混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法
【专利摘要】本发明涉及一种混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法,以及对应此方法产生的通讯监视机制,该方法将站内SDH/MSTP设备作为实现站间设备通讯互联中间连接设备，以便使用以太网专网业务，采用连接方式是站内控制保护装置通过百兆以太网接入交换机组网，然后通过SDH/MSTP设备接入SDH网络。该站间通讯作用是在传统电流源换流站和电压源型换流站之间交换控制命令以及运行状态信息,站间通讯采用双网互为备用的连接方式,组成混合直流拓扑的多个站之间采用点对点连接方式，从任何一个站都有到其他站的连接通道，该连接通道采用光纤通道方式，光缆跟随每个站之间的地下电缆或者海缆铺设。
【专利说明】
混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法
技术领域
[0001]本发明属于直流输电领域，特别涉及一种混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法。
【背景技术】
[0002]柔性直流输电采用电压源换流器，可以独立调节有功和无功的传输、提高交流系统的输电能力，易于构成多端直流输电系统，在可再生能源的发电并网、孤岛城市供电以及交流系统互联等应用领域，具有明显的竞争力。
[0003]混合多端直流拓扑以及光缆随直流电缆铺设示意如图1所示，以四个站为例，对于混合直流的多站之间通讯，要求任意两站之间能够高速通讯，并且不增加变电站额外的通讯设备。
[0004]对于两端直流换流站拓扑中，常采用的一种方式是点对点通讯，这种方式是利用站间通讯通道切换装置，输入为控制系统双套输入信号，输出是经过站间通讯通道切换装置选择为有效系统的数据，有效系统是指控制系统双套当前处于有效状态的一套，当控制系统双套切换后，站间通讯通道切换装置选择切换后的有效系统数据传输，有效数据的选择不在控制保护主机中实现，可以减少控制保护主机选择的代码，减轻主机负载，在控制保护系统中按照该方式连接示意图见下图2所示。
[0005]图2中站间通信功能主要由通讯板卡以及通道切换装置实现。主要完成直流控制保护系统的站间和极间通讯。通道切换装置有通道切换板卡，对来自冗余系统的站间通信通道进行切换。图中MUX为连接控制保护设备和光纤通信设备的连接装置。
[0006]但这种方式仅仅适用于两站之间点对点通讯，对于混合直流的多站之间通讯，按照这种方式不仅需要控制保护装置侧安装多块通讯板卡，并且需要多台通道切换装置，尤其组成AB网，装置和板卡数量都要乘于2，不经济并且增加了组网复杂性。因此本文针对这种弊端提出一种混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是，提供一种混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法，简化站间通讯方式，节约资源。
[0008]在每个站设置两个交换机，分别组成A、B网。A、B网交换机与极控制保护A套与极控制保护B套采用交叉连接方式，A、B网采用完全相同的接法，对任意一套极控制保护主机，同时接收到A、B网数据，但只采用其中一个网数据，另外一个网数据作为备用，交换机自身没有效数据切换机制，直接转发收到数据，极控制保护主机通过光通讯板卡实现主机间高速光纤以太网通讯及监视，A、B网数据的选择由主机内部逻辑实现，设定原则为:
[0009]A网和B网都正常或都异常的情况下，A套系统选择A网数据，B套系统选择A网数据.或者A网和B网都正常情况下，A、B套系统都选择其中一个网数据作为有效数据；
[0010]A网正常，B网异常的情况下，选择A网数据；[0011 ] A网异常，B网正常的情况下，选择B网数据；
[0012]以上A网作为专用通道，专用通道随直流线路铺设，B网为其他通道分时复用或者使用切分出的2Mbit/s站间通讯通道，每个站的两套处于主备状态的主机都监视自身的收通道，同时将收通道的通讯是否通畅信号传送回发送端。站间相互通讯的主机间还相互发送自身的心跳报文信号，判断A、B网异常的方法是:通过接收其他站主机通过A、B网发送的数据有效标志、光纤数据校验出错标志，以及心跳信号，这三类只要有一个出错就认为从该网接收数据异常，切换到另外一个通道接收数据，同时该主机报警，只有当该主机AB网都检测到故障后，才切换到备用主机，继续监视A、B网状态。如果混合直流系统正常运行中，主机AB都检测到自身的AB网故障，选择为报警或者跳闸。
[0013]以上所述混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法，将站内SDH/MSTP设备作为实现站间设备通讯互联中间连接设备，以便使用以太网专网业务，采用连接方式是站内控制保护装置通过百兆以太网接入交换机组网，然后通过SDH/MSTP设备接入SDH网络。以上所述MSTP(基于SDH的多业务传送平台)是指，基于SDH平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点，由该设备统一分配站内接入设备通讯带宽，由于混合多站直流系统随直流电缆新铺设光缆增加了站内总的通讯带宽资源，由上述MSTP将新铺设光缆通讯资源分配给站内控制保护系统使用。保护不采用专用通讯通道，合用直流控制站间通讯通道。
