TWI462420B - 電力系統、遙控裝置及其方法 - Google Patents

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Description

電力系統、遙控裝置及其方法
本發明是有關於一種電力系統，且特別是有關於一種具有多層式架構的電力系統，遙控裝置及其方法。
一般而言，數據採集及監控系統(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA)是具有監控程序及資料收集能力的電腦控制系統，可以用在工業程序、基礎設施或是設備中。而配電饋線監控系統屬於SCADA系統的應用之一，由於配電系統分佈廣闊，配電饋線監控設備亦隨之分散，配電系統則可以藉此安全，且有效率地傳遞資訊至配電系統中的各個角落。
分散式網路通訊協定版本3(Distributed Network Protocol 3,DNP 3)是一種常見用於SCADA系統的通訊協定，SCADA系統中的監控系統端、與饋線終端單元(Feeder Terminal Unit,FTU)之間可進行資訊的交換。若是多層式的SCADA系統，則將在監控系統端、與FTU之間增加一中間層，稱做饋線遙控終端單元(Feeder Remote Terminate Unit,FRTU)，負責接收饋線終端單元的狀態資料並儲存，以及轉送從監控系統端接收的控制指令。而就現在以DNP3運行的架構而言，當系統中的FTU數量改變，例如新增或是減少，或是迴路點數改變，則皆須手動修改設定，並且重新啟動整個系統。但重啟一個運作中的 電力系統並不是件簡單的事情，而且必須手動修改設定的做法亦十分的缺乏彈性。
本發明提供一種電力系統、遙控裝置及其方法，當饋線終端單元的數量及偵測點的數量變動時可自動調整設定。
本發明提供一種電力系統，包括至少一饋線終端裝置、遙控裝置以及監控端。至少一饋線終端裝置包括多個偵測點，其中，偵測點具有一型態，並且由饋線終端裝置傳送一設定檔案。遙控裝置，當與至少一饋線終端裝置建立連線時，接收至少一饋線終端裝置的至少一設定檔案，並且根據至少一設定檔案更新一記錄檔案。監控端耦接遙控裝置，接收記錄檔案，並且根據記錄檔案監控至少一饋線終端裝置。
本發明提供一種遙控裝置，適用於一電力系統，包括通訊單元、處理單元以及記憶單元。處理單元耦接通訊單元。記憶單元耦接處理單元。其中，當通訊單元與至少一饋線終端裝置建立連線時，從至少一饋線終端裝置接收至少一設定檔案，並傳送至處理單元。當處理單元接收至少一設定檔案時，根據至少一設定檔案更新儲存於記憶單元中的一記錄檔案。
本發明提供一種遙控方法，適用於一電力系統，包括以下步驟。首先，當與至少一饋線終端裝置建立連線時， 從至少一饋線終端裝置接收至少一設定檔案。然後，根據至少一設定檔案更新一記錄檔案。
基於上述，本發明提供一種電力系統，遙控裝置及其方法，在饋線終端裝置與遙控裝置連線時，傳送設定檔案至遙控裝置，使得遙控裝置可以根據設定檔案更新記錄檔案，使得遙控裝置，以及監控端可隨時因應現有的系統中，饋線終端裝置與偵測點的變化調整對應的記錄檔案。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為根據本發明一實施例所繪示電力系統的步驟時序圖。請參照圖1，電力系統10包括饋線終端裝置(亦稱做饋線終端單元Feeder Terminate Unit,FTU)111、遙控裝置120以及監控端130。值得注意的是，在本實施例中，電力系統10包括至少一饋線終端裝置，圖1中為了使說明更清楚，便以饋線終端裝置111與遙控裝置120以及監控端130之間動作做為代表說明。
在本實施例中，饋線終端裝置111、遙控裝置120以及監控端130利用分散式網路通訊協定版本3(Distributed Network Protocol 3,DNP 3)連接。而至少一饋線終端裝置，例如饋線終端裝置111包括多個偵測點，其中偵測點具有一型態，包括數位輸入點(Digital Input,DI)、數位輸出點(Digital Output,DO)、類比輸入點(Analog Input, AI)以及類比輸出點(Analog Output,AO)等型態。
