CN109361587B - 基于hsr环网和prp冗余网络的智能站站控层组网系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，包括间隔层设备与站控层设备，所述的间隔层包括测控PRP子网、保护PRP子网，站控层设备相继进行连接组成站控层HSR环网，所述的测控PRP子网与保护PRP子网接入站控层HSR环网。本发明提供的基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统通过监控主机汇集节点运行状态，形成网络通信节点状态实时监视。本发明提供的基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网方法的组网方法可以降低站控层网络上设备冗余报文处理占用的CPU资源，减少长距离网线布置，减少交换机，提高可靠性，网络结构清晰，设备明确，有利于现场运行维护。

Description

基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统与方法
技术领域
本发明涉及电力系统自动化领域，尤其涉及一种基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，还涉及一种基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网方法。
背景技术
近年来，智能变电站快速发展，为智能电网提供标准的、可靠的节点支撑。目前智能变电站中站控层网络采用双星型网络，双网冗余实现由冷备用方式和热备用方式两种，均有明显缺点。冷备用方式切换速度慢，且不能实现无缝切换，因为冷备用方式下双网同时只有一个链路存在连接和数据通信，设备在检测到链路中断后才会切到另外一个网上进行数据通信。热备用方式可实现快速切换并且切换过程信号不丢失，但是增加了设备的CPU负荷，因为双网报文冗余处理逻辑是由CPU判断应用层报文的数据编号的方式实现。另外一个缺点是双星型网络需要每个节点均接入到交换机网卡，需要使用的交换机数量较大。另外，目前没有好的方法实现通信节点状态监视。因此，本发明基于网络可靠性、组网方便性和经济性方面考虑，提出一种新的站控层组网方式。
高可用性无缝环网（HSR）和并行冗余协议组网（PRP）是基于双向并行冗余技术的网络典型应用。将HSR技术和PRP技术应用于智能变电站站控层组网，可以有效实现双网无缝冗余切换，减低设备CPU性能要求，有效提高站控层网络通信可靠性，保证可靠性的同时也大大减少交换机数量，降低组网成本。因此，提出一种采用HSR技术和PRP技术相结合的站控层组网技术，对智能站站控层的可靠性提升有重大意义。
发明内容
为了克服目前智能变电站中站控层采用双星型网络，双网冗余实现由冷备用方式和热备用方式两种，均有明显缺点的问题。本发明提出一种基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，本发明采用的技术方案是：
一种基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，包括间隔层设备与站控层设备，所述的间隔层包括测控PRP子网、保护PRP子网，站控层设备相继进行连接组成站控层HSR环网，所述的测控PRP子网与保护PRP子网接入站控层HSR环网。
本发明提供的基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，间隔层设备采用PRP技术组网，站内所有测控装置接入一个PRP冗余网络（称为测控PRP子网），所有保护装置接入一个PRP冗余网络（称为保护PRP子网），站控层设备同时接入两个PRP子网。单个网络故障不影响网络节点的正常通通信，且星型网络传输时延小，结构简单，可以有效保证站控层网络通信的可靠性。
优选的，所述的测控PRP子网和保护PRP子网分别通过2个RedBox接入到站控层HSR环网，结合HSR网络和PRP网络的优点，减少长距离连接网线，简化网络结构。
优选的，所述的测控PRP子网由全站所有测控装置的双连接分别连接到两个局域网构成，保护PRP子网由全站所有测控装置的双连接节点连接到两个局域网构成。若源节点将同一个数据帧发送到两个局域网中，目标节点一段时间后从两个局域网分别收到这个帧数据，选取第一个到达的帧，丢弃后到的复制数据帧。
优选的，所述的局域网相互独立，并联运行。
优选的，所述的PRP冗余网络中的数字信号采用IEC62439格式进行转发。
优选的，所述的站控层设备包括监控主机，所述的监控主机汇总所有节点通信监视报文，形成全网通信节点状态监视列表。监控主机可直观的展示每个节点的存活状态，错误报文统计，MAC地址等信息，对网络异常产生告警，实现全网的实时监视和管理。
本发明还涉及一种基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网方法，具体包括如下步骤：
S10：按照设备进行分类，全站所有测控装置接入一个测控PRP子网，所有保护装置接入一个保护PRP子网；
S20：测控PRP子网和保护PRP子网通过RedBox接入到站控层HSR环网；
S30：HSR网络节点和PRP网络节点均网络节点监视报文，在监控主机上汇总所有节点通信监视报文，形成全网通信节点状态监视列表。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供的基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统通过监控主机汇集节点运行状态，形成网络通信节点状态实时监视。本发明提供的基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网方法的组网方法可以降低站控层网络上设备冗余报文处理占用的CPU资源，减少长距离网线布置，减少交换机，提高可靠性，网络结构清晰，设备明确，有利于现场运行维护。
