为终端请求将切换接入网络，即将目前连接的网络切换为另一可用网络，可用网络包括广域无线电力专网和局域无线电力专网。网络接入请求为电网业务终端处于无网络连接状态下发出的请求，以请求接入目标可用网络。
其中，服务器侧计算出电网业务终端的业务通信请求数后，将网络接入请求或网络切换请求的到达视为服从泊松分布，其均值分别为λ1与λ2。网络接入请求或网络切换请求对应的等待队列分别为L1与L2，其连接的持续时间服从参数为μ1，μ2的负指数分布。
当服务器侧接入1个优先请求队列L1中的切换连接时，如果队列L1中无其他连接请求，或者非优先级队列L2中等待接入的连接请求数超过N，则无线专网转为L2队列中的网络连接请求进行接入，否则将继续为L1队列中的连接服务。其中，N为预设请求数。
当服务器侧接入1个非优先级队列L2中的新连接时，如果队列L2中的连接数不超过N，且队列L1中有连接处于等待状态，则系统转为L1队列中的连接服务。
若无线通信专网空闲，且两个队列均为空，则到达的新连接或者切换连接可立即接入。
可选地，若只计算出网络接入请求数，则执行与最大网络接入请求数对应的电网业务终端的网络接入请求。以保证网络接入需求最高的电网业务终端可以顺利接入。
可选地，若只计算出网络切换请求数，则执行与最大网络切换请求数对应的电网业务终端的网络切换请求。以保证网络切换需求最高的电网业务终端可以顺利进行切换。
本实施例所提供的电力通信组网控制方法，根据各电网业务终端的业务通信请求数执行业务通信请求，保障各电网业务终端的通信联通，提供各电网业务终端的通信能力。基于此，实现在各种应用位置下，电网业务终端均具备通信能力，满足各类型电网业务终端的业务通信需求。
可选地，电力通信组网控制方法还包括步骤：若只计算出网络接入请求数，则执行与最大网络接入请求数对应的电网业务终端的网络接入请求。以保证网络接入需求最高的电网业务终端可以顺利接入。
可选地，电力通信组网控制方法还包括步骤：若只计算出网络切换请求数，则执行与最大网络切换请求数对应的电网业务终端的网络切换请求。以保证网络切换需求最高的电网业务终端可以顺利进行切换。
可选地，如图6所示，为网络接入请求执行方法流程图，上述任一实施例中电力通信组网控制方法中执行电网业务终端的网络接入请求的过程，包括步骤：
S401，获取电网业务终端所在位置的可用网络；其中，可用网络包括广域无线电力专网和局域无线电力专网。
其中，电网业务终端所在位置即电力通信模块所在位置，一般地，所在位置可以有一个或多个可用网络覆盖。
S402，根据预设的网络优先级，获得电网业务终端所在位置的优先可用网络；其中，优先可用网络为广域无线电力专网或局域无线电力专网。
其中，不同的广域无线电力专网或局域无线电力专网间均具备相应的标识信息，即不同的可用网络可以通过相应的标识信息做区分。基于此，对不同的可用网络进行预先的优先级区分，预先为各可用网络设置网络优先级。电网业务终端所在位置的可用网络中网络优先级最高的可用网络为优先可用网络。
S403，将电网业务终端接入优先可用网络。
其中，在确定好优先可用网络后，将电网业务终端接入优先可用网络。即通过电力通信模块建立电网业务终端与优先可用网络的数据交互。
本可选实施例的电力通信组网控制方法，通过将电网业务终端接入其所在位置的优先可用网络，提高电网业务终端在跨网络覆盖下的通信能力，提高电网业务终端的网络通信质量。
可选地，步骤S403中将电网业务终端接入优先可用网络的过程，包括步骤：
计算各优先可用网络的带宽资源。
将电网业务终端接入带宽资源最大的优先可用网络。
服务器侧计算各优先可用网络的带宽资源，选取带宽资源最大的优先可用网络，将电网业务终端接入带宽资源最大的优先可用网络。基于此，在优先可用网络较多时做一个选定，为可用网络的带宽作合理分配，为电网业务终端预留带宽保证各电网业务终端接入通信状况良好的可用网络。
在一实施例中，如图7所示，为一实施例的电力通信组网控制装置模块结构图，包括：
数据获取模块501，用于获取各电网业务终端的业务通信数据；
