CN108565964A - 一种配电终端及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种配电终端及其使用方法，包括：CPU模块、输入输出模块和接口模块；与接口模块通讯的CPU模块包括：CPU和路由表维护单元；输入输出模块与CPU模块通讯，用于接收输入的数据，并输出遥控数据；接口模块包括转发单元和通信接口；CPU用于处理从输入输出模块接收的数据，并在需要转发数据时将处理完成的数据发送至接口模块；路由表维护单元与接口模块通讯，用于维护路由信息；转发单元用于处理需要转发的数据，并将需要转发的数据同过所述通信接口向外发送。该配电终端具有路由功能，能够向指定目的转发采集到的数据，可以方便的扩展和兼容新业务。
Description
技术领域
本发明属于电力技术领域，具体涉及一种配电终端及其使用方法。
背景技术
传统的配电网配电终端具有遥测、遥信、遥控、对时和时间顺序记录等功能，采集处理反映配电设备运行工况的实时数据与故障信息并上传给配电自动化主站，接收主站向配电设备发送命令以调节和控制。目前的配电终端不具有开放性、兼容性和通用性，制约了未来配电网中分布式电源/储能装置/微电网、高级配电运行和高级配电管理等新业务的接入，无法实现与智能用电系统的互动。未来的配电网是一个高度融合、安全和开放的网络，电源侧和用户侧需要承载更多的新兴业务，
传统配电终端中大量的模拟量输入，其中通过DSP芯片进行高性能滤波和数字信号处理后输入CPU。CPU处理遥测信号(模拟量)和遥信信号(开关量)，根据线路运行实际情况的需求执行遥控命令，不能有针对性的对数据进行处理，很难扩展和兼容其他新业务。
发明内容
为克服上述现有技术不能针对性的对数据进行处理，很难扩展和兼容其他新业务的不足，本发明提出一种配电终端及其使用方法，具有路由功能的终端是保留原有功能的基础上拓展成其他设备的路由通信网关使得其具有强大的路由功能。具有路由功能的配电终端作为配电自动化系统在电源侧和用户侧所承载业务的主要连接点，具有划分本地多个子网和流量控制的能力，根据电力系统各业务部门和管理部门的需要把不同的业务数据路由到不同的数据中心，从而进行优质的服务质量控制。
实现上述目的所采用的解决方案为：
一种配电终端，其改进之处在于：该终端包括CPU模块、输入输出模块和接口模块；
与所述接口模块通讯的所述CPU模块包括：CPU和路由表维护单元；
所述输入输出模块与所述CPU模块通讯，用于接收输入的数据，并输出遥控数据；
所述接口模块包括转发单元和通信接口；
所述CPU用于处理从所述输入输出模块接收的数据，并在需要转发数据时将处理完成的数据发送至所述接口模块；
所述路由表维护单元与所述接口模块通讯，用于维护路由信息；
所述转发单元用于处理需要转发的数据，并将所述需要转发的数据同过所述通信接口向外发送。
本发明提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述CPU模块还包括缓存单元；
所述缓存单元分别与所述CPU、路由表维护单元和所述接口模块通讯，用于缓存所述CPU处理完成的数据。
本发明提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述通信接口与配电网电源侧和用户侧传感器组成的局域网连接。
本发明提供的第三优选技术方案，其改进之处在于，所述输入输出模块包括输入单元和输出单元；
所述输入单元用于接收输入的数据并所述输入的数据发送至所述CPU模块；
所述输出单元用于接收所述CPU模块的遥控数据并向外发送。
本发明提供的第四优选技术方案，其改进之处在于，所述输入单元包括开关量输入子单元、模拟量输入子单元和A-D转换子单元；
所述开关量输入子单元用于接收遥信数据并输入所述CPU模块；
所述模拟量输入子单元用于接收遥测数据并输入所述A-D转换子单元；
所述A-D转换子单元用于将所述遥测数据转换成数字信号并输入所述CPU模块。
本发明提供的第五优选技术方案，其改进之处在于，所述终端还包括存储模块；
所述存储模块与所述CPU模块通讯。
一种配电终端的应用方法，其改进之处在于：
从配电线路采集数据；
将所述数据输入CPU模块进行处理；
所述CPU模块为处理后的数据分配地址，并根据所述地址确定所述数据是否需要转发；
当需要转发时，所述数据经过接口模块发送至指定目的。
本发明提供的第六优选技术方案，其改进之处在于，所述数据经过接口模块发送至指定目的前，还经过压缩、过滤和初始化缓存。
