TWM596476U

TWM596476U - 分散式電源管理平台之閘道器

Info

Publication number: TWM596476U
Application number: TW109201408U
Authority: TW
Inventors: 劉俊宏; 辜志承; 湯人初
Original assignee: 台灣易力軟體有限公司
Priority date: 2020-02-07
Filing date: 2020-02-07
Publication date: 2020-06-01

Abstract

一種分散式電源管理平台之閘道器耦接至一電力裝置及一XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol)伺服器，該閘道器包含一主通訊架構(Master)、一映射單元及一XMPP客戶端，該主通訊架構耦接至該電力裝置之一從通訊架構(Slave)，該主通訊架構及該從通訊架構使用同一底層通訊協議(Communication protocol)，該映射單元在該底層通訊協議及一IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準之間進行映射(Mapping)，該XMPP客戶端耦接至該XMPP伺服器，其中該XMPP客戶端及該XMPP伺服器使用該IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準

Description

分散式電源管理平台之閘道器

本創作是關於一種分散式電源管理平台，特別是關於一種分散式電源管理平台之閘道器。

隨著世界各國對於再生能源發展的重視，越來越多的再生能源併入電網之中，使得再生能源於總能源之占比逐年提高，而對於整體電網之可靠度及穩定度造成影響，此外，一般再生能源的發電設備，例如水力發電機、太陽能板、風力發電機…等，必須視各地區之地形、環境及氣候進行設置，一般設置於較為偏遠的地區，因此，再生能源現場相關之發電資料的擷取及通訊方式對於分散式電源的管理相當重要。

國際標準IEC 61850通訊協議最初應用於變電所自動化領域，為變電所自動化提供統一的通信標準，隨著IEC61850不斷的新增與修訂，IEC 61850標準逐漸擴充到更多領域的應用，包含水力發電廠監控、分散式能源監控、風力發電廠監控…等，已成為目前分散式電源的管理的核心標準之一，因此，如何設置能夠符合IEC 61850通訊協議之閘道器已成為建構分散式電源管理平台的重要基礎。

本創作的主要目的在於提供能夠符合IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準之閘道器，並使用XMPP連接至雲端能源管理平台，可利於分散式電源管理平台之建構。

本創作之一種分散式電源管理平台之閘道器耦接至一電力裝置及一XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol)伺服器，該閘道器包含一主通訊架構(Master)、一映射單元及一XMPP客戶端，該主通訊架構耦接至該電力裝置之一從通訊架構(Slave)，其中該主通訊架構及該從通訊架構使用同一底層通訊協議(Communication protocol)，該映射單元用以在該底層通訊協議及一IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準之間進行映射(Mapping)，該XMPP客戶端耦接至該XMPP伺服器，其中該XMPP客戶端及該XMPP伺服器使用該IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準。

本創作藉由該閘道器之該映射單元將該電力裝置所使用之該底層通訊協議映射至該IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準，使得該電力裝置能夠透過該閘道器連接至該XMPP伺服器，以實現雲端分散式電源管理平台的建立。

請參閱第1圖，其為本創作之一實施例，一種分散式電源管理平台之閘道器200的方塊圖，該分散式電源管理平台之閘道器200耦接至一電力裝置100及一XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol)伺服器300。

該電力裝置100具有一電力設備110、一監控裝置120及一從通訊架構(Slave)130，其中，該電力設備110可為再生能源發電裝置、非再生能源發電裝置、輸電設備及配電裝置…等電力相關之系統或裝置，該監控裝置120用以監測該電力設備110的複數個參數，例如發電資訊(功率、電流、電壓)、環境資訊(氣溫、風速、雨量、照度、流速)…等，以即時地掌握該電力裝置100現場的發電情況。該從通訊架構130電性連接該監控裝置120並接收該些參數，該從通訊架構130用以對該些參數進行封裝、定址、路由…等，使該監控裝置120偵測之該些參數能夠經由網際網路進行傳輸。較佳的，單一個該閘道器200能夠同時耦接複數個該電力裝置100，而耦接之該些電力裝置100的數量視該閘道器200的運算能力而定，本創作並不在此限。

請再參閱第1圖，該閘道器200具有一主通訊架構(Master)210、一映射單元220、一XMPP客戶端230、一ICD文件(IED Capability Description File)建置單元240及一TR-069使用者代理(Technical Report-069 Agent)250。

該閘道器200之該主通訊架構210耦接該電力裝置100之該從通訊架構130，以接收由該從通訊架構130傳送之該些參數，在本實施例中，該主通訊架構210及該從通訊架構130之間耦接的一傳輸層(Transport layer)可選自為TCP/IP、UDP/IP，且該主通訊架構210及該從通訊架構130使用同一底層通訊協議(Communication protocol)，該底層通訊協議可選自為DNP3、Modbus、IEC 870-5-104或MQTT…等，在本實施例中，該主通訊架構210及該從通訊架構130之間耦接的該傳輸層為TCP/IP，該底層通訊協議為DNP3。

由於該主通訊架構210及該從通訊架構130所使用之該底層通訊協議為DNP3，而需要設定IP位置才能夠進行相互連接，在該電力裝置100數量多時會導致使用及設定相當繁複，因此，本創作將該底層通訊協議DNP3映射為一IEC61850-8-2之XMPP通訊協議，進而可使用XMPP進行資訊之傳輸，以達成雲端分散式電源管理平台之建立。

其中，XMPP為一種以可延伸標記式語言(eXtensible Markup Language, XML)為基礎的通訊協議，在即時訊息通信領域已廣泛應用，由於XMPP能適應複雜的網路系統，並能適應不同的網路架構方式以及用戶同時在線的網路通訊，可以解決大量IED或者終端設備同時在線而導致之網路結構複雜的問題。