请求数计算模块502，用于根据业务通信数据计算各电网业务终端的业务通信请求数；其中，业务通信请求数包括网络接入请求数或网络切换请求数；
请求执行模块503，用于在网络接入请求数大于预设请求数，执行网络接入请求数对应的电网业务终端的网络接入请求；否则执行与网络切换请求数对应的电网业务终端的网络切换请求。
本实施例所提供的电力通信组网控制装置，根据各电网业务终端的业务通信请求数执行业务通信请求，保障各电网业务终端的通信联通，提供各电网业务终端的通信能力。基于此，实现在各种应用位置下，电网业务终端均具备通信能力，满足各类型电网业务终端的业务通信需求。
可选地，电力通信组网控制装置还包括：
第一单请求接入模块，用于在只计算出网络接入请求数时，执行与最大网络接入请求数对应的电网业务终端的网络接入请求。以保证网络接入需求最高的电网业务终端可以顺利接入。
可选地，电力通信组网控制装置还包括：
第二单请求接入模块，用于在只计算出网络切换请求数，执行与最大网络切换请求数对应的电网业务终端的网络切换请求。以保证网络切换需求最高的电网业务终端可以顺利进行切换。
可选地，如图8所示，为可选实施例的电力通信组网控制装置模块结构图，其中请求执行模块503包括：
网络获取模块513，用于获取电网业务终端所在位置的可用网络；其中，可用网络包括广域无线电力专网和局域无线电力专网。
网络提取模块523，用于根据预设的网络优先级，获得电网业务终端所在位置的优先可用网络；其中，优先可用网络为广域无线电力专网或局域无线电力专网。
网络接入模块533，用于将电网业务终端接入优先可用网络。
本可选实施例的电力通信组网控制装置，通过将电网业务终端接入其所在位置的优先可用网络，提高电网业务终端在跨网络覆盖下的通信能力，提高电网业务终端的网络通信质量。
可选地，网络接入模块533还包括：
网络带宽计算模块，用于计算计算各优先可用网络的带宽资源。
优选网络接入模块，用于将电网业务终端接入带宽资源最大的优先可用网络。
服务器侧计算各优先可用网络的带宽资源，选取带宽资源最大的优先可用网络，将电网业务终端接入带宽资源最大的优先可用网络。基于此，在优先可用网络较多时做一个选定，为可用网络的带宽作合理分配，为电网业务终端预留带宽保证各电网业务终端接入通信状况良好的可用网络。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序程序时实现上述电力通信组网控制方法中任意一个实施例的步骤。
本实施例所提供的计算机设备，根据各电网业务终端的业务通信请求数执行业务通信请求，保障各电网业务终端的通信联通，提供各电网业务终端的通信能力。基于此，实现在各种应用位置下，电网业务终端均具备通信能力，满足各类型电网业务终端的业务通信需求。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述电力通信组网控制方法中任意一个实施例的步骤。此外，通常存储在一个存储介质中的程序通过直接将程序读取出存储介质或者通过将程序安装或复制到数据处理设备的存储设备(如硬盘和或内存)中执行。因此，这样的存储介质也构成了本发明。存储介质可以使用任何类型的记录方式，例如纸张存储介质(如纸带等)、磁存储介质(如软盘、硬盘、闪存等)、光存储介质(如CD-ROM等)、磁光存储介质(如MO等)等。
本实施例所提供的计算机可读存储介质，根据各电网业务终端的业务通信请求数执行业务通信请求，保障各电网业务终端的通信联通，提供各电网业务终端的通信能力。基于此，实现在各种应用位置下，电网业务终端均具备通信能力，满足各类型电网业务终端的业务通信需求。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电力通信组网系统，其特征在于，包括电力通信模块和服务器；
所述电力通信模块包括第一通信模块、第二通信模块和通信接口；
所述通信接口分别连接所述第一通信模块和所述第二通信模块，并用于连接电网业务终端，还用于获取电网业务终端的业务通信数据；
