CN114363926B - 一种电网配用电无线通信测试系统、方法、无线接入终端及应用 - Google Patents
一种电网配用电无线通信测试系统、方法、无线接入终端及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114363926B CN114363926B CN202111549224.4A CN202111549224A CN114363926B CN 114363926 B CN114363926 B CN 114363926B CN 202111549224 A CN202111549224 A CN 202111549224A CN 114363926 B CN114363926 B CN 114363926B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- wireless communication
- utilization
- data
- communication test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 171
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 167
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 17
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000012549 training Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 25
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 22
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 8
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 claims description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 4
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000006855 networking Effects 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 18
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明属于配电网工程技术领域，公开了一种电网配用电无线通信测试系统、方法、无线接入终端及应用，电网配用电无线通信测试系统包括：配用电数据获取模块、配用电数据预处理模块、配用电数据传输模块、中央控制模块、无线通信测试模型构建模块、无线通信测试模型训练模块、无线通信测试模块、无线通信测试校验模块、配用电数据存储模块、配用电数据更新显示模块。本发明将电网IPv6有线接入网络与第五代移动通信技术相结合，采用深度定制策略，支持双栈的移动通信终端接入IPv6网络，提高无线频率资源的使用效率，在窄带频谱上实现宽带数据传输，为电力系统提供无线宽带通信接入，提升配用电业务的采集成功率、提高电网运行水平。
Description
技术领域
本发明属于配电网工程技术领域，尤其涉及一种电网配用电无线通信测试系统、方法、无线接入终端及应用。
背景技术
目前，计算机和网络技术的飞速发展，推动了社会其它行业的自动化进程，新一代电网调度系统不断向信息集成化方向发展，国际电工委员会IEC TC57提出了电力系统公共信息模型(Common Information Model，CIM)推动了电力应用系统的标准化建设，使电力应用信息的交换与共享得到实现。
配电网分布广、设备多，维护单位多，在建立配电网模型时需要多人协同维护当前的电网模型。随着IPv6测试网络的的建设和开展，现有核心网络升级到IPv6后存在着无线侧的双网兼容性的问题。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有核心网络升级到IPv6后存在着无线侧的双网兼容性的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电网配用电无线通信测试系统、方法、无线接入终端及应用。
本发明是这样实现的，一种电网配用电无线通信测试系统，所述电网配用电无线通信测试系统包括：
配用电数据获取模块，与中央控制模块连接，用于通过数据获取设备在5G公网内划分物理或逻辑隔离的5G端到端网络切片资源，获取配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据；
配用电数据预处理模块，与中央控制模块连接，用于通过数据预处理程序将获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行增强以及融合处理，获得电网配用电数据样本集；
配用电数据传输模块，与中央控制模块连接，用于通过数据传输设备将获得的电网配用电数据样本集发送至单片机和/或基带芯片处理器进行后续处理；
