CN110290519A - 配电网pmu的数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种配电网PMU的数据传输方法，该方法包括：配电网PMU在确定与配电网监视主站建立链接之后，控制应用层获取待发送的第一数据形成待发送报文，并将其发送至第一加密解密装置，以使第一加密解密装置将对待发送报文进行加密处理得到加密报文返回至应用层；控制应用层将根据加密报文形成的第一报文发送至驱动层；控制驱动层将第一报文发送至无线收发模块，以使无线收发模块将第一报文发送至电力调动数据无线局域网，使得配电网监视主站能够从电力调动数据无线局域网中获取第一报文、解密获得第一数据。本公开实施例所提供方法，在保证配电网PMU与配电网监视主站进行无线通信的同时，保证了数据传输的安全可靠性。

Description

配电网PMU的数据传输方法

技术领域

本公开涉及电力技术领域，尤其涉及一种配电网PMU的数据传输方法。

背景技术

同步相量测量装置(PMU：phasor measurement unit)是利用全球定位系统(GPS)秒脉冲作为同步时钟构成的相量测量单元。可用于电力系统的动态监测、系统保护和系统分析和预测等领域.是保障电网安全运行的重要设备。

相关技术中，将针对配电网强瞬变、高噪声、富含间谐波、通信薄弱等特征，攻克配电网高精度同步相量测量的技术难点，解决大规模分布式电源、电动汽车接入以及用户与电网供需互动条件下同步相量测量的准确性问题，为配电网可观可控提供精确量测，自主可控的配电网同步相量测量装置(简称配电网PMU、配网PMU)已成为热点。然而，配网PMU分布范围散，大部分监测点不具有有线通信条件或者有线通信建设成本高，如何解决配网PMU的通信问题，保证配电网监视主站(也称配网监视管理主站)对配网PMU的可观可测是亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种配电网PMU的数据传输方法。

根据本公开的一方面，提供了一种配电网PMU的数据传输方法，应用于配电网PMU侧的处理器中，所述方法包括：

在确定与配电网监视主站建立链接之后，控制应用层获取待发送的第一数据，形成待发送报文；

控制所述应用层将所述待发送报文发送至第一加密解密装置，以使所述第一加密解密装置将对所述待发送报文进行加密处理得到加密报文返回至所述应用层；

控制所述应用层根据接收到的所述加密报文，形成第一报文，并将所述第一报文发送至驱动层；

控制所述驱动层将所述第一报文发送至无线收发模块，以使所述无线收发模块将所述第一报文发送至电力调动数据无线局域网，使得所述配电网监视主站能够从所述电力调动数据无线局域网中获取所述第一报文，并解密所述第一报文获得所述第一数据。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

控制所述驱动层检测所述无线收发模块从所述电力调动数据无线局域网接收的数据中是否存在针对所述第一报文的第一响应报文；

在确定接收到所述第一响应报文时，控制所述驱动层将所述第一响应报文发送至所述应用层，以使所述应用层在接收到所述第一响应报文后退出当前报文发送模式，

其中，所述当前报文发送模式包括重发模式或等待发送模式。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

控制所述驱动层在接收到所述第一报文后，向所述应用层发送确认ACK，以使所述应用层根据所述确认ACK确定所述第一报文已被所述驱动层接收。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

控制所述驱动层检测所述无线收发模块接收的数据中是否存在建立链接请求，所述建立链接请求是所述配电网监视主站发送的；

在确定接收到所述建立链接请求时，控制所述第一加密解密装置对所述建立链接请求进行解密，得到解密后的建立链接请求；

根据所述解密后的建立链接请求，与所述配电网监视主站建立链接。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，在确定接收到所述建立链接请求时，控制所述第一加密解密装置对所述建立链接请求进行解密，得到解密后的建立链接请求，包括：

控制所述应用层对所述建立链接请求进行拆解，得到待解密建立链接请求；

将所述待解密建立链接请求发送至所述第一加密解密装置，以使所述第一加密解密装置将对所述待解密建立链接请求解密得到的解密后的建立链接请求发送至所述应用层；

控制所述应用层接收所述解密后的建立链接请求。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，控制所述应用层根据接收到的所述加密报文，形成第一报文，并将所述第一报文下发至驱动层，包括：

控制所述应用层基于send标准将所述第一报文下发至驱动层。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，控制所述无线收发模块将所述第一报文发送至电力调动数据无线局域网，包括：