遙控裝置120亦稱做饋線遙控終端單元(Feeder Remote Terminate Unit,FRTU)。當遙控裝置120與饋線終端裝置111建立連線時(步驟S101)，遙控裝置120接收饋線終端裝置111的設定檔案(饋線終端裝置111傳送設定檔案至遙控裝置120，步驟S103)，並且根據設定檔案更新遙控裝置120中的記錄檔案(步驟S105)。監控端130耦接遙控裝置120，接收記錄檔案(步驟S107)，並且根據記錄檔案監控至少一饋線終端裝置，例如饋線終端裝置111(步驟S109)。
值得一提的是，饋線終端裝置111的設定檔案中包括了饋線終端裝置111中各個偵測點的編號資訊，以及各個偵測點的型態。當遙控裝置120從至少一饋線終端裝置接收到如同饋線終端裝置111的設定檔案的至少一設定檔案時，則將其更新並且整理入記錄檔案之中。如此一來，在遙控裝置120的記錄檔案中亦同樣的具有各個饋線終端裝置中各個偵測點的編號資訊及各個偵測點的型態。記錄檔案的格式可參考下表1
上述表1僅為記錄檔案的一示意圖，包括饋線終端裝置111~113的記錄檔案。而在實際運用上，各個終端裝置中的偵測點數量將遠大於上述表1所示。並且，於記錄檔案的內容亦不限定於上述所示之欄位，可能根據實際應用時之需要增減。另一方面，偵測點的型態則根據偵測點的偵測內容而有不同的型態，並不限定各個饋線終端裝置必須具有多少數量、某種型態的偵測點。
請參照上述表1，饋線終端裝置111~113分別具有3個、2個及5個偵測點。而各個偵測點則又分別具有不同的型態，當遙控裝置120分別接收到饋線終端裝置111~113傳送的設定檔案時，遙控裝置120運用雜湊(Hash)或是其他排序方式，將設定資料的內容以附加的方式更新 至記錄檔案中。而當饋線終端裝置111~113之一，例如饋線終端裝置111與遙控裝置120失去連線時，遙控裝置120則將對應於饋線終端裝置111及其偵測點的欄位，也就是索引為1~3的欄位刪除。此時，遙控裝置120可將下方饋線終端裝置112~113所對應的欄位向上遞補，亦可保留空的欄位等待饋線終端裝置111再度連線，本發明並不限定於上述實施方式。
值得注意的是，在記錄檔案中亦包括了各個偵測點的目前狀態。在本實施例中，饋線終端裝置111~113傳送設定檔案至遙控裝置120的同時，亦傳送了各個偵測點的初始狀態至遙控裝置120。遙控裝置120則同時記錄了各個偵測點的初始狀態於記錄檔案中。而當偵測點的狀態改變時，遙控裝置120則會更新儲存於記錄檔案中各個偵測點的目前狀態。以下則將利用實施例配合圖式說明遙控裝置120以及監控端130如何得到目前偵測點的狀態。
圖2為根據本發明一實施例所繪示電力系統的裝置方塊圖。在本實施例中，遙控裝置120從饋線終端裝置111~11n獲得偵測點的狀態之方式主要包括輪詢模式(Poll mode)以及非詢問模式(Unsolicited mode)，其中n為大於0的正整數。請參照圖2，當遙控裝置120與饋線終端裝置111~11n之間被設定為輪詢模式時，遙控裝置120以第一預定時間為一週期，傳送狀態要求SC至饋線終端裝置111~11n。當饋線終端裝置111~11n接收到狀態要求SC，並且所屬之偵測點之中狀態改變時，饋線終端裝置 111~11n傳送狀態資訊SI1~SIn至遙控裝置120。值得注意的是，僅有所屬的偵測點之狀態改變時，饋線終端裝置111~11n才會回傳狀態資訊SI1~SIn至遙控裝置120，並非每次接收到狀態要求SC時皆會回傳狀態資訊SI1~SIn。
當遙控裝置120與饋線終端裝置111~11n之間被設定非詢問模式時，遙控裝置120並不主動發送狀態要求SC至饋線終端裝置111~11n，而是當饋線終端裝置111~11n所屬的偵測點之狀態改變時，由饋線終端裝置111~11n主動回傳狀態資訊SI1~SIn至遙控裝置120。