[0014]如上所述混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法，心跳信号在控制保护主机的主CPU板上实现。心跳报文作为一个主机是否死机的判断，会通过主机间通讯发送到对端。接收端将接收到的对端心跳报文和本侧的接收通道有效标识位相与，用于判别与对侧主机的通讯通道是否通畅。考虑通讯通道传输延时，判断心跳信号失去判据中加延时t，t取值范围Ims?Is0
[0015]如上所述混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法，组网方式采用多路点对点方式，每个站内采用带有光纤通讯接口以及网线接口的交换机，η个换流站交换机的I到η端口分别设定接到站I到站η的交换机上，每个站站内对应的交换机与站号相同的端口不接，每个站的极控制保护A套与极控制保护B套分别接到该站交换机的光通讯接口端。
[0016]如上所述混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法中，预先根据多站之间通讯数据量，通道延时要求确定需要的带宽要求，再和站内为直流控制保护系统预留的带宽进行对比，决定是否采用预留通道。如果预留通道比直流控制保护使用通道带宽小，在控制保护侧100Μ交换机出口增加带宽转换设备。或者减少直流控制保护站间通讯数据。
[0017]采用上述方案后，本发明的有益效果为:
[0018]本发明提供一种混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法，在混合多端柔直拓扑中，按照这种方式组网AB时，不需要控制保护装置侧安装多块通讯板卡，也不需要多台通道切换装置，简化站间通讯方式，节约资源。
【附图说明】
[0019]图1是混合直流拓扑以及光缆随直流电缆铺设示意图；
[0020]图2是常规两站之间点对点通讯构建方式，按照点对点方式两站极控制保护系统站间通讯连接示意图；[0021 ]图3是混合直流多站站内通讯网络连接示意图；
[0022]图4是混合直流多站外部通讯网络连接示意图。
【具体实施方式】
[0023]—种混合多端直流拓扑下(图1)站间通讯的组网方法，如图3所示，在每个站设置两个交换机，分别组成A、B网。A、B网交换机与极控制保护A套与极控制保护B套采用交叉连接方式，A、B网采用完全相同的接法，对任意一套极控制保护主机，同时接收到A、B网数据，但只采用其中一个网数据，另外一个网数据作为备用，交换机自身没有效数据切换机制，直接转发收到数据，极控制保护主机通过光通讯板卡实现主机间高速光纤以太网通讯及监视，A、B网数据的选择由主机内部逻辑实现，设定原则为:
[0024]A网和B网都正常或都异常的情况下，A套系统选择A网数据，B套系统选择A网数据.或者A网和B网都正常情况下，A、B套系统都选择其中一个网数据作为有效数据；
[0025]A网正常，B网异常的情况下，选择A网数据；
[0026]A网异常，B网正常的情况下，选择B网数据。
[0027]以上A网为专用通道，专用通道随直流线路铺设，B网为其他通道分时复用或者使用切分出的2Mbit/s站间通讯通道，每个站的两套处于主备状态的主机都监视自身的收通道，同时将收通道的通讯是否通畅信号传送回发送端。站间相互通讯的主机间还相互发送自身的心跳报文信号，判断A、B网异常的方法是:通过接收其他站主机通过A、B网发送的数据有效标志、光纤数据校验出错标志，以及心跳信号，这三类只要有一个出错就认为从该网接收数据异常，切换到另外一个通道接收数据，同时该主机报警，只有当该主机AB网都检测到故障后，才切换到备用主机，继续监视A、B网状态。如果混合直流系统正常运行中，主机AB都检测到自身的AB网故障，选择为报警或者跳闸。
[0028]以上所述混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法，如图4所示，将站内SDH/MSTP设备作为实现站间设备通讯互联中间连接设备，以便使用以太网专网业务，采用连接方式是站内控制保护装置通过百兆以太网接入交换机组网，然后通过SDH/MSTP设备接入SDH网络。以上所述MSTP(基于SDH的多业务传送平台)是指，基于SDH平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点，由该设备统一分配站内接入设备通讯带宽，由于混合多站直流系统随直流电缆新铺设光缆增加了站内总的通讯带宽资源，由上述MSTP将新铺设光缆通讯资源分配给站内控制保护系统使用。保护不采用专用通讯通道，合用直流控制站间通讯通道。
[0029]如上所述混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法，心跳信号在控制保护主机的主CPU板上实现。心跳报文作为一个主机是否死机的判断，会通过主机间通讯发送到对端。接收端将接收到的对端心跳报文和本侧的接收通道有效标识位相与，用于判别与对侧主机的通讯通道是否通畅。考虑通讯通道传输延时，判断心跳信号失去判据中加延时t，t取值范围Ims?Is0