控制所述无线收发模块，通过无线接口将所述第一报文发送至所述电力调动数据无线局域网。

根据本公开的另一方面，提供了一种配电网PMU的数据传输方法，应用于与配电网PMU进行通信的配电网监视主站侧的处理器中，所述方法包括：

检测无线收发机从电力调动数据无线局域网接收的数据中是否存在配电网PMU发送的第一报文；

在存在所述第一报文时，获取所述第一报文，并将所述第一报文发送至第二加密解密装置，以使所述第二加密解密装置将对所述第一报文进行解密得到解密后第一报文；

对所述解密后第一报文进行解析，获得所述解密后第一报文中的第一数据。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

在接收到所述第一报文后，生成针对所述第一报文的第一响应报文；

将所述第一响应报文发送至所述无线收发机，以使所述无线收发机将所述第一响应报文发送至所述电力调动数据无线局域网，使得所述配电网PMU能够从所述电力调动数据无线局域网中获取所述第一响应报文，并根据所述第一响应报文确定所述配电网监视主站已接收到所述第一报文。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

生成用于与所述配电网PMU建立链接的待加密的建立链接请求；

将所述待加密的建立链接请求发送至第二加密解密装置，以使所述第二加密解密装置将对所述待加密的建立链接请求进行加密，得到建立链接请求；

获取并将所述建立链接请求发送至所述无线收发机，以使所述无线收发机将所述建立链接请求发送至所述电力调动数据无线局域网，使得所述配电网PMU能够从所述电力调动数据无线局域网中获取所述建立链接请求，并根据所述建立链接请求与所述配电网监视主站建立链接。

本公开实施例所提供的配电网PMU的数据传输方法，配电网PMU与配电网监视主站进行通信的过程中，所有交互数据均在发送端进行了加密，在接收端进行解密，保证了数据的安全可靠性。且加密解密均采用外置的专用加密解密装置，加密可靠性进一步提高，并且在加密算法调整时可保证装置的独立性。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出根据本公开一实施例的配电网PMU的数据传输方法的流程图。

图2示出根据本公开一实施例的配电网PMU的数据传输方法的流程图。

图3a、图3b示出根据本公开一实施例的配电网PMU的数据传输方法应用场景示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开一实施例的配电网PMU的数据传输方法的流程图。如图1所示，该方法应用于配电网PMU，可以应用于配电网PMU的处理器等装置中。该方法包括步骤S11至步骤S14。

在步骤S11中，在确定与配电网监视主站建立链接之后，控制应用层获取待发送的第一数据，形成待发送报文。

在步骤S12中，控制应用层将待发送报文发送至第一加密解密装置，以使第一加密解密装置将对待发送报文进行加密处理得到加密报文返回至应用层。

在步骤S13中，控制应用层根据接收到的加密报文，形成第一报文，并将第一报文发送至驱动层。

在步骤S14中，控制驱动层将第一报文发送至无线收发模块，以使无线收发模块将第一报文发送至电力调动数据无线局域网，使得配电网监视主站能够从电力调动数据无线局域网中获取第一报文，并解密第一报文获得第一数据。

在本实施例中，第一加密解密装置可以是外置的专用装置，可以提高数据传输过程中数据加密解密的可靠性，并且，加密解密过程在外置的第一加密解密装置中实现，可以保证装置以及所用加密算法的独立性，进一步提高数据传输的可靠性。

在本实施例中，配电网PMU所用处理器可以是双核处理器，例如，Xilinx的Zynq系列芯片，该芯片为RAM架构，其中的ARM0用于实现数据采集及对时功能，ARM1用于加载如Linux等操作系统完成通信功能。配电网PMU所用处理器也可以是单核处理器，本公开对此不作限制。

在本实施例中，配电网PMU侧可以包括处理器、第一加密解密装置和无线收发模块。其中，处理器和第一加密解密装置之间通过SPI((SerialPeripheral Interface，串行外设接口))接口相连接。无线收发模块可以通过串口与处理器相连，且其可以采用4G等通信模块进行通信。无线收发模块可以不断从电力调动数据无线局域网中接收数据，并将接收到的数据进行缓冲，以便于驱动层对缓冲的数据进行查询、获取缓冲的数据。

在一种可能的实现方式中，该方法还可以包括：

控制驱动层检测无线收发模块从电力调动数据无线局域网接收的数据中是否存在针对第一报文的第一响应报文；

在确定接收到第一响应报文时，控制驱动层将第一响应报文发送至应用层，以使应用层在接收到第一响应报文后退出当前报文发送模式，

其中，当前报文发送模式包括重发模式或等待发送模式。

在该实现方式中，重发模式可以是指处理器处于能够再次重发之前发出的带有第一数据的第一报文的状态。处理器在重发模式下，若在无法确定配电网监视主站是否接收到第一报文时，处理器可以在前次发出第一报文之后再次发出第一报文。等待发送模式可以是指处理器处于能够随时进行数据发送的状态，处理器在该状态下，可以根据接收到的数据发送指示，继续进行数据发送。

在该实现方式中，处理器在确定接收到第一响应报文之后，可以根据第一响应报文确定配电网监视主站已经成功接收到第一报文，进而进行响应的处理。

在一种可能的实现方式中，该方法还可以包括：控制驱动层在接收到第一报文后，向应用层发送确认ACK，以使应用层根据确认ACK确定第一报文已被驱动层接收。

在该实现方式中，ACK(Acknowledgement)即是确认字符，在数据通信中，接收站发给发送站的一种传输类控制字符，表示发来的数据已确认接收无误。在确定应用层接收到确认ACK之后，便可以确定驱动层已经接收到第一报文。若应用层没有接收到确认ACK，可以认为驱动层没有接收到第一报文，可以再次向驱动层发送第一报文。这样，可以保证第一报文的发送的可靠性。

在一种可能的实现方式中，该方法还可以包括：

控制驱动层检测无线收发模块接收的数据中是否存在建立链接请求，建立链接请求是配电网监视主站发送的；

在确定接收到建立链接请求时，控制第一加密解密装置对建立链接请求进行解密，得到解密后的建立链接请求；

根据解密后的建立链接请求，与配电网监视主站建立链接。

在该实现方式中，在配电网PMU侧上电之后，可以控制无线收发模块从电力调动数据无线局域网中进行数据接收，获取配电网监视主站等发送站向配电网PMU侧发送的数据、请求等。

在一种可能的实现方式中，在确定接收到建立链接请求时，控制第一加密解密装置对建立链接请求进行解密，得到解密后的建立链接请求，可以包括：

控制应用层对建立链接请求进行拆解，得到待解密建立链接请求；

将待解密建立链接请求发送至第一加密解密装置，以使第一加密解密装置将对待解密建立链接请求解密得到的解密后的建立链接请求发送至应用层；

控制应用层接收解密后的建立链接请求。

在该实现方式中，应用层可以将建立链接请求中未被加密的如网络层报头等部分剥除，以获得待解密建立链接请求。

在一种可能的实现方式中，控制应用层根据接收到的加密报文，形成第一报文，并将第一报文下发至驱动层，可以包括：

控制应用层基于send标准将第一报文下发至驱动层。

在该实现方式中，还可以基于其他适用于已确定接收端的标准，本公开对此不作限制。

在一种可能的实现方式中，控制无线收发模块将第一报文发送至电力调动数据无线局域网，可以包括：

控制无线收发模块，通过无线接口将第一报文发送至电力调动数据无线局域网。

在该实现方式中，无线收发模块可以通过无线接口接入到电力调动数据无线局域网中，进入电力调动数据无线局域网的空中网络接口，进行第一报文的发送。这样，通过无线接口接入电力调度数据无线局域网，电力调动数据无线局域网的物理隔离也保证了数据传输的可靠性。

在一种可能的实现方式中，还可以将无线接口作为调试口，可以把无线数据镜像转出，解决了无线调试的难题。还可以将无线接口作为通信口备用，在需要进行有线通信时进行使用，满足有线通信需求。

在本实施例中，配电网PMU还可以通过有线通信方式与配电网监视主站进行通信。

本公开实施例所提供的配电网PMU的数据传输方法，配电网PMU与配电网监视主站进行通信的过程中，所有交互数据均在发送端进行了加密，在接收端进行解密，保证了数据的安全可靠性。且加密解密均采用外置的专用加密解密装置，加密可靠性进一步提高，并且在加密算法调整时可保证装置的独立性。

图2示出根据本公开一实施例的配电网PMU的数据传输方法的流程图。如图2所示，该方法应用于与配电网PMU进行通信的配电网监视主站侧的处理器中。该方法包括步骤S21至步骤S23。

在步骤S21中，检测无线收发机从电力调动数据无线局域网接收的数据中是否存在配电网PMU发送的第一报文；

在步骤S22中，在存在第一报文时，获取第一报文，并将第一报文发送至第二加密解密装置，以使第二加密解密装置将对第一报文进行解密得到解密后第一报文；

在步骤S23中，对解密后第一报文进行解析，获得解密后第一报文中的第一数据。

在本实施例中，配电网监视主站一侧可以包括处理器、无线收发机和第二加密解密装置。其中，第二加密解密装置与配电网PMU一侧中的第一加密解密装置可以配合使用，二者采用相同的加密解密算法对数据进行加密、解密。无线收发机可以接入电力调动数据无线局域网，用于将数据发送至电力调动数据无线局域网、或从电力调动数据无线局域网中接收数据。

本公开实施例所提供的配电网PMU的数据传输方法，配电网监视主站与配电网PMU进行通信的过程中，所有交互数据均在发送端进行了加密，在接收端进行解密，保证了数据的安全可靠性。且加密解密均采用外置的专用加密解密装置，加密可靠性进一步提高，并且在加密算法调整时可保证装置的独立性。

在一种可能的实现方式中，该方法还可以包括：

在接收到第一报文后，生成针对第一报文的第一响应报文；

将第一响应报文发送至无线收发机，以使无线收发机将第一响应报文发送至电力调动数据无线局域网，使得配电网PMU能够从电力调动数据无线局域网中获取第一响应报文，并根据第一响应报文确定配电网监视主站已接收到第一报文。

通过上述方式，可以保证数据传输的可靠性，避免出现数据漏传、错传等情况的发生。

在一种可能的实现方式中，该方法还可以包括：生成用于与配电网PMU建立链接的待加密的建立链接请求；

将待加密的建立链接请求发送至第二加密解密装置，以使第二加密解密装置将对待加密的建立链接请求进行加密，得到建立链接请求；

获取并将建立链接请求发送至无线收发机，以使无线收发机将建立链接请求发送至电力调动数据无线局域网，使得配电网PMU能够从电力调动数据无线局域网中获取建立链接请求，并根据建立链接请求与配电网监视主站建立链接。

图3a、图3b示出根据本公开一实施例的配电网PMU的数据传输方法应用场景示意图。如图3a、图3b所示，在配电网PMU一侧包括配电网PMU处理器、第一加密解密装置和无线模收发模块，无线模收发模块通过无线接口接入电力调度数据无线局域网。在配电网监视主站(以下简称主站)一侧包括主站处理器、第二加密解密装置和无线收发机。

在配电网PMU上电后，建立侦听端口，收到主站建立链接请求后建立链接，包括：主站产生待加密的建立链接请求，经过第二加密解密装置加密后得到建立链接请求，而后控制无线收发机将建立链接请求输出至电力调度数据无线局域网。链接请求数据进入电力调度数据无线局域网之后，配电网PMU侧的无线收发模块收到数据后将数据缓冲，等待驱动查询。配电网PMU处理器的驱动层查询到有数据接收后将数据通过串口由无线收发模块搬入配电网PMU处理器，配电网PMU处理器将建立链接请求的网络层剥除，此时数据是密文(也即待解密建立链接请求)，配电网PMU处理器应用层无法直接解析。配电网PMU处理器应用层将密文输出到第一加密解密装置启用SPI接收进程，第一加密解密装置完成密文解析后将明文(也即解密后的建立链接请求)返回配电网PMU处理器，此时配电网PMU处理器依据报文类型处理。需要说明的是，主站在向配电网PMU发送其他数据时，其发送过程与建立链接请求的发送过程相似，此处不再赘述。

当配电网PMU处理器准备发送带有第一数据的待发送报文时，应用层先把待发送报文发送到第一加密解密装置进行加密，加密后的加密报文返回到应用层，应用层根据加密报文形成第一报文并调用标准的send标准将其发送至驱动层。驱动层获取第一报文后后通过串口输出到无线收发模块，并且，在成功接收到第一报文之后向应用程发送确认ACK，以使得应用层可以根据确认ACK确定第一报文已被驱动层接收。无线收发模块将第一报文发送至电力调度数据无线局域网。无线收发机从电力调度数据无线局域网接收第一报文，主站处理器获取第一报文，并将第一报文发送至第二加密解密装置，第二加密解密装置对第一报文解密后向主站处理器返回解密后第一报文，主站处理器对解密后第一报文进行解析，获得第一数据。并且，主站处理器在接收到第一报文之后，通过无线收发机返回针对第一报文的第一响应报文，以使得配电网PMU处理器在接收到第一响应报文后确定第一报文已经被主站接收，并退出重发模式或等待发送模式。

需要说明的是，尽管以上述实施例作为示例介绍了配电网PMU的数据传输方法如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各步骤，只要符合本公开的技术方案即可。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种配电网PMU的数据传输方法，其特征在于，应用于配电网PMU侧的处理器中，所述方法包括：

在确定与配电网监视主站建立链接之后，控制应用层获取待发送的第一数据，形成待发送报文；

控制所述应用层将所述待发送报文发送至第一加密解密装置，以使所述第一加密解密装置将对所述待发送报文进行加密处理得到加密报文返回至所述应用层；

控制所述应用层根据接收到的所述加密报文，形成第一报文，并将所述第一报文发送至驱动层；

控制所述驱动层将所述第一报文发送至无线收发模块，以使所述无线收发模块将所述第一报文发送至电力调动数据无线局域网，使得所述配电网监视主站能够从所述电力调动数据无线局域网中获取所述第一报文，并解密所述第一报文获得所述第一数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制所述驱动层检测所述无线收发模块从所述电力调动数据无线局域网接收的数据中是否存在针对所述第一报文的第一响应报文；

在确定接收到所述第一响应报文时，控制所述驱动层将所述第一响应报文发送至所述应用层，以使所述应用层在接收到所述第一响应报文后退出当前报文发送模式，

其中，所述当前报文发送模式包括重发模式或等待发送模式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制所述驱动层在接收到所述第一报文后，向所述应用层发送确认ACK，以使所述应用层根据所述确认ACK确定所述第一报文已被所述驱动层接收。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制所述驱动层检测所述无线收发模块接收的数据中是否存在建立链接请求，所述建立链接请求是所述配电网监视主站发送的；

在确定接收到所述建立链接请求时，控制所述第一加密解密装置对所述建立链接请求进行解密，得到解密后的建立链接请求；

根据所述解密后的建立链接请求，与所述配电网监视主站建立链接。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在确定接收到所述建立链接请求时，控制所述第一加密解密装置对所述建立链接请求进行解密，得到解密后的建立链接请求，包括：

控制所述应用层对所述建立链接请求进行拆解，得到待解密建立链接请求；

将所述待解密建立链接请求发送至所述第一加密解密装置，以使所述第一加密解密装置将对所述待解密建立链接请求解密得到的解密后的建立链接请求发送至所述应用层；

控制所述应用层接收所述解密后的建立链接请求。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述应用层根据接收到的所述加密报文，形成第一报文，并将所述第一报文下发至驱动层，包括：

控制所述应用层基于send标准将所述第一报文下发至驱动层。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述无线收发模块将所述第一报文发送至电力调动数据无线局域网，包括：

控制所述无线收发模块，通过无线接口将所述第一报文发送至所述电力调动数据无线局域网。

8.一种配电网PMU的数据传输方法，其特征在于，应用于与配电网PMU进行通信的配电网监视主站侧的处理器中，所述方法包括：

检测无线收发机从电力调动数据无线局域网接收的数据中是否存在配电网PMU发送的第一报文；

在存在所述第一报文时，获取所述第一报文，并将所述第一报文发送至第二加密解密装置，以使所述第二加密解密装置将对所述第一报文进行解密得到解密后第一报文；

对所述解密后第一报文进行解析，获得所述解密后第一报文中的第一数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到所述第一报文后，生成针对所述第一报文的第一响应报文；

将所述第一响应报文发送至所述无线收发机，以使所述无线收发机将所述第一响应报文发送至所述电力调动数据无线局域网，使得所述配电网PMU能够从所述电力调动数据无线局域网中获取所述第一响应报文，并根据所述第一响应报文确定所述配电网监视主站已接收到所述第一报文。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

生成用于与所述配电网PMU建立链接的待加密的建立链接请求；

将所述待加密的建立链接请求发送至第二加密解密装置，以使所述第二加密解密装置将对所述待加密的建立链接请求进行加密，得到建立链接请求；

获取并将所述建立链接请求发送至所述无线收发机，以使所述无线收发机将所述建立链接请求发送至所述电力调动数据无线局域网，使得所述配电网PMU能够从所述电力调动数据无线局域网中获取所述建立链接请求，并根据所述建立链接请求与所述配电网监视主站建立链接。