無論遙控裝置120被設定為輪詢模式或是非詢問模式，當遙控裝置120接收由狀態資訊SI1~SIn中至少一則時，遙控裝置120更新監控資訊MI，其中監控資訊MI包括了目前饋線終端裝置111~11n中所有偵測點的狀態。而監控端130亦同樣可透過輪詢模式以及非詢問模式從遙控裝置120取得監控資訊MI。
當監控端130與遙控裝置120之間被設定為輪詢模式時，監控端130以第二預設時間為週期，發送監控要求MC至遙控裝置120。當遙控裝置120接收監控要求，並且監控資訊MI已更新時，遙控裝置120傳送監控資訊MI至監控端130。而當監控端130與遙控裝置120之間被設定為非詢問模式時，每當遙控裝置120更新監控資訊MI時，遙控裝置120亦同時發送已更新的監控資訊MI至監控端130。
值得一提的是，監控端130與遙控裝置120之間所設 定的工作模式(輪詢模式或是非詢問模式)以及遙控裝置120與饋線終端裝置111~11n之間的工作模式(輪詢模式或是非詢問模式)在實施時不需同時使用相同的模式(輪詢模式或是非詢問模式之一)，本發明並不限定。
另一方面，當監控端130欲控制偵測點中型態為DO或AO等可接收指令及要求的偵測點時，監控端130發送控制要求CC至遙控端120。當遙控端120接收控制要求CC時，根據記錄檔案解析控制要求CC，並判斷在控制要求中欲控制的偵測點為饋線終端裝置111~11n中其一所屬之偵測點，並且將控制要求CC傳送至包括該偵測點的饋線終端裝置(例如饋線終端裝置111)。
本發明亦提供一種遙控裝置，適用於一電力系統。圖3為根據本發明一實施例所繪示遙控裝置的裝置方塊圖。請參照圖3，遙控裝置30包括通訊單元310、處理單元320以及記憶單元330。其中，處理單元320耦接通訊單元310；記憶單元330耦接處理單元320。當通訊單元310與至少一饋線終端裝置(如圖2所示饋線終端裝置111~11n)建立連線時，分別從至少一饋線終端裝置接收設定檔案CF1~CFn，並傳送至處理單元320其中n為大於0的正整數，對應於饋線終端裝置的數量。而當處理單元320接收設定檔案CF1~CFn時，處理單元320根據設定檔案CF1~CFn更新儲存於記憶單元330中的記錄檔案。
記錄檔案中包括至少一饋線終端裝置中各饋線終端裝置對應的多個偵測點的資訊，以及上述各個偵測點的型 態。當至少一饋線終端裝置之一與通訊單元310連線中斷時，處理單元320刪除儲存於記憶單元330中記錄檔案裡對應所述斷線之饋線終端裝置的偵測點之資訊。
如同上述圖2所示實施例，當遙控裝置30與至少一饋線終端裝置之間的模式被設定為輪詢模式時，通訊單元310以第一預定時間為週期，對至少一饋線終端裝置傳送狀態要求SC。當通訊單元310從至少一饋線終端裝置接收狀態資訊SI1~SIn時，處理單元320根據狀態資訊SI1~SIn更新監控資訊MI，其中監控資訊MI儲存於記憶單元330中。
當遙控裝置30與至少一饋線終端裝置之間的模式被設定為非詢問模式時，當至少一饋線終端裝置所屬的偵測點具有狀態改變時，即會自動回傳狀態資訊SI1~SIn。當通訊單元310從至少一饋線終端裝置接收狀態資訊SI1~SIn時，處理單元320根據狀態資訊SI1~SIn更新監控資訊MI，其中監控資訊儲存於記憶單元330中。
與圖2所示實施例相同，遙控裝置與監控端之間亦包括輪詢模式及非詢問模式。當遙控裝置30與監控端之間的模式被設定為輪詢模式時，通訊單元310從一監控端接收監控要求MC，並且監控資訊MI已更新時，處理單元320透過通訊單元310傳送監控資訊MI至監控端。而當遙控裝置30與監控端之間的模式被設定為非詢問模式時，每當監控資訊MI已更新時，處理單元320透過通訊單元310傳送監控資訊MI至監控端。
另外，當通訊單元310從監控端接收到控制要求CC時，處理單元320從通訊單元310接收控制要求CC。處理單元320並且根據記錄檔案解析控制要求CC，並傳送控制要求CC至對應的至少一饋線終端裝置之一。