[0030]如上所述混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法，组网方式采用多路点对点方式，每个站内采用带有光纤通讯接口以及网线接口的交换机，η个换流站交换机的I到η端口分别设定接到站I到站η的交换机上，每个站站内对应的交换机与站号相同的端口不接，每个站的极控制保护A套与极控制保护B套分别接到该站交换机的光通讯接口端。
[0031]如上所述混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法中，预先根据多站之间通讯数据量，通道延时要求确定需要的带宽要求，再和站内为直流控制保护系统预留的带宽进行对比，决定是否采用预留通道。如果预留通道比直流控制保护使用通道带宽小，在控制保护侧100M交换机出口增加带宽转换设备，如图2虚线部分的以太网转2M装置，另外一种方法是减少直流控制保护站间通讯数据。但如果预留通道比直流控制保护使用通道带宽大，可以去掉虚线部分的以太网转2M装置。
[0032]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管本领域的技术人员阅读本申请后，参照上述实施例本本发明进行种种修改或变更，但这些修改或变更均在申请待批本发明的权利申请要求保护范围之内。
【主权项】
1.混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法，其特征在于:在每个站设置两个交换机，分别组成A、B网，A、B网采用完全相同的接法，A、B网交换机与极控制保护A套主机、极控制保护B套主机采用交叉连接方式，对任意一套极控制保护主机，同时接收到A、B网数据，设定其中一个网数据是有效数据，另外一个网数据作为备用，交换机转发收到数据，极控制保护主机通过光通讯板卡实现控制主机间高速光纤以太网通讯及监视，A、B网数据的选择由控制主机内部逻辑实现，设定原则为: A网和B网都正常或都异常的情况下，A套系统选择A网数据，B套系统选择A网数据;或者A网和B网都正常情况下，A、B套系统都选择其中一个网数据作为有效数据； A网正常，B网异常的情况下，选择A网数据； A网异常，B网正常的情况下，选择B网数据； 将A、B网中的一个设定为专用通道，专用通道随直流线路铺设，另一个设定为其他通道分时复用或者使用切分出的站间通讯通道，每个站的两套处于主备状态的主机都监视自身的收通道，同时将收通道的通讯是否通畅的信号传送回发送端； 站间相互通讯的主机间相互发送自身的心跳报文信号，判断A、B网异常的方法是:通过接收其他站主机通过A、B网发送的数据有效标志、光纤数据校验出错标志以及心跳报文信号，这三类信号只要有一个出错就认为从该网接收数据异常，切换到另外一个通道接收数据，同时该主机报警； 当主机的A、B网都检测到故障后，才切换到备用主机，继续监视A、B网状态；如果混合直流系统正常运行中，主机A、B都检测到自身的A、B网故障，选择为报警或者跳闸。2.如权利要求1所述的混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法，其特征在于，将站内SDH/MSTP设备作为实现站间设备通讯互联中间连接设备， 采用的连接方式是站内控制保护装置通过以太网接入交换机组网，然后通过SDH/MSTP设备接入SDH网络； 所述MSTP是基于SDH的多业务传送平台，具体是指基于SDH平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点，由该设备统一分配站内接入设备通讯带宽，当混合多站直流系统随直流电缆新铺设光缆增加了站内总的通讯带宽资源时，由上述MSTP将新铺设光缆通讯资源分配给站内控制保护系统使用； 保护过程不采用专用通讯通道，合用直流控制站间通讯通道。3.如权利要求1所述的混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法，其特征在于，所述心跳报文信号在控制保护主机的主(PU板上实现； 心跳报文信号作为一个主机是否死机的判断，通过主机间通讯发送到对端;接收端将接收到的对端心跳报文和本侧的接收通道有效标识位相与，用于判别与对侧主机的通讯通道是否通畅;针对通讯通道传输延时，判断心跳信号失去判据中加延时t，t取值范围Ims?Is04.如权利要求1所述的混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法，其特征在于，A、B网的组网方式采用多路点对点方式，每个站内采用带有光纤通讯接口以及网线接口的交换机，η个换流站交换机的I到η端口分别设定接到站I到站η的交换机上，每个站站内对应的交换机与站号相同的端口不接，每个站的极控制保护A套与极控制保护B套分别接到该站交换机的光通讯接口端。5.如权利要求2所述的混合多端直流拓扑下站间通讯的组网方法中，其特征在于，预先根据多站之间通讯数据量，通道延时要求确定需要的带宽要求，再和站内为直流控制保护系统预留的带宽进行对比，决定是否采用预留通道;如果预留通道比直流控制保护使用通道带宽小，在控制保护侧交换机出口增加带宽转换设备，或者减少直流控制保护站间通讯数据。
【文档编号】H04L12/911GK105933141SQ201610218525
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】胡兆庆, 董云龙, 卢宇, 李海英, 曹冬明
【申请人】南京南瑞继保电气有限公司, 南京南瑞继保工程技术有限公司