中央控制模块，与配用电数据获取模块、配用电数据预处理模块、配用电数据传输模块、无线通信测试模型构建模块、无线通信测试模型训练模块、无线通信测试模块、无线通信测试校验模块、配用电数据存储模块、配用电数据更新显示模块连接，用于通过单片机和/或基带芯片处理器协调控制所述电网配用电无线通信测试系统各个模块的正常运行；
无线通信测试模型构建模块，与中央控制模块连接，用于通过模型构建程序根据获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行电网配用电无线通信测试模型的构建；
无线通信测试模型训练模块，与中央控制模块连接，用于通过模型训练程序根据电网配用电数据样本集对构建得到的电网配用电无线通信测试模型进行训练，得到最终的电网配用电无线通信测试模型；
无线通信测试模块，与中央控制模块连接，用于通过训练得到的最终的电网配用电无线通信测试模型进行电网配用电的无线通信测试；
无线通信测试校验模块，与中央控制模块连接，用于通过校验程序对电网配用电的无线通信测试结果进行校验，获得无线通信测试校验报告；
配用电数据存储模块，与中央控制模块连接，用于通过云数据库服务器存储配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据、电网配用电数据样本集、电网配用电无线通信测试模型、无线通信测试结果以及无线通信测试校验报告；
配用电数据更新显示模块，与中央控制模块连接，用于通过高清显示器对配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据、电网配用电数据样本集、电网配用电无线通信测试模型、无线通信测试结果以及无线通信测试校验报告的实时数据进行更新显示。
进一步，所述通过配用电数据预处理模块利用数据预处理程序将获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行融合处理包括：
(1)获取待融合的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据，所述待融合数据中的每一数据绑定有维度关系记录标识；
(2)构建维度关系记录表，并基于待融合的每一数据的维度关系记录标识在预先建立的维度关系记录表中提取维度关系记录；
(3)基于所述维度关系记录中的维度值，对所述待融合的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行融合处理，获得电网配用电数据样本集。
进一步，所述基带芯片处理器模块包括射频接口控制器、DMA直接存储器访问单元、信道编解码加速器、DSP数字信号处理器以及ARM处理器；其中，所述ARM处理器、DSP数字信号处理器、信道编解码加速器、DMA直接存储器访问单元及射频接口控制器依次相连；所述DMA直接存储器访问单元、射频接口控制器均与DSP数字信号处理器直接连接。
进一步，所述通过无线通信测试模型构建模块利用模型构建程序根据获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行电网配用电无线通信测试模型的构建包括：
(1)获取预先设置的电网配用电无线通信测试模型的维护权限；
(2)在维护权限指定的范围内建立一次设备模型和二次设备模型，并根据相关联的一次设备模型和二次设备模型生成网络拓扑结构；
(3)利用取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据根据所生成的网络拓扑结构进行电网配用电无线通信测试模型的构建。
进一步，所述电网配用电无线通信测试模型的构建还包括：
以电网配用电节点最大电压偏差最小为目标函数f1、以配电网各支路的网络损耗最小为目标函数f2、以配电网的分布式电源接入最大为目标函数f3建立电网配用电无线通信测试模型；
其中，所述目标函数f1为：
式中，Pi和Qi分别为节点i的有功功率和无功功率；Ri和Xi分别为节点i处的等值电阻和电抗；ViN为节点i处电压的额定值；n为电网配用电总的节点数；
所述目标函数f2为：
式中，L为电网配用电总支路数；rj为支路j电阻；Pj和Qj分别为支路j末端流过的有功功率和无功功率；
所述目标函数f3为：
式中，NDG为配电网接入总的DG数；PDGj为第j个节点接入DG的有功功率；PLi为第i个节点负荷的有功功率。
进一步，所述通过无线通信测试校验模块利用校验程序对电网配用电的无线通信测试结果进行校验包括：
(1)选择配电网模型的待校验区域，并根据所述配电网模型的待校验区域的接线图和运行方式，设定测试案例；
(2)根据测试案例设置网配用电的故障信息，并调用馈线自动化功能模块生成网配用电的实际故障处理方案；
(3)验证设置的故障处理方案与实际故障处理方案是否一致；若一致，则输出自动测试结果，并生成无线通信测试校验报告。
进一步，所述测试案例包括设置故障和设置故障处理方案。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以应用所述的电网配用电无线通信测试系统。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用所述的电网配用电无线通信测试系统。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现所述的电网配用电无线通信测试系统。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的电网配用电无线通信测试系统，旨在结合湖北本地电网配用电业务实际情况，搭建一套基于IPv6的无线通信测试环境，结合现有的IPv4无线公网、EPON有线接入网一并共同承担湖北电网配用电业务，提升配用电业务的采集成功率、提高电网运行水平。本发明将电网已有的IPv6有线接入网络与先进的第五代(5G)移动通信技术相结合，采用深度定制策略，支持双栈的移动通信终端接入IPv6网络，大幅提高了无线频率资源的使用效率，在窄带频谱上实现宽带数据传输，为电力系统行业提供无线宽带通信接入。