請參閱第1圖，該映射單元220在該底層通訊協議及該IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準之間進行映射(Mapping)，以將符合該底層通訊協議之資訊映射為符合IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準之資訊，或是將符合IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準之資訊映射為符合該底層通訊協議之資訊。較佳的，該映射單元220可適用於DNP3、Modbus、IEC 870-5-104或MQTT…等上百種底層通訊協議與IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準之間的映射，而能夠適用於多種類之該電力裝置100。在本實施例中，該主通訊架構210接收之該些參數經由該映射單元220由DNP3通訊協議映射為符合該IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準之一電力資訊。

該XMPP客戶端230耦接至該XMPP伺服器300，且該XMPP客戶端230及該XMPP伺服器300使用該IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準，且該XMPP客戶端230及該XMPP伺服器300之間耦接的一傳輸層為XMPP，而能夠不需設置IP位址，直接透過帳戶及密碼的設置讓該XMPP客戶端230及該XMPP伺服器300進行連接及資訊傳輸。

該ICD文件建置單元240輸出一ICD文件至該XMPP客戶端230，該ICD文件在設置該XMPP客戶端230前預先編撰，其包含了所有該電力裝置100的相關資訊，該ICD文件能夠利於該XMPP客戶端230的建立，並正確地將各該電力裝置100之相關資訊傳送至該XMPP伺服器300。較佳的，該XMPP伺服器300將符合該IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準之該電力資訊傳送至另一XMPP客戶端400，而另一該XMPP客戶端400則可根據該電力資訊繪製該些電力裝置100之單線圖，進一步地可視化所有之該電力裝置100的相關資訊。相對地，另一該XMPP客戶端400也可經由該XMPP伺服器300及該閘道器200傳送控制訊號至該電力裝置100，以對其進行控制，例如發電量的調整、發電設備的開關、故障排除、配電裝置的控制…等，而達成雙向通訊之架構。

該TR-069使用者代理250耦接至一自動配置伺服器(Auto-Configuration Server, ACS)500，該裝置管理系統600耦接至該XMPP伺服器300，因此，使用者可經由該XMPP客戶端400、該XMPP伺服器300、該裝置管理系統600、該自動配置伺服器500及該TR-069使用者代理250對該閘道器200進行維護，以實現物聯網(Internet of Things, IoT)之高效互連的功效。

本創作藉由該閘道器200之該映射單元220將該電力裝置100所使用之該底層通訊協議映射至該IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準，使得該電力裝置100能夠透過該閘道器200連接至該XMPP伺服器300，以實現雲端分散式電源管理平台的建立。

本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本創作之保護範圍。

100:電力裝置 110:電力設備 120:監控裝置 130:從通訊架構 200:分散式電源管理平台之閘道器 210:主通訊架構 220:映射單元 230:XMPP客戶端 240:ICD文件建置單元 250:TR-069使用者代理 300:XMPP伺服器 400:XMPP客戶端 500:自動配置伺服器 600:裝置管理系統

第1圖：依據本創作之一實施例，一種分散式電源管理平台之閘道器的方塊圖。

100:電力裝置

110:電力設備

120:監控裝置

130:從通訊架構

200:分散式電源管理平台之閘道器

210:主通訊架構

220:映射單元

230:XMPP客戶端

240:ICD文件建置單元

250:TR-069使用者代理

300:XMPP伺服器

400:XMPP客戶端

500:自動配置伺服器

600:裝置管理系統

Claims

一種分散式電源管理平台之閘道器，其耦接至一電力裝置及一XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol)伺服器，該閘道器包含：一主通訊架構(Master)，耦接至該電力裝置之一從通訊架構(Slave)，其中該主通訊架構及該從通訊架構使用同一底層通訊協議(Communication protocol)；一映射單元，用以在該底層通訊協議及一IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準之間進行映射(Mapping)；以及一XMPP客戶端，耦接至該XMPP伺服器，其中該XMPP客戶端及該XMPP伺服器使用該IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準。
如請求項1之分散式電源管理平台之閘道器，其中該主通訊架構及該從通訊架構使用之該底層通訊協議可選自為DNP3、Modbus、IEC 870-5-104或MQTT。
如請求項2之分散式電源管理平台之閘道器，其中該主通訊架構及該從通訊架構之間耦接的一傳輸層(Transport layer)可選自為TCP/IP、UDP/IP。
如請求項1之分散式電源管理平台之閘道器，其中該電力裝置具有一電力設備及一監控裝置，該監控裝置用以監控該電力設備之複數個參數，該些參數經由該從通訊架構傳送至該主通訊架構。
如請求項4之分散式電源管理平台之閘道器，其中該些參數經由該映射單元映射為符合該IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準之一電力資訊，該電力資訊再經由該XMPP客戶端傳送至該XMPP伺服器。
如請求項5之分散式電源管理平台之閘道器，其中該XMPP伺服器將符合該IEC61850-8-2之XMPP通訊協議標準之該電力資訊傳送至另一XMPP客戶端。
如請求項1之分散式電源管理平台之閘道器，其中該XMPP客戶端及該XMPP伺服器之間耦接的一傳輸層為XMPP。
如請求項1之分散式電源管理平台之閘道器，其包含有一ICD文件(IED Capability Description File)建置單元，該ICD文件建置單元用以輸出一ICD文件至該XMPP客戶端。
如請求項1之分散式電源管理平台之閘道器，其包含有一TR-069使用者代理(Technical Report-069 Agent)，該TR-069使用者代理耦接至一自動配置伺服器(Auto-Configuration Server, ACS)。
如請求項9之分散式電源管理平台之閘道器，其中該自動配置伺服器耦接至一裝置管理系統，該裝置管理系統經由該自動配置伺服器及該TR-069使用者代理維護該閘道器。