本發明亦提供一種遙控方法，適用於一遙控裝置。圖4為根據本發明一實施例所繪示遙控方法的流程圖。請參照圖4，首先在步驟S401時，當與至少一饋線終端裝置建立連線時，從至少一饋線終端裝置接收至少一設定檔案。然後在步驟S402時，根據至少一設定檔案更新一記錄檔案。而本方法的詳細實施方式及說明可以參照前述於圖1~圖3所示實施例所說明的內容，在此則不另外贅述。
綜上所述，本發明提供了一種電力系統、遙控裝置及其方法，每當饋線終端裝置與遙控裝置連線時，即會傳送設定檔案至遙控裝置，使得遙控裝置得以自動依據此設定檔案更新記錄檔案，由此電力系統便不需因為饋線終端裝置的新增或移除而手動更改設定，更不需因手動更改設定而關閉整個電力系統。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧電力系統
111~11n‧‧‧饋線終端裝置
120、30‧‧‧遙控裝置
130‧‧‧監控端
310‧‧‧通訊單元
320‧‧‧處理單元
330‧‧‧記憶單元
S101~S107‧‧‧步驟
SC‧‧‧狀態要求
CF1~CFn‧‧‧設定檔案
SI1~SIn‧‧‧狀態資訊
CC‧‧‧控制要求
MC‧‧‧監控要求
MI‧‧‧監控資訊
圖1為根據本發明一實施例所繪示電力系統的步驟時 序圖。
圖2為根據本發明一實施例所繪示電力系統的裝置方塊圖。
圖3為根據本發明一實施例所繪示遙控裝置的裝置方塊圖。
圖4為根據本發明一實施例所繪示遙控方法的流程圖。
10‧‧‧電力系統
111‧‧‧饋線終端裝置
120‧‧‧遙控裝置
130‧‧‧監控端
S101~S109‧‧‧步驟

Claims (24)

  1. 一種電力系統，包括：至少一饋線終端裝置，包括多個偵測點，其中該些偵測點具有一型態，該饋線終端裝置傳送一設定檔案，其中，該設定檔案包括該些偵測點的編號資訊以及各該偵測點的該型態；一遙控裝置，當與該至少一饋線終端裝置建立連線時，接收該至少一饋線終端裝置的至少一設定檔案，並且根據該至少一設定檔案更新一記錄檔案，其中更新後的該記錄檔案包括該些偵測點的該編號資訊以及各該偵測點的該型態；以及一監控端，耦接該遙控裝置，接收該記錄檔案，並且根據該記錄檔案監控該至少一饋線終端裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述系統，其中：該記錄檔案包括該至少一饋線終端裝置中各饋線終端裝置對應的該些偵測點的資訊，以及各饋線終端裝置對應的該些偵測點的該型態。
  3. 如申請專利範圍第2項所述系統，其中：當該至少一饋線終端裝置之一與該遙控裝置連線中斷時，該遙控裝置刪除該記錄檔案中對應該饋線終端裝置的該些偵測點的資訊及型態。
  4. 如申請專利範圍第1項所述系統，其中：該遙控裝置以一第一預定時間為週期，對該至少一饋線終端裝置傳送狀態要求； 當該至少一饋線終端裝置中該些偵測點中至少一的一狀態發生改變，並且接收該狀態要求時，該饋線終端裝置回傳一狀態資訊至該遙控裝置；以及當該遙控裝置接收該至少一狀態資訊時，根據該至少一狀態資訊更新一監控資訊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述系統，其中：當該至少一饋線終端裝置中該些偵測點中至少一狀態發生改變時，該饋線終端裝置主動回傳一狀態資訊至該遙控裝置；當該遙控裝置接收該至少一狀態資訊時，根據該至少一狀態資訊更新一監控資訊。
  6. 如申請專利範圍第4項或5項所述系統，其中：該監控端以一第二預設時間為週期，發送一監控要求至該遙控裝置；以及當該遙控裝置接收該監控要求，並且該監控資訊已更新時，該遙控裝置傳送該監控資訊至該監控端。
  7. 如申請專利範圍第4項或5項所述系統，其中：當該監控資訊已更新時，該遙控裝置傳送該監控資訊至該監控端。
  8. 如申請專利範圍第1項所述系統，其中：當監控端發送一控制要求至該遙控裝置時，該遙控裝置根據該記錄檔案解析該控制要求，並透過該通訊單元傳送該控制要求至對應的該至少一饋線終端裝置之一。
  9. 一種遙控裝置，適用於一電力系統，包括： 一通訊單元；一處理單元，耦接該通訊單元；以及一記憶單元，耦接該處理單元；其中，當該通訊單元與至少一饋線終端裝置建立連線時，從該至少一饋線終端裝置接收至少一設定檔案，並傳送至該處理單元；以及當該處理單元接收該至少一設定檔案時，根據該至少一設定檔案更新儲存於該記憶單元中的一記錄檔案，其中更新後的該記錄檔案包括該至少一饋線終端裝置的多個偵測點的編號資訊以及各該偵測點的型態。
  10. 如申請專利範圍第9項所述裝置，其中：該記錄檔案包括該至少一饋線終端裝置中各饋線終端裝置對應的多個偵測點的資訊，以及各饋線終端裝置對應的該些偵測點的一型態。
  11. 如申請專利範圍第10項所述裝置，其中：當該至少一饋線終端裝置之一與該通訊單元連線中斷時，該處理單元刪除儲存於記憶單元中該記錄檔案中對應該饋線終端裝置的該些偵測點的資訊。
  12. 如申請專利範圍第9項所述裝置，其中：該通訊單元以一第一預定時間為週期，對該至少一饋線終端裝置傳送狀態要求；以及當該通訊單元從該至少一饋線終端裝置接收至少一狀態資訊時，該處理單元根據該至少一狀態資訊更新一監控資訊，其中該監控資訊儲存於該記憶單元中。
  13. 如申請專利範圍第9項所述裝置，其中：當該通訊單元從該至少一饋線終端裝置接收至少一狀態資訊時，根據該至少一狀態資訊更新一監控資訊，其中該監控資訊儲存於該記憶單元中。
  14. 如申請專利範圍第12項或第13項所述裝置，其中：當該通訊單元從一監控端接收一監控要求，並且該監控資訊已更新時，該處理單元透過該通訊單元傳送該監控資訊至該監控端。
  15. 如申請專利範圍第12項或第13項所述裝置，其中：當該監控資訊已更新時，該處理單元透過該通訊單元傳送該監控資訊至一監控端。
  16. 如申請專利範圍第9項所述裝置，其中：當通訊單元接收到一控制要求時，該處理單元從該通訊單元接收該控制要求，根據該記錄檔案解析該控制要求，並傳送該控制要求至對應的該至少一饋線終端裝置之一。
  17. 一種遙控方法，適用於一電力系統中的一遙控裝置，包括：當與至少一饋線終端裝置建立連線時，從該至少一饋線終端裝置接收至少一設定檔案；以及根據該至少一設定檔案更新一記錄檔案，其中更新後的該記錄檔案包括該至少一饋線終端裝置的多個偵測點的 編號資訊以及各該偵測點的型態。
  18. 如申請專利範圍第17項所述方法，其中：該記錄檔案包括該至少一饋線終端裝置中各饋線終端裝置對應的多個偵測點的資訊，以及各饋線終端裝置對應的該些偵測點的一型態。
  19. 如申請專利範圍第18項所述方法，其中：當與該至少一饋線終端裝置之一連線中斷時，該處理單元刪除該記錄檔案中對應該饋線終端裝置的該些偵測點的資訊。
  20. 如申請專利範圍第17項所述方法，其中根據該至少一設定檔案更新該記錄檔案的步驟之後，所述方法更包括：以一第一預定時間為週期，對該至少一饋線終端裝置傳送狀態要求；以及當接收至少一狀態資訊時，根據該至少一狀態資訊更新一監控資訊。
  21. 如申請專利範圍第17項所述方法，其中根據該至少一設定檔案更新該記錄檔案的步驟之後，所述方法更包括：當從該至少一饋線終端裝置接收至少一狀態資訊時，根據該至少一狀態資訊更新一監控資訊。
  22. 如申請專利範圍第20項或第21項所述方法，其中根據該至少一狀態資訊更新該監控資訊的步驟之後更包括： 當該通訊單元從一監控端接收一監控要求時，傳送該監控資訊至一監控端。
  23. 如申請專利範圍第20項或第21項所述方法，其中根據該至少一狀態資訊更新該監控資訊的步驟之後更包括：傳送該監控資訊至一監控端。
  24. 如申請專利範圍第17項所述方法，其中根據該至少一狀態資訊更新該監控資訊的步驟之後更包括：接收一控制要求；根據該記錄檔案解析該控制要求；以及傳送該控制要求至對應的該至少一饋線終端裝置之一。
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