本发明提供的第七优选技术方案，其改进之处在于，所述数据经过初始化缓存后再通过所述接口模块的转发单元处理所述数据。
本发明提供的第八优选技术方案，其改进之处在于，
从配电网用户侧和电源侧采集业务数据；
将所述业务数据依次经过接口模块的通信接口和转发单元，通过所述转发单元进行处理后发送至CPU模块；
由所述CPU模块的路由表维护单元确定所述业务数据的转发路径，通过所述接口模块转发所述业务数据。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
1、本发明提供的配电终端具有路由功能，能够向指定目的转发采集到的数据，可以方便的扩展和兼容新业务。
2、本发明提供的具有路由功能的配电终端作为配电网电源侧和用户侧所承载业务的连接点，具有划分本地多个子网和流量控制的能力，根据各业务部门和管理部门的需要把不同的业务数据路由到不同的数据中心，从而进行优质的服务质量控制。
3、本发明提供的具有路由功能的配电终端的CPU模块具有强大的路由功能，模拟量输入的大量数据经过A-D转换之后不需要进过DSP芯片进行数据信号处理，直接由主CPU模块分配地址，从而实现路由转发功能。
4、本发明提供的配电终端不仅具备对本地配电数据采集和存储功能，作为配电网配电自动化接入层通信的网络接入点，同时可以作为配电网电源侧和用户侧传感器组成的局域网网关，可实现配电网末端和其他业务，如分布式能源发电、电动汽车、需求响应和高级量测等的通信
5、本发明提供的配电终端支持标准IP的路由及报文转发、配电主站的远程网络管理，有利于实现IPv6局域网的建立和管理。
附图说明
图1为本发明提供的一种配电终端的结构示意图；
图2为本发明提供的一种配电终端的详细结构示意图；
图3为本发明提供的一种配电终端的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
本发明提供的配电终端的结构示意图如图1所示，包括：CPU模块、输入输出模块和接口模块；
与接口模块通讯的CPU模块包括：CPU和路由表维护单元；
输入输出模块与CPU模块通讯，用于接收输入的数据，并输出遥控数据；
接口模块包括转发单元和通信接口；
CPU用于处理从输入输出模块接收的数据，并在需要转发数据时将处理完成的数据发送至接口模块；
路由表维护单元与接口模块通讯，用于维护路由信息；
转发单元用于处理需要转发的数据，并将需要转发的数据同过所述通信接口向外发送。
具体的，如图2所示，本发明提供的配电终端包括AC/DC的模拟量输入子单元、A-D转换子单元、DI开关量输入子单元、CPU、路由表维护单元、缓存单元、MCU、通信接口、遥控输出、FLASHRAM和RAM，其工作原理如图3所示。
其中，MCU为转发单元，具有独立数据传输通道表示和报文转发功能。MCU和通信接口构成接口模块。
FLASHRAM和RAM为存储模块，用于存储采集到的配电网数据。
路由表维护单元通过总线与各接口模块相连，负责路由维护信息。缓存单元与路由表维护单元相连，负责为每个接口模块分配存储空间。CPU、路由表维护单元和缓存单元构成CPU模块，与接口模块通讯。
模拟量输入子单元所采集到的配电网遥测数据，通过A-D转换子单元直接把电压和电流等数据传送至CPU，开关量输入子单元所采集到的配电网遥信数据，直接把开关位置信号、故障指示灯信号等数据传送至CPU。遥控输出为输出单元，用于从CPU模块接收遥控数据并对外发送。模拟量输入子单元、A-D转换子单元和开关量输入子单元构成输入单元，输入单元和输出单元构成输入输出模块。
配电终端的接口连接配电网电源侧和用户侧传感器组成的局域网，还连接至配电自动化主站和/或子站。其中，上行通信接口支持4G和以太网光口，通过配电自动化系统接入层通信连接配电自动化主站和/或子站，上行通信支持IPv4协议。下行通信接口支持4G、无线网络、以太网、光网等，同时兼容电力线载波、微功率无线等通信介质，提供IP化本地网络的建立和管理能力。具有路由功能的配电终端作为配电网电源侧和用户侧传感器组成的局域网的网关，具有路由、寻址等功能。其采用标准化的IP网元设计，具有划分本地多个子网和流量控制的能力，能在配电网电源侧支持高级配电运行、设备运行状态监测、高级资产管理、智能传感器等业务，同时在配电网用户侧支持智能电表、分布式电源、电动汽车、需求响应等业务的大量接入，并根据业务优先级进行服务质量控制。采集到的遥测、遥信和遥控数据通过发布/订阅的形式，通过配电终端根据业务部门、应用和管理部门的需求路由到不同的数据中心，而不需要把采集到的配电网信息通过DSP处理之后发送到配电主站，再由主站统一发送数据包到数据中心。该配电终端能够使配电网在电源侧和用户侧承载更多的业务，同时支持标准IP的路由及报文转发，下行通信支持IPv4/IPv6双栈协议，从而实现IPv6的局域网的建立和管理。
本发明还提供了一种配电终端的应用方法，该方法包括：
从配电线路采集数据；
将采集的数据输入CPU模块进行处理；
CPU模块为处理后的数据分配地址，并根据所述地址确定所述数据是否需要转发；
当需要转发时，该数据经过接口模块发送至指定目的。
具体的，该方法包括：
1、从配电线路采集数据；
2、将该数据输入CPU模块进行处理；
3、CPU模块为处理后的数据分配地址，路由表维护单元根据地址确定数据是否转发；
4、当需要转发时，数据经过压缩、过滤和初始化缓存，通过总线送至接口模块，经过接口模块的转发单元处理之后送到指定的通道。
该方法还包括：
采集配电网用户侧和电源侧的业务数据；
将业务数据依次经过接口模块的通信接口和转发单元，通过转发单元进行处理后发送至CPU模块；
CPU模块的路由表维护单元确定业务数据的转发路径，经过接口模块的转发单元处理之后送到指定的通道，从而实现数据路由转发功能。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种配电终端，其特征在于，该终端包括CPU模块、输入输出模块和接口模块；
与所述接口模块通讯的所述CPU模块包括：CPU和路由表维护单元；
所述输入输出模块与所述CPU模块通讯，用于接收输入的数据，并输出遥控数据；
所述接口模块包括转发单元和通信接口；
所述CPU用于处理从所述输入输出模块接收的数据，并在需要转发数据时将处理完成的数据发送至所述接口模块；
所述路由表维护单元与所述接口模块通讯，用于维护路由信息；
所述转发单元用于处理需要转发的数据，并将所述需要转发的数据同过所述通信接口向外发送。
2.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述CPU模块还包括缓存单元；
所述缓存单元分别与所述CPU、路由表维护单元和所述接口模块通讯，用于缓存所述CPU处理完成的数据。
3.如权利要求2所述的终端，其特征在于，所述通信接口与配电网电源侧和用户侧传感器组成的局域网连接。
4.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述输入输出模块包括输入单元和输出单元；
所述输入单元用于接收输入的数据并所述输入的数据发送至所述CPU模块；
所述输出单元用于接收所述CPU模块的遥控数据并向外发送。
5.如权利要求4所述的终端，其特征在于，所述输入单元包括开关量输入子单元、模拟量输入子单元和A-D转换子单元；
所述开关量输入子单元用于接收遥信数据并输入所述CPU模块；
所述模拟量输入子单元用于接收遥测数据并输入所述A-D转换子单元；
所述A-D转换子单元用于将所述遥测数据转换成数字信号并输入所述CPU模块。
6.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端还包括存储模块；
所述存储模块与所述CPU模块通讯。
7.一种配电终端的应用方法，其特征在于：
从配电线路采集数据；
将所述数据输入CPU模块进行处理；
所述CPU模块为处理后的数据分配地址，并根据所述地址确定所述数据是否需要转发；
当需要转发时，所述数据经过接口模块发送至指定目的。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述数据经过接口模块发送至指定目的前，还经过压缩、过滤和初始化缓存。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述数据经过初始化缓存后再通过所述接口模块的转发单元处理所述数据。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
从配电网用户侧和电源侧采集业务数据；
将所述业务数据依次经过接口模块的通信接口和转发单元，通过所述转发单元进行处理后发送至CPU模块；
所述CPU模块的路由表维护单元确定所述业务数据的转发路径，通过所述接口模块转发所述业务数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180921 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |