CN110809049A - 一种数据上传、指令下发、智能组网方法和智能组网装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据上传、指令下发、智能组网方法和智能组网装置，以提高组网的稳定性。该数据上传方法应用于智能组网装置，虚拟电厂中的多个终端设备通过所述智能组网装置连接到虚拟电厂的控制中心，该数据上传方法包括：利用终端设备本地的网络资源采集本终端设备的数据，每个终端设备本地的网络资源都包括主用网络资源和备用网络资源；采用控制中心支持的通信协议对所述数据进行封装建模后，利用互联网发送给所述控制中心。

Description

一种数据上传、指令下发、智能组网方法和智能组网装置

技术领域

本发明涉及虚拟电厂技术领域，更具体地说，涉及一种数据上传、指令下发、智能组网方法和智能组网装置。

背景技术

虚拟电厂技术，是将电源、可控负荷和储能系统有机结合，通过虚拟电厂的控制中心，合并作为一个特别整体参与电网运行。例如，某虚拟电厂中包含光伏逆变器、储能逆变器、风能逆变器、火电机组等用于发电/储能的终端设备，还包括电表、水表、气表、温度传感器等用于现场测量的终端设备；各个终端设备都要连接到虚拟电厂的控制中心，由该控制中心进行统一调度管理。

为避免虚拟电厂中个别终端设备所在位置区域的网络发生故障而导致虚拟电厂局部瘫痪，有必要提高虚拟电厂组网的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种数据上传、指令下发、智能组网方法和智能组网装置，以提高虚拟电厂组网的稳定性。

一种数据上传方法，应用于智能组网装置，虚拟电厂中的多个终端设备通过所述智能组网装置连接到虚拟电厂的控制中心，所述数据上传方法包括：

利用终端设备本地的网络资源采集本终端设备的数据，每个终端设备本地的网络资源都包括主用网络资源和备用网络资源；

采用控制中心支持的通信协议对所述数据进行封装建模后，利用互联网发送给所述控制中心。

可选的，所述采用控制中心支持的通信协议对所述数据进行封装建模后，利用互联网发送给所述控制中心，包括：

采用主用通信协议对所述数据进行封装建模，利用互联网发送给所述控制中心后，若超过一定时间仍未收到所述控制中心成功接收数据的回复，则切换为备用通信协议对所述数据进行封装建模，利用互联网发送给所述控制中心。

可选的，所述智能组网装置支持多种备用通信协议，各备用通信协议之间设有优先级。

可选的，当终端设备在虚拟电厂中用于储能或发电时，本终端设备的主用网络资源和备用网络资源均为有线网络资源；

当终端设备在虚拟电厂中用于现场测量时，本终端设备的主用网络资源和备用网络资源均为有线网络资源，或者均为无线网络资源，或者为有线网络资源与无线网络资源的组合；

所述智能组网装置本地的网络资源包含其下属所有终端设备本地的网络资源。

一种指令下发方法，应用于智能组网装置，虚拟电厂中的多个终端设备通过所述智能组网装置连接到虚拟电厂的控制中心，所述指令下发方法包括：

通过互联网接收控制中心下发的控制指令；

利用终端设备本地的网络资源，将所述控制指令下发给本终端设备；每个终端设备本地的网络资源都包括主用网络资源和备用网络资源。

可选的，在上述公开的任一种数据上传方法或上述公开的指令下发方法中，终端设备本地设有多个备用网络资源，各备用网络资源之间设有优先级。

一种智能组网方法，包括：上述公开的任一种数据上传方法，以及上述公开的任一种指令下发方法。

一种智能组网装置，虚拟电厂中的多个终端设备通过所述智能组网装置连接到虚拟电厂的控制中心，所述智能组网装置包括采集控制单元和数据转发单元，其中：

所述采集控制单元，用于利用终端设备本地的网络资源，采集本终端设备的数据以及将控制指令下发给终端设备；每个终端设备本地的网络资源都包括主用网络资源和备用网络资源；

所述数据转发单元，用于采用控制中心支持的通信协议对所述数据进行封装建模后，利用互联网发送给所述控制中心，以及通过互联网接收控制中心下发的所述控制指令。

可选的，所述数据转发单元采用主用通信协议对所述数据进行封装建模，利用互联网发送给所述控制中心后，若超过一定时间仍未收到所述控制中心成功接收数据的回复，则切换为备用通信协议对所述数据进行封装建模，利用互联网发送给所述控制中心。

可选的，当终端设备为在虚拟电厂中用于储能或发电的终端设备时，其中任意一个终端设备的主用网络资源和备用网络资源均为有线网络资源；

当终端设备为在虚拟电厂中用于现场测量的终端设备时，其中任意一个终端设备的主用网络资源和备用网络资源均为有线网络资源，或者均为无线网络资源，或者为有线网络资源与无线网络资源的组合；

所述智能组网装置本地的网络资源包含其下属所有终端设备本地的网络资源。

从上述的技术方案可以看出，本发明为虚拟电厂中的多个终端设备都内置了备用网络资源，以便于终端设备所在位置区域的网络出现故障时及时建立新的网络连接，提高了虚拟电厂组网的稳定性。而且，由于本发明并不要求所有终端设备必须使用同一种网络资源，所以也实现了虚拟电厂内部网络部署的灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种数据上传方法流程图；

图2为本发明实施例公开的某现场设备进行数据上传的所有可选择的路径示意图；

图3为本发明实施例公开的一种虚拟电厂结构示意图；

图4为本发明实施例公开的一种指令下发方法流程图；

图5为本发明实施例公开的一种智能组网装置结构示意图。

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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明实施例公开了一种数据上传方法，应用于智能组网装置，虚拟电厂中的多个终端设备通过所述智能组网装置连接到虚拟电厂的控制中心，提高了终端设备数据上传的可靠性，进而提高了虚拟电厂组网的稳定性。所述智能组网方法如图1所示，具体包括如下步骤：

步骤S11：利用终端设备本地的网络资源采集本终端设备的数据，每个终端设备本地的网络资源都包括主用网络资源和备用网络资源。

具体的，本发明实施例为虚拟电厂中的多个终端设备都内置了至少两种通信模块，一种作为主用通信模块，其余作为备用通信模块，以便于出现通信故障时及时建立新的通信连接。在一种实施方式中，所述至少两种通信模块可以从有线网卡模块、WIFI模块、NB-IOT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)模块、ZigBee(紫蜂)模块、Lora模块和4G模块中进行选取。每一种通信模块就是一种网络资源。

不同终端设备内置的通信模块组合可以相同也可以不同，而智能组网装置内置有其下属所有终端设备内置的通信模块。比如说，控制中心下属有终端设备1、终端设备2、终端设备3共三个终端设备，终端设备1内置有线网卡模块和WIFI模块两种通信模块，终端设备2内置有线网卡模块和4G模块两种通信模块，终端设备3内置有线网卡模块和WIFI模块两种通信模块，则：终端设备1与终端设备3内置的通信模块组合相同，终端设备2与终端设备1(或终端设备3)内置的通信模块组合不同，智能组网装置至少内置有有线网卡模块、WIFI模块和4G模块三种通信模块，这样对于每个终端设备，智能组网装置才能在该终端设备本地的主用网络资源故障时，切换到备用网络资源采集该终端设备的数据。

如果终端设备本地有多个备用网络资源，则各备用网络资源之间设有优先级，当该终端设备本地的主用网络资源故障时，优先级最高的备用网络资源作为新的主用网络资源，以此类推。

可选的，当当前主用的网络资源故障时，发出报警提示。报警提示可通过短信的形式告知运维人员或客户，但并不局限。可选的，当同一终端设备多次发生当前主用的网络资源故障时，后一次发出的报警提示的报警级别要高于前一次。比如说，终端设备2默认以有线网卡模块作为主用网络资源，以4G模块作为备用网络资源，那么当有线网卡模块故障时，发出一般告警提示，之后切换4G模块作为新的主用网络资源，当4G模块也发生故障时，发出严重告警提示。

可选的，当终端设备具有多个备用网路资源时，推荐采用有线+无线组合方式，设置一种备用网络资源为有线网络资源，其余备用网络资源为无线网络资源，进一步保证组网的可靠性。

步骤S12：采用控制中心支持的通信协议对所述数据进行封装建模后，利用互联网发送给所述控制中心。

具体的，智能组网装置可采用有线网卡模块、WIFI模块、NB-IOT模块或4G模块接入互联网从而连接到所述控制中心。智能组网装置对终端设备的数据进行封装建模时，需要采用控制中心支持的通信协议，否则所述控制中心无法成功接收数据。

控制中心通常支持多种通信协议，例如UDP通信协议、TCP/IP通信协议和MQTT通信协议等，但控制中心支持的通信协议可能因某些原因而发生变动，若智能组网装置总是以固定一种通信协议对数据进行封装建模，则有可能发生控制中心无法成功接收数据的情况，影响虚拟电厂组网的稳定性。因此，本发明实施例设计所述智能组网装置支持主用通信协议和备用通信协议，所述智能组网装置采用主用通信协议对所述数据进行封装建模，利用互联网发送给所述控制中心后，若超过一定时间仍未收到控制中心成功接收数据的回复，则切换为备用通信协议对所述数据进行封装建模，利用互联网发送给所述控制中心，以提高虚拟电厂组网的稳定性。

可选的，智能组网装置支持多种备用通信协议时，各备用通信协议之间设有优先级，当智能组网装置的主用通信协议不可用时，优先级最高的备用通信协议作为新的主用通信协议，以此类推。

最后需要说明的是，ZigBee模块和Lora模块均为局域网构建模块，可作为对底层的终端设备进行数据采集使用，但如果要接入外网上传数据到数据中心，则需选择其他模块，例如有线网卡模块、WIFI模块、NB-IOT模块或4G模块等。

举个例子，假设某一现场设备和智能组网装置均内置有有线网卡模块、WIFI模块、NB-IOT模块、ZigBee模块、Lora模块和4G模块六种通信模块，并且智能组网装置支持采用UDP、TCP/IP和MQTT三种通信协议对该现场设备的数据进行封装建模，则智能组网装置对底层的终端设备进行数据采集时可自由选择有线网卡模块、WIFI模块、NB-IOT模块、ZigBee模块、Lora模块、4G模块，但接入外网上传数据时只能是利用有线网卡模块、WIFI模块、NB-IOT模块或4G模块。该现场设备进行数据上传的所有可选择的路径如图2所示。由此可见，所述智能组网装置可以内置有有线网卡模块、WIFI模块、NB-IOT模块、ZigBee模块、Lora模块和4G模块中的至少两种，但一种情况除外，就是当仅内置两种模块时，不能是ZigBee模块和Lora模块，否则将无法接入外网。

由以上描述可以看出，本发明实施例为虚拟电厂中的多个终端设备都内置了备用网络资源，以便于终端设备所在位置区域的网络出现故障时及时建立新的网络连接，提高了虚拟电厂组网的稳定性。而且，由于本发明实施例并不要求所有终端设备必须使用同一种网络资源，所以也实现了虚拟电厂内部网络部署的灵活性。而且，本发明实施例还支持利用备用通信协议进行数据处理封装建模，以便于控制中心不支持某种特定的通信协议时及时切换至新的通信协议进行数据处理封装建模，这同样提高了虚拟电厂组网的稳定性。

可选的，考虑到虚拟电厂中用于发电/储能的终端设备对通信的稳定可靠性要求非常高，故其主、备用网络资源都推荐采用有线连接，以防止出现重大风险及故障；而虚拟电厂中用于现场测量的终端设备对通信可靠性要求并不像用于发电/储能的终端设备那般严格，所以其主、备用网络资源可以均是有线连接，也可以均是无线连接，也可以是有线连接与无线连接的组合。由于对通信可靠性要求不同，所以在实际应用时可以设置两个智能组网装置，虚拟电厂中用于储能或发电的多个终端设备通过一个智能组网装置连接到虚拟电厂的控制中心，虚拟电厂中用于现场测量的多个终端设备通过另一智能组网装置连接到所述控制中心，如图3所示。

需要说明的是，本发明任一实施例中所指的控制中心可以是整个虚拟电厂的核心控制中心，也可以是虚拟电厂局部范围内的子控制中心，虚拟电厂局部范围内的子控制中心由整个虚拟电厂的核心控制中心通过互联网进行统一调度管理。

与上述数据上传方法相对应的，本发明实施例还公开了一种指令下发方法，所述指令下发方法应用于智能组网装置，虚拟电厂中的多个终端设备通过所述智能组网装置连接到虚拟电厂的控制中心，提高了控制中心的控制指令下传至终端设备的可靠性，进而提高了组网的稳定性。所述指令下发方法如图4所示，具体包括如下步骤：

步骤S31：通过互联网接收控制中心下发的控制指令。

具体的，预先将智能组网装置接收互联网数据所遵循的通信协议，设置为控制中心下发控制指令时所遵循的通信协议，则智能组网装置能够成功接收控制中心下发的控制指令。

步骤S32：利用终端设备本地的网络资源，将所述控制指令下发给终端设备；每个终端设备本地的网络资源都包括主用网络资源和备用网络资源。

具体的，本发明实施例为虚拟电厂中的多个终端设备都内置至少两种通信模块，一种作为主用通信模块，其余作为备用通信模块，以便于出现通信故障时及时建立新的通信连接。所述至少两种通信模块可以是有线网卡模块、WIFI模块、NB-IOT模块、ZigBee模块、Lora模块和4G模块中的至少两种。每一种通信模块就是一种网络资源。不同终端设备内置的通信模块组合可以相同也可以不同，而智能组网装置内置有所有终端设备内置的通信模块。

可选的，当当前主用的网络资源故障时，发出报警提示。报警提示可通过短信的形式告知运维人员或客户，但并不局限。可选的，当同一终端设备多次发生当前主用的网络资源故障时，后一次发出的报警提示的报警级别要高于前一次。

可选的，在本实施例中，如果该终端设备本地设有多个备用网络资源，则各备用网络资源之间设有优先级，当该终端设备本地的主用网络资源故障时，优先级最高的备用网络资源作为新的主用网络资源，以此类推。

由以上描述可知，本发明实施例为虚拟电厂中的多个终端设备都内置了备用网络资源，当智能组网装置使用某终端设备本地的主用网络资源下发控制指令给该终端设备失败时，及时切换到该终端设备本地的备用网络资源建立新的网络连接，从而提高了组网的稳定性。而且，由于本发明并不要求所有终端设备必须使用同一种网络资源，所以也实现了网络部署的灵活性。

此外，本发明实施例还公开了一种智能组网方法，包括：上述公开的任一种数据上传方法，以及上述公开的任一种指令下发方法。这样既提高了数据上传的可靠性，又提高了指令下发的可靠性，总体上提高了虚拟电厂组网的稳定性。

与上述方法实施例相对应的，本发明实施例还公开了一种智能组网装置，虚拟电厂中的多个终端设备通过所述智能组网装置连接到虚拟电厂的控制中心，如图5所示，所述智能组网装置包括采集控制单元100和数据转发单元200，其中：

采集控制单元100，用于利用终端设备本地的网络资源，采集本终端设备的数据以及将控制指令下发给终端设备；每个终端设备本地的网络资源都包括主用网络资源和备用网络资源；

数据转发单元200，用于采用控制中心支持的通信协议对所述数据进行封装建模后，利用互联网发送给所述控制中心，以及通过互联网接收控制中心下发的所述控制指令。

可选的，数据转发单元200，采用主用通信协议对所述数据进行封装建模，利用互联网发送给所述控制中心后，若超过一定时间仍未收到所述控制中心成功接收数据的回复，则切换为备用通信协议对所述数据进行封装建模，利用互联网发送给所述控制中心。

可选的，当终端设备在虚拟电厂中用于储能或发电时，本终端设备的主用网络资源和备用网络资源均为有线网络资源；

当终端设备在虚拟电厂中用于现场测量时，本终端设备的主用网络资源和备用网络资源均为有线网络资源，或者均为无线网络资源，或者为有线网络资源与无线网络资源的组合；

所述智能组网装置本地的网络资源包含其下属所有终端设备本地的网络资源。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种数据上传方法，其特征在于，应用于智能组网装置，虚拟电厂中的多个终端设备通过所述智能组网装置连接到虚拟电厂的控制中心，所述数据上传方法包括：

利用终端设备本地的网络资源采集本终端设备的数据，每个终端设备本地的网络资源都包括主用网络资源和备用网络资源；

采用控制中心支持的通信协议对所述数据进行封装建模后，利用互联网发送给所述控制中心。

2.根据权利要求1所述的数据上传方法，其特征在于，所述采用控制中心支持的通信协议对所述数据进行封装建模后，利用互联网发送给所述控制中心，包括：

采用主用通信协议对所述数据进行封装建模，利用互联网发送给所述控制中心后，若超过一定时间仍未收到所述控制中心成功接收数据的回复，则切换为备用通信协议对所述数据进行封装建模，利用互联网发送给所述控制中心。

3.根据权利要求2所述的数据上传方法，其特征在于，所述智能组网装置支持多种备用通信协议，各备用通信协议之间设有优先级。

4.根据权利要求1所述的数据上传方法，其特征在于：

当终端设备在虚拟电厂中用于储能或发电时，本终端设备的主用网络资源和备用网络资源均为有线网络资源；

当终端设备在虚拟电厂中用于现场测量时，本终端设备的主用网络资源和备用网络资源均为有线网络资源，或者均为无线网络资源，或者为有线网络资源与无线网络资源的组合；

所述智能组网装置本地的网络资源包含其下属所有终端设备本地的网络资源。

5.一种指令下发方法，其特征在于，应用于智能组网装置，虚拟电厂中的多个终端设备通过所述智能组网装置连接到虚拟电厂的控制中心，所述指令下发方法包括：

通过互联网接收控制中心下发的控制指令；

利用终端设备本地的网络资源，将所述控制指令下发给本终端设备；每个终端设备本地的网络资源都包括主用网络资源和备用网络资源。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的数据上传方法或权利要求5所述的指令下发方法，其特征在于，终端设备本地设有多个备用网络资源，各备用网络资源之间设有优先级。

7.一种智能组网方法，其特征在于，包括：权利要求1-4、6中任一项所述的数据上传方法，以及权利要求5-6中任一项所述的指令下发方法。

8.一种智能组网装置，其特征在于，虚拟电厂中的多个终端设备通过所述智能组网装置连接到虚拟电厂的控制中心，所述智能组网装置包括采集控制单元和数据转发单元，其中：

所述采集控制单元，用于利用终端设备本地的网络资源，采集本终端设备的数据以及将控制指令下发给终端设备；每个终端设备本地的网络资源都包括主用网络资源和备用网络资源；

所述数据转发单元，用于采用控制中心支持的通信协议对所述数据进行封装建模后，利用互联网发送给所述控制中心，以及通过互联网接收控制中心下发的所述控制指令。

9.根据权利要求8所述的智能组网装置，其特征在于，所述数据转发单元采用主用通信协议对所述数据进行封装建模，利用互联网发送给所述控制中心后，若超过一定时间仍未收到所述控制中心成功接收数据的回复，则切换为备用通信协议对所述数据进行封装建模，利用互联网发送给所述控制中心。

10.根据权利要求8或9所述的智能组网装置，其特征在于：

当终端设备为在虚拟电厂中用于储能或发电的终端设备时，其中任意一个终端设备的主用网络资源和备用网络资源均为有线网络资源；

当终端设备为在虚拟电厂中用于现场测量的终端设备时，其中任意一个终端设备的主用网络资源和备用网络资源均为有线网络资源，或者均为无线网络资源，或者为有线网络资源与无线网络资源的组合；

所述智能组网装置本地的网络资源包含其下属所有终端设备本地的网络资源。

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