成果的主要技术经济指标摘要：目前湖北公司主要以光纤接入网和可扩展性强的无线网络为主，本发明通过对5G无线和双栈网络等关键技术的研究，提升信息网络的管理水平，加强关键技术研究与数据传输效率、提升网络安全性，从而提升电网关键业务的可靠性和可用性。
现有无线侧网络主要通过运营商的2G/3G/4G网络传输为主，网络侧的数据上传下达时延在数百毫秒甚至几秒以上，通过5G技术的应用可以将业务时延缩短到十毫秒级，以错峰限电业务为例，单个业务每月就可以节省1000*5＝0.5万元，每年节省12*0.5＝6万元。同时对无线侧接入Ipv6技术的研究方案也可以大大减少过渡方案的投入和人力物力的成本。
本发明通过研究无线接入通信技术标准，选择合适的Ipv6过渡方案，确保无线专网技术体系架构的规范性，以统一的技术标准开展泛在电力物联网通信网建设工作，满足公司集约化管理要求和电网标准化建设需要，实现技术装备标准化的目标；通过5G侧的IPv4数据包翻译成为IPv6数据包转换机制技术研究，可以最大限度挖掘原有智能抄表设备潜力，增强通信的业务接入能力和抗干扰能力。本发明研究了5G侧无线专网的传输性能和稳定性，包括数据传输时延、丢包率、系统资源占用、系统故障发生以及故障出现的恢复保障，从仿真和实验的角度进行估算，为准确的抄表覆盖数据提供进一步的数据支撑。
本发明通过运营商在5G公网内划分物理或逻辑隔离的5G端到端网络切片资源，用于承载电力企业数据和业务，做到公网专用，根据电力行业及国家相关要求，业务通过5G公网进入电力业务平台前，将接入安全Ipv6接入区，并进行协议转换。在采用5G公用专网时，整个网络采用5G SA独立组网模式，核心网接入时支持用户面和控制面功能，当业务信息流在通过5G网络传输时，局限在电力企业指定专网内部传输，从而保证其传输的信息数据是安全性。通过采用Ipv4和Ipv6物理网络转换，下沉部署微网采集，使得数据能平稳回传，同时通过3GPP统一的认证框架，多层次网络切片安全管理，提升网络的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述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是本发明实施例提供的电网配用电无线通信测试系统结构框图；
图中：1、配用电数据获取模块；2、配用电数据预处理模块；3、配用电数据传输模块；4、中央控制模块；5、无线通信测试模型构建模块；6、无线通信测试模型训练模块；7、无线通信测试模块；8、无线通信测试校验模块；9、配用电数据存储模块；10、配用电数据更新显示模块。
图2是本发明实施例提供的电网配用电无线通信测试方法流程图。
图3是本发明实施例提供的通过配用电数据预处理模块利用数据预处理程序将获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行融合处理的方法流程图。
图4是本发明实施例提供的通过无线通信测试模型构建模块利用模型构建程序根据获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行电网配用电无线通信测试模型的构建方法流程图。
图5是本发明实施例提供的通过无线通信测试校验模块利用校验程序对电网配用电的无线通信测试结果进行校验的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电网配用电无线通信测试系统、方法、无线接入终端及应用，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的电网配用电无线通信测试系统包括：配用电数据获取模块1、配用电数据预处理模块2、配用电数据传输模块3、中央控制模块4、无线通信测试模型构建模块5、无线通信测试模型训练模块6、无线通信测试模块7、无线通信测试校验模块8、配用电数据存储模块9、配用电数据更新显示模块10。
配用电数据获取模块1，与中央控制模块4连接，用于通过数据获取设备在5G公网内划分物理或逻辑隔离的5G端到端网络切片资源，获取配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据；
配用电数据预处理模块2，与中央控制模块4连接，用于通过数据预处理程序将获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行增强以及融合处理，获得电网配用电数据样本集；
配用电数据传输模块3，与中央控制模块4连接，用于通过数据传输设备将获得的电网配用电数据样本集发送至单片机和/或基带芯片处理器进行后续处理；
中央控制模块4，与配用电数据获取模块1、配用电数据预处理模块2、配用电数据传输模块3、无线通信测试模型构建模块5、无线通信测试模型训练模块6、无线通信测试模块7、无线通信测试校验模块8、配用电数据存储模块9、配用电数据更新显示模块10连接，用于通过单片机和/或基带芯片处理器协调控制所述电网配用电无线通信测试系统各个模块的正常运行；
无线通信测试模型构建模块5，与中央控制模块4连接，用于通过模型构建程序根据获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行电网配用电无线通信测试模型的构建；
无线通信测试模型训练模块6，与中央控制模块4连接，用于通过模型训练程序根据电网配用电数据样本集对构建得到的电网配用电无线通信测试模型进行训练，得到最终的电网配用电无线通信测试模型；
无线通信测试模块7，与中央控制模块4连接，用于通过训练得到的最终的电网配用电无线通信测试模型进行电网配用电的无线通信测试；
无线通信测试校验模块8，与中央控制模块4连接，用于通过校验程序对电网配用电的无线通信测试结果进行校验，获得无线通信测试校验报告；
配用电数据存储模块9，与中央控制模块4连接，用于通过云数据库服务器存储配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据、电网配用电数据样本集、电网配用电无线通信测试模型、无线通信测试结果以及无线通信测试校验报告；
配用电数据更新显示模块10，与中央控制模块4连接，用于通过高清显示器对配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据、电网配用电数据样本集、电网配用电无线通信测试模型、无线通信测试结果以及无线通信测试校验报告的实时数据进行更新显示。
如图2所示，本发明实施例提供的电网配用电无线通信测试方法包括以下步骤：
S101，通过配用电数据获取模块利用数据获取设备在5G公网内划分物理或逻辑隔离的5G端到端网络切片资源，获取配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据；
S102，通过配用电数据预处理模块利用数据预处理程序将获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行增强以及融合处理，获得电网配用电数据样本集；
S103，通过配用电数据传输模块利用数据传输设备将获得的电网配用电数据样本集发送至单片机和/或基带芯片处理器进行后续处理；通过中央控制模块利用单片机和/或基带芯片处理器协调控制所述电网配用电无线通信测试系统各个模块的正常运行；
S104，通过无线通信测试模型构建模块利用模型构建程序根据获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行电网配用电无线通信测试模型的构建；
S105，通过无线通信测试模型训练模块利用模型训练程序根据电网配用电数据样本集对构建得到的电网配用电无线通信测试模型进行训练，得到最终的电网配用电无线通信测试模型；
S106，通过无线通信测试模块利用训练得到的最终电网配用电无线通信测试模型进行电网配用电的无线通信测试；通过无线通信测试校验模块利用校验程序对电网配用电的无线通信测试结果进行校验，获得无线通信测试校验报告；
S107，通过配用电数据存储模块利用云数据库服务器存储配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据、电网配用电数据样本集、电网配用电无线通信测试模型、无线通信测试结果及无线通信测试校验报告；
S108，通过配用电数据更新显示模块利用高清显示器对配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据、电网配用电数据样本集、电网配用电无线通信测试模型、无线通信测试结果及无线通信测试校验报告的实时数据进行更新显示。
如图3所示，本发明实施例提供的步骤S102中的通过配用电数据预处理模块利用数据预处理程序将获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行融合处理包括：
S201，获取待融合的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据，所述待融合数据中的每一数据绑定有维度关系记录标识；
S202，构建维度关系记录表，并基于待融合的每一数据的维度关系记录标识在预先建立的维度关系记录表中提取维度关系记录；
S203，基于所述维度关系记录中的维度值，对所述待融合的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行融合处理，获得电网配用电数据样本集。
本发明实施例提供的步骤S103中的基带芯片处理器模块包括射频接口控制器、DMA直接存储器访问单元、信道编解码加速器、DSP数字信号处理器以及ARM处理器；其中，所述ARM处理器、DSP数字信号处理器、信道编解码加速器、DMA直接存储器访问单元及射频接口控制器依次相连；所述DMA直接存储器访问单元、射频接口控制器均与DSP数字信号处理器直接连接。
如图4所示，本发明实施例提供的步骤S104中的通过无线通信测试模型构建模块利用模型构建程序根据获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行电网配用电无线通信测试模型的构建包括：
S301，获取预先设置的电网配用电无线通信测试模型的维护权限；
S302，在维护权限指定的范围内建立一次设备模型和二次设备模型，并根据相关联的一次设备模型和二次设备模型生成网络拓扑结构；
S303，利用取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据根据所生成的网络拓扑结构进行电网配用电无线通信测试模型的构建。
本发明实施例提供的电网配用电无线通信测试模型的构建还包括：
以电网配用电节点最大电压偏差最小为目标函数f1、以配电网各支路的网络损耗最小为目标函数f2、以配电网的分布式电源接入最大为目标函数f3建立电网配用电无线通信测试模型；
其中，所述目标函数f1为：
式中，Pi和Qi分别为节点i的有功功率和无功功率；Ri和Xi分别为节点i处的等值电阻和电抗；ViN为节点i处电压的额定值；n为电网配用电总的节点数；
所述目标函数f2为：
式中，L为电网配用电总支路数；rj为支路j电阻；Pj和Qj分别为支路j末端流过的有功功率和无功功率；
所述目标函数f3为：
式中，NDG为配电网接入总的DG数；PDGj为第j个节点接入DG的有功功率；PLi为第i个节点负荷的有功功率。
如图5所示，本发明实施例提供的步骤S106中的通过无线通信测试校验模块利用校验程序对电网配用电的无线通信测试结果进行校验包括：
S401，选择配电网模型的待校验区域，并根据所述配电网模型的待校验区域的接线图和运行方式，设定测试案例；
S402，根据测试案例设置网配用电的故障信息，并调用馈线自动化功能模块生成网配用电的实际故障处理方案；
S403，验证设置的故障处理方案与实际故障处理方案是否一致；若一致，则输出自动测试结果，并生成无线通信测试校验报告。
本发明实施例提供的测试案例包括设置故障和设置故障处理方案。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例：泛在电力物联网和IPv6技术在无线接入终端和智能抄表应用技术一、主要研究内容
1.1主要技术内容
1.1.1构建IPv6下的无线接入网络技术体系架构
通过分析无线接入通信技术标准，选择合适的Ipv6过渡方案，确保无线专网技术体系架构的规范性，以统一的技术标准开展泛在电力物联网通信网建设工作，满足公司集约化管理要求和电网标准化建设需要，实现技术装备标准化的目标。
1.1.2构建支持5G和安全传输的智能抄表终端
通过5G侧的IPv4数据包翻译成为IPv6数据包转换机制技术研究，可以最大限度挖掘原有智能抄表设备潜力，增强通信的业务接入能力和抗干扰能力。
1.1.3通过理论和测试研究调研数据采集稳定性
分析5G侧无线专网的传输性能和稳定性，包括数据传输时延、丢包率、系统资源占用、系统故障发生以及故障出现的恢复保障，从仿真和实验的角度进行估算，为准确的抄表覆盖数据提供进一步的数据支撑。
1.2主要技术难点
1.2.1通过5G终端如何将数据高效安全的回传
如何将5G侧无线专网的数据稳定高效安全的回传系统，确保更少的数据传输时延、丢包率、系统资源占用、系统故障发生以及故障出现的恢复保障。
1.2.2如何将无线侧数据接入Ipv6网络
如何选择合适的Ipv6过渡方案，确保无线专网技术体系架构的规范性，以统一的技术标准开展泛在电力物联网通信网建设工作。
二、发明目标及创新点
本发明旨在结合湖北本地电网配用电业务实际情况，搭建一套基于IPv6的无线通信测试环境，结合现有的IPv4无线公网、EPON有线接入网一并共同承担湖北电网配用电业务，提升配用电业务的采集成功率、提高电网运行水平。本发明将电网已有的IPv6有线接入网络与先进的第五代(5G)移动通信技术相结合，采用深度定制策略，支持双栈的移动通信终端接入IPv6网络，大幅提高了无线频率资源的使用效率，在窄带频谱上实现宽带数据传输，为电力系统行业提供无线宽带通信接入。
2.1构建IPv6下的无线接入网络技术体系架构
本发明通过研究无线接入通信技术标准，选择合适的Ipv6过渡方案，确保无线专网技术体系架构的规范性，以统一的技术标准开展泛在电力物联网通信网建设工作，满足公司集约化管理要求和电网标准化建设需要，实现技术装备标准化的目标。
2.2分析基于5G技术的智能抄表终端和构建安全的无线数据传输通道
通过5G侧的无线传输技术研究，可以最大限度挖掘原有智能抄表设备潜力，增强通信的业务接入能力和抗干扰能力，提升数据传输时延、丢包率、系统资源占用、系统故障发生，从而提升电网整体业务的运行质量。
三、主要技术经济指标
目前湖北公司主要以光纤接入网和可扩展性强的无线网络为主，通过对5G无线和双栈网络等关键技术的研究，提升信息网络的管理水平，加强关键技术研究与数据传输效率、提升网络安全性，从而提升电网关键业务的可靠性和可用性。
现有无线侧网络主要通过运营商的2G/3G/4G网络传输为主，网络侧的数据上传下达时延在数百毫秒甚至几秒以上，通过5G技术的应用可以将业务时延缩短到十毫秒级，以错峰限电业务为例，单个业务每月就可以节省1000*5＝0.5万元，每年节省12*0.5＝6万元。同时对无线侧接入Ipv6技术的研究方案也可以大大减少过渡方案的投入和人力物力的成本。
本发明通过运营商在5G公网内划分物理或逻辑隔离的5G端到端网络切片资源，用于承载电力企业数据和业务，做到公网专用，根据电力行业及国家相关要求，业务通过5G公网进入电力业务平台前，将接入安全Ipv6接入区，并进行协议转换；在采用5G公用专网时，整个网络采用5G SA独立组网模式，核心网接入时支持用户面和控制面功能，当业务信息流在通过5G网络传输时，局限在电力企业指定专网内部传输，从而保证其传输的信息数据是安全性；通过采用Ipv4和Ipv6物理网络转换，下沉部署微网采集，使得数据能平稳回传，同时通过3GPP统一的认证框架，多层次网络切片安全管理，提升网络的安全性。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid StateDisk(SSD))等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电网配用电无线通信测试系统，其特征在于，所述电网配用电无线通信测试系统包括：
配用电数据获取模块，与中央控制模块连接，用于通过数据获取设备在5G公网内划分物理或逻辑隔离的5G端到端网络切片资源，获取配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据；
配用电数据预处理模块，与中央控制模块连接，用于通过数据预处理程序将获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行增强以及融合处理，获得电网配用电数据样本集；
配用电数据传输模块，与中央控制模块连接，用于通过数据传输设备将获得的电网配用电数据样本集发送至单片机和/或基带芯片处理器进行后续处理；
中央控制模块，与配用电数据获取模块、配用电数据预处理模块、配用电数据传输模块、无线通信测试模型构建模块、无线通信测试模型训练模块、无线通信测试模块、无线通信测试校验模块、配用电数据存储模块、配用电数据更新显示模块连接，用于通过单片机和/或基带芯片处理器协调控制所述电网配用电无线通信测试系统各个模块的正常运行；
无线通信测试模型构建模块，与中央控制模块连接，用于通过模型构建程序根据获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行电网配用电无线通信测试模型的构建；
所述电网配用电无线通信测试系统通过运营商在5G公网内划分物理或逻辑隔离的5G端到端网络切片资源，用于承载电力企业数据和业务，做到公网专用，根据电力行业及国家相关要求，业务通过5G公网进入电力业务平台前，将接入安全Ipv6接入区，并进行协议转换；在采用5G公用专网时，整个网络采用5G SA独立组网模式，核心网接入时支持用户面和控制面功能，当业务信息流在通过5G网络传输时，局限在电力企业指定专网内部传输；通过采用Ipv4和Ipv6物理网络转换，下沉部署微网采集，使得数据能平稳回传，同时通过3GPP统一的认证框架，多层次网络切片安全管理。
2.如权利要求1所述的电网配用电无线通信测试系统，其特征在于，所述电网配用电无线通信测试系统进一步包括：
无线通信测试模型训练模块，与中央控制模块连接，用于通过模型训练程序根据电网配用电数据样本集对构建得到的电网配用电无线通信测试模型进行训练，得到最终的电网配用电无线通信测试模型；
无线通信测试模块，与中央控制模块连接，用于通过训练得到的最终的电网配用电无线通信测试模型进行电网配用电的无线通信测试；
无线通信测试校验模块，与中央控制模块连接，用于通过校验程序对电网配用电的无线通信测试结果进行校验，获得无线通信测试校验报告；
配用电数据存储模块，与中央控制模块连接，用于通过云数据库服务器存储配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据、电网配用电数据样本集、电网配用电无线通信测试模型、无线通信测试结果以及无线通信测试校验报告；
配用电数据更新显示模块，与中央控制模块连接，用于通过高清显示器对配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据、电网配用电数据样本集、电网配用电无线通信测试模型、无线通信测试结果以及无线通信测试校验报告的实时数据进行更新显示。
3.如权利要求1所述的电网配用电无线通信测试系统，其特征在于，所述电网配用电无线通信测试系统通过配用电数据预处理模块利用数据预处理程序将获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行融合处理包括：
(1)获取待融合的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据，所述待融合数据中的每一数据绑定有维度关系记录标识；
(2)构建维度关系记录表，并基于待融合的每一数据的维度关系记录标识在预先建立的维度关系记录表中提取维度关系记录；
(3)基于所述维度关系记录中的维度值，对所述待融合的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行融合处理，获得电网配用电数据样本集；
所述基带芯片处理器模块包括射频接口控制器、DMA直接存储器访问单元、信道编解码加速器、DSP数字信号处理器以及ARM处理器；其中，所述ARM处理器、DSP数字信号处理器、信道编解码加速器、DMA直接存储器访问单元及射频接口控制器依次相连；所述DMA直接存储器访问单元、射频接口控制器均与DSP数字信号处理器直接连接。
4.如权利要求1所述的电网配用电无线通信测试系统，其特征在于，所述通过无线通信测试模型构建模块利用模型构建程序根据获取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据进行电网配用电无线通信测试模型的构建包括：
(1)获取预先设置的电网配用电无线通信测试模型的维护权限；
(2)在维护权限指定的范围内建立一次设备模型和二次设备模型，并根据相关联的一次设备模型和二次设备模型生成网络拓扑结构；
(3)利用取的配用电数据、电力企业数据以及业务信息数据根据所生成的网络拓扑结构进行电网配用电无线通信测试模型的构建。