所述第一通信模块用于连接广域无线电力专网，还用于通过通信接口获取业务通信数据，并用于将业务通信数据发送至广域无线电力专网；
所述第二通信模块用于连接局域无线电力专网，还用于通过通信接口获取业务通信数据，并用于将业务通信数据发送至局域无线电力专网；
所述服务器分别连接广域无线电力专网和局域无线电力专网，并用于通过广域无线电力专网或局域无线电力专网接收所述电力通信模块发送的业务通信数据；
所述服务器还用于通过广域无线电力专网或局域无线电力专网向电力通信模块发送数据；
数据获取模块，用于获取各电网业务终端的业务通信数据；
请求数计算模块，用于根据所述业务通信数据计算各电网业务终端的业务通信请求数；其中，所述业务通信请求数包括网络接入请求数或网络切换请求数；
请求执行模块，用于在所述网络接入请求数大于预设请求数，执行所述网络接入请求数对应的电网业务终端的网络接入请求；否则执行与所述网络切换请求数对应的电网业务终端的网络切换请求；其中，所述网络接入请求为广域无线电力专网或局域无线电力专网的接入请求，所述网络切换请求为切换与广域无线电力专网或局域无线电力专网的连接的请求。
2.根据权利要求1所述的电力通信组网系统，其特征在于，所述第一通信模块包括第一射频收发模块、SIM卡接口和第一射频天线；
所述第一射频收发模块分别连接所述通信接口、所述SIM卡接口和所述第一射频天线；
所述第一射频收发模块用于向广域无线电力专网发送业务通信数据，还用于通过所述第一射频天线接收服务器发送的数据。
3.根据权利要求1所述的电力通信组网系统，其特征在于，所述第二通信模块包括第二射频收发模块和第二射频天线；
所述第二射频收发模块分别连接所述通信接口和所述第二射频天线；
所述第二射频收发模块用于向局域无线电力专网发送业务通信数据，还用于通过所述第二射频天线接收服务器发送的数据。
4.一种电力通信组网控制方法，应用于如权利要求1至3任意一项所述的电力通信组网系统，其特征在于，包括步骤：
获取各电网业务终端的业务通信数据；
根据所述业务通信数据计算各电网业务终端的业务通信请求数；其中，所述业务通信请求数包括网络接入请求数或网络切换请求数；
若所述网络接入请求数大于预设请求数，则执行与所述网络接入请求数对应的电网业务终端的网络接入请求；否则执行与所述网络切换请求数对应的电网业务终端的网络切换请求；其中，所述网络接入请求为广域无线电力专网或局域无线电力专网的接入请求，所述网络切换请求为切换与广域无线电力专网或局域无线电力专网的连接的请求。
5.根据权利要求4所述的电力通信组网控制方法，其特征在于，还包括步骤：
若只计算出所述网络接入请求数，则执行与最大网络接入请求数对应的电网业务终端的网络接入请求。
6.根据权利要求4所述的电力通信组网控制方法，其特征在于，还包括步骤：
若只计算出所述网络切换请求数，则执行与最大网络切换请求数对应的电网业务终端的网络切换请求。
7.根据权利要求4或5所述的电力通信组网控制方法，其特征在于，所述执行电网业务终端的网络接入请求的过程，包括步骤：
获取电网业务终端所在位置的可用网络；其中，所述可用网络包括广域无线电力专网和局域无线电力专网；
根据预设的网络优先级，获得电网业务终端所在位置的优先可用网络；其中，所述优先可用网络为广域无线电力专网或局域无线电力专网；
将电网业务终端接入所述优先可用网络。
8.根据权利要求7所述的电力通信组网控制方法，其特征在于，所述将电网业务终端接入所述优先可用网络的过程，包括步骤：
计算各优先可用网络的带宽资源；
将所述电网业务终端接入带宽资源最大的优先可用网络。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求4至8任意一项所述电力通信组网控制方法的步骤。
10.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求4至8任意一项所述电力通信组网控制方法的步骤。
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