附图说明
图1为站控层HSR环网和间隔层设备的PRP双网结构图；
图2为间隔层PRP双网结构图；
图3为站控层HSR双向环网结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1，如图1至2所示，一种基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，包括间隔层设备与站控层设备，所述的间隔层包括测控PRP子网、保护PRP子网，站控层设备相继进行连接组成站控层HSR环网，所述的测控PRP子网与保护PRP子网接入站控层HSR环网。
本发明提供的基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，间隔层设备采用PRP技术组网，站内所有测控装置接入一个PRP冗余网络（称为测控PRP子网），所有保护装置接入一个PRP冗余网络（称为保护PRP子网），站控层设备同时接入两个PRP子网。单个网络故障不影响网络节点的正常通通信，且星型网络传输时延小，结构简单，可以有效保证站控层网络通信的可靠性。
实施例2
本实施例提供的基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统中，测控PRP子网和保护PRP子网分别通过2个RedBox接入到站控层HSR环网，结合HSR网络和PRP网络的优点，减少长距离连接网线，简化网络结构。
其中测控PRP子网由全站所有测控装置的双连接分别连接到两个局域网构成，保护PRP子网由全站所有测控装置的双连接节点连接到两个局域网构成。若源节点将同一个数据帧发送到两个局域网中，目标节点一段时间后从两个局域网分别收到这个帧数据，选取第一个到达的帧，丢弃后到的复制数据帧。所述的局域网相互独立，并联运行。所述的PRP冗余网络中的数字信号采用IEC62439格式进行转发。
当某一节点向系统发送广播、组播或点对点报文时，在PRP网络中，双连接节点（DANP）被连接到两个拓扑相似的的独立的局域网，命名为LAN_A和LAN_B，这两个局域网是并行运行的。 源节点将同一个数据帧发送到两个局域网中，目标节点一段时间后从两个局域网分别收到这个帧数据，选取第一个到达的帧，丢弃后到的复制数据帧。
其中，所述的站控层设备包括监控主机，所述的监控主机汇总所有节点通信监视报文，形成全网通信节点状态监视列表。监控主机可直观的展示每个节点的存活状态，错误报文统计，MAC地址等信息，对网络异常产生告警，实现全网的实时监视和管理。
实施例3
本发明还涉及一种基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网方法，具体包括如下步骤：
S10：按照设备进行分类，全站所有测控装置接入一个测控PRP子网，所有保护装置接入一个保护PRP子网；
S20：测控PRP子网和保护PRP子网通过RedBox接入到站控层HSR环网；
S30：HSR网络节点和PRP网络节点均网络节点监视报文，在监控主机上汇总所有节点通信监视报文，形成全网通信节点状态监视列表。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，其特征在于，包括间隔层设备与站控层设备，所述的间隔层包括测控PRP子网、保护PRP子网，站控层设备相继进行连接组成站控层HSR环网，所述的测控PRP子网与保护PRP子网接入站控层HSR环网。
2.根据权利要求1所述的基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，其特征在于，所述的测控PRP子网和保护PRP子网分别通过2个RedBox接入到站控层HSR环网。
3.根据权利要求1所述的基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，其特征在于，所述的测控PRP子网由全站所有测控装置的双连接分别连接到两个局域网构成，保护PRP子网由全站所有测控装置的双连接节点连接到两个局域网构成。
4.根据权利要求3所述的基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，其特征在于，所述的局域网相互独立，并联运行。
5.根据权利要求1所述的基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，其特征在于，所述的PRP冗余网络中的数字信号采用IEC62439进行转发。
6.根据权利要求3所述的基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网系统，其特征在于，所述的站控层设备包括监控主机，所述的监控主机汇总所有节点通信监视报文，形成全网通信节点状态监视列表。
7.一种基于HSR环网和PRP冗余网络的智能站站控层组网方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S10：按照设备进行分类，全站所有测控装置接入一个测控PRP子网，所有保护装置接入一个保护PRP子网；
S20：测控PRP子网和保护PRP子网通过RedBox接入到站控层HSR环网；
S30：PRP网络节点产生网络节点监视报文，在站控层HSR环网上汇总所有节点通信监视报文，形成全网通信节点状态监视列表。
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