5.如权利要求4所述的电网配用电无线通信测试系统，其特征在于，所述电网配用电无线通信测试模型的构建还包括：
以电网配用电节点最大电压偏差最小为目标函数f1、以配电网各支路的网络损耗最小为目标函数f2、以配电网的分布式电源接入最大为目标函数f3建立电网配用电无线通信测试模型；
其中，所述目标函数f1为：
式中，Pi和Qi分别为节点i的有功功率和无功功率；Ri和Xi分别为节点i处的等值电阻和电抗；ViN为节点i处电压的额定值；n为电网配用电总的节点数；
所述目标函数f2为：
式中，L为电网配用电总支路数；Rj为支路j电阻；Pj和Qj分别为支路j末端流过的有功功率和无功功率；
所述目标函数f3为：
式中，NDG为配电网接入总的DG数；PDGj为第j个节点接入DG的有功功率；PLi为第i个节点负荷的有功功率。
6.如权利要求1所述的电网配用电无线通信测试系统，其特征在于，所述通过无线通信测试校验模块利用校验程序对电网配用电的无线通信测试结果进行校验包括：
(1)选择配电网模型的待校验区域，并根据所述配电网模型的待校验区域的接线图和运行方式，设定测试案例；
(2)根据测试案例设置网配用电的故障信息，并调用馈线自动化功能模块生成网配用电的实际故障处理方案；
(3)验证设置的故障处理方案与实际故障处理方案是否一致；若一致，则输出自动测试结果，并生成无线通信测试校验报告。
7.如权利要求6所述的电网配用电无线通信测试系统，其特征在于，所述测试案例包括设置故障和设置故障处理方案。
8.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用如权利要求1～7任意一项所述的电网配用电无线通信测试系统。
9.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求1～7任意一项所述的电网配用电无线通信测试系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111549224.4A CN114363926B (zh) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 一种电网配用电无线通信测试系统、方法、无线接入终端及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111549224.4A CN114363926B (zh) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 一种电网配用电无线通信测试系统、方法、无线接入终端及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114363926A CN114363926A (zh) | 2022-04-15 |
| CN114363926B true CN114363926B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=81099557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111549224.4A Active CN114363926B (zh) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 一种电网配用电无线通信测试系统、方法、无线接入终端及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114363926B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110752674A (zh) * | 2019-11-10 | 2020-02-04 | 李瑶 | 一种电力灾害监控和模拟系统 |
| CN210806850U (zh) * | 2019-11-13 | 2020-06-19 | 国家电网有限公司 | 电力电缆的监测系统 |
| CN112422519A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-26 | 黑龙江省电工仪器仪表工程技术研究中心有限公司 | 一种电力物联网ip化融合终端及其通信方法 |
| CN112737813A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-04-30 | 广东电力通信科技有限公司 | 一种基于5g网络切片的电力业务管理方法及系统 |
| CN112738155A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-04-30 | 广东电力通信科技有限公司 | 一种基于5g mec电力物联网设备本地互联接入方法及系统 |
| CN113394770A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-14 | 南方电网海上风电联合开发有限公司 | 互联微网群频率完全分布式优化控制方法及系统 |
-
2021
- 2021-12-17 CN CN202111549224.4A patent/CN114363926B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110752674A (zh) * | 2019-11-10 | 2020-02-04 | 李瑶 | 一种电力灾害监控和模拟系统 |
| CN210806850U (zh) * | 2019-11-13 | 2020-06-19 | 国家电网有限公司 | 电力电缆的监测系统 |
| CN112422519A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-26 | 黑龙江省电工仪器仪表工程技术研究中心有限公司 | 一种电力物联网ip化融合终端及其通信方法 |
| CN112737813A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-04-30 | 广东电力通信科技有限公司 | 一种基于5g网络切片的电力业务管理方法及系统 |
| CN112738155A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-04-30 | 广东电力通信科技有限公司 | 一种基于5g mec电力物联网设备本地互联接入方法及系统 |
| CN113394770A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-14 | 南方电网海上风电联合开发有限公司 | 互联微网群频率完全分布式优化控制方法及系统 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 基于"IPv6+"的智能IP网络方案;王晨曦;古锐;肖亚群;王卫波;王肖飞;刘悦;;电信科学(08);全文 * |
| 基于IPv6的配电物联网通信单元设计;李洪全;张冀川;丁浩;李军;李建修;向珉江;梁子龙;;供用电(第01期);全文 * |
| 泛在电力物联网下电网公司未来发展模式研究;李洋;陈洁;高强;;上海节能(05);全文 * |
| 泛在电力物联网发展建议及关键技术展望;胡畔;周鲲鹏;王作维;丁凯;曹侃;钱一民;陈磊;;湖北电力(01);全文 * |
| 面向垂直行业的5G NSA网络端到端解决方案探索;王群青;;邮电设计技术(第12期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114363926A (zh) | 2022-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106971351B (zh) | 智能变电站调控信息一体化自动验收系统及方法 | |
| CN101272051B (zh) | 电网生产控制大区和管理信息大区的信息系统集成方法 | |
| CN102522819B (zh) | 智能变电站故障录波装置的录波模型建模方法 | |
| CN109193948B (zh) | 一种智能变电站虚回路自动连线方法 | |
| CN106295985A (zh) | 一种台区线损管理系统及管理方法 | |
| CN105022874A (zh) | 一种配电网数字仿真自动建模方法及系统 | |
| CN108414849A (zh) | 智能变电站自动化测试系统及方法 | |
| CN108053632A (zh) | 用户归属关系自动识别系统及方法 | |
| CN103605020B (zh) | 一种电能质量数据的处理方法和装置 | |
| CN207895677U (zh) | 用户归属关系自动识别系统 | |
| CN106408207A (zh) | 一种智能变电站二次虚回路建模方法及系统 | |
| CN112216090B (zh) | 一种新建小区拓扑生成与户变验收装置及方法 | |
| CN101943734A (zh) | 一种基于iec62056协议的批量自动检测终端的方法 | |
| CN107633083A (zh) | 一种电力设备cim模型与生产一体化系统的模型匹配方法 | |
| CN104698374A (zh) | 一种提高自动化继电保护测试仪测试效率和准确度的方法 | |
| CN108595390B (zh) | 智能变电站scd与ied参数一致性的校验方法 | |
| CN105704184A (zh) | 一种基于层级框架的电网组织解析系统及解析方法 | |
| CN113095059B (zh) | 变电站配置描述文件的校验方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN102647027A (zh) | 一种实现建立电能质量数据交换接口的方法 | |
| CN113902583A (zh) | 利用低压网络设备数据的配网侧运维方法及系统 | |
| CN114363926B (zh) | 一种电网配用电无线通信测试系统、方法、无线接入终端及应用 | |
| CN117610903A (zh) | 一种营配数据治理方法、系统及计算机存储介质 | |
| CN116542632A (zh) | 一种电网企业营配信息融合的总体技术构建方法 | |
| CN213458418U (zh) | 一种新建小区拓扑生成与户变验收装置 | |
| CN109742856B (zh) | 台区电能表网络三维物理拓扑结构图生成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |