多径协同通信系统、分布式资源聚合控制装置及组网方法与流程

本发明涉及能源数字化，具体涉及一种多径协同通信系统、分布式资源聚合控制装置及组网方法。

背景技术：

1、随着对清洁能源和新兴技术的大力推动，能源生产清洁化、能源消费电气化、能源利用高效化呈现加速发展态势，大规模分布式光伏、风电、储能设施、电动汽车、可调负荷(商业楼宇负荷、工业负荷)等资源参与电网互动调控的需求愈发迫切。

2、目前分布式灵活资源数量庞大、种类繁多、通信结构复杂、本体响应特性各异，分布式灵活资源侧环境复杂，涵盖了终端、网络、业务系统，物理接口多样、底层连接协议差异大，对分布式资源聚合控制装置的功能要求多样，导致资源统一接入与调控存在很大难度，特别是在部分偏远地区、商业楼宇内部等地方未实现有线网络覆盖、运营商4g/5g信号差或者通信信道不稳定，而目前分布式资源聚合控制装置采用但通信信道例如4g/5g信号和虚拟电厂聚合调控平台进行通信，单通信信道可靠性和健壮性不足，不能够支撑大规模分布式灵活资源快速、高效、安全地参与电网削峰填谷、调频等互动调控业务。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种多径协同通信系统、分布式资源聚合控制装置及组网方法，以解决分布式资源聚合控制装置和虚拟电厂聚合调控平台之间的通信可靠性和健壮性不足的技术问题。

2、第一方面，本发明提供了一种多径协同通信系统，包括：虚拟电厂聚合调控平台和若干构成无线自组网络的分布式资源聚合控制装置；所述分布式资源聚合控制装置包括大数据通信模块、长连接通信模块和通信响应控制模块；所述大数据通信模块用于和所述虚拟电厂聚合调控平台进行数据交互；所述长连接通信模块用于和无线自组网络中的其他所述分布式资源聚合控制装置进行长连接通信；所述虚拟电厂聚合调控平台用于监测所述分布式资源聚合控制装置的所述大数据通信模块的通信状态，当所述大数据通信模块的通信状态出现异常时，发送查询指令给未出现异常的所述分布式资源聚合控制装置；所述通信响应控制模块用于在接收到查询指令后，控制所述长连接通信模块基于所述查询指令找到出现异常的所述分布式资源聚合控制装置并向出现异常的所述分布式资源聚合控制装置发送唤醒报文，出现异常的所述分布式资源聚合控制装置接收到唤醒报文后唤醒所述大数据通信模块。

3、本发明实施例的多径协同通信系统，当分布式资源聚合控制装置的大数据通信模块的通信状态出现异常时，虚拟电厂聚合调控平台发送查询指令给未出现异常的分布式资源聚合控制装置，分布式资源聚合控制装置的通信响应控制模块在接收到查询指令后，控制长连接通信模块基于查询指令找到出现异常的分布式资源聚合控制装置并向出现异常的分布式资源聚合控制装置发送唤醒报文，出现异常的分布式资源聚合控制装置接收到唤醒报文后唤醒大数据通信模块，使大数据通信模块能够继续和虚拟电厂聚合调控平台进行通信，实现了大数据通信和长连接通信的协同通信，提高通信可靠性和健壮性。

4、在一种可选的实施方式中，所述大数据通信模块包括主通信模块和备用通信模块；所述虚拟电厂聚合调控平台监测所述主通信模块的通信状态和所述备用通信模块的通信状态，并在所述主通信模块和备用通信模块均未出现异常时，选择通过主通信模块和所述分布式资源聚合控制装置进行数据交互；在主通信模块出现异常且备用通信模块未出现异常时，选择通过备用通信模块和所述分布式资源聚合控制装置进行数据交互；在所述主通信模块和所述备用通信模块均出现异常时，发送查询指令给未出现异常的所述分布式资源聚合控制装置，未出现异常的所述分布式资源聚合控制装置的通信响应控制模块控制所述长连接通信模块基于所述查询指令找到出现异常的所述分布式资源聚合控制装置并向出现异常的所述分布式资源聚合控制装置发送唤醒报文，出现异常的所述分布式资源聚合控制装置接收到唤醒报文后唤醒所述大数据通信模块。

5、通过主通信模块和备用通信模块的切换，进一步提高通信可靠性和健壮性。

6、在一种可选的实施方式中，所述主通信模块采用eth通信模块，所述备用通信模块采用4g/5g通信模块，所述长连接通信模块采用lora通信模块。

7、在一种可选的实施方式中，所述分布式资源聚合控制装置还包括：下行通信模块，用于和资源端进行数据交互。

8、第二方面，本发明提供了一种分布式资源聚合控制装置，所述分布式资源聚合控制装置设有若干个，且若干个所述分布式资源聚合控制装置构成无线自组网络，所述分布式资源聚合控制装置包括：所述分布式资源聚合控制装置包括大数据通信模块、长连接通信模块和通信响应控制模块；所述大数据通信模块用于和虚拟电厂聚合调控平台进行数据交互；所述长连接通信模块用于和无线自组网络中的其他所述分布式资源聚合控制装置进行长连接通信；所述通信响应控制模块用于在接收到虚拟电厂聚合调控平台监测所述分布式资源聚合控制装置的所述大数据通信模块的通信状态，当所述大数据通信模块的通信状态出现异常时，发送的查询指令后，控制所述长连接通信模块基于所述查询指令找到出现异常的所述分布式资源聚合控制装置并向出现异常的所述分布式资源聚合控制装置发送唤醒报文，出现异常的所述分布式资源聚合控制装置接收到唤醒报文后唤醒所述大数据通信模块。

9、第三方面，本发明提供了一种无线自组网方法，应用于如本发明实施例第二方面所述的分布式资源聚合控制装置，所述无线自组网方法包括：将每个分布式资源聚合控制装置作为一个节点，并将所述节点所在的网络区域划分为若干带状区域；计算带状区域的域间中继节点，其中，所述域间中继节点为当前带状区域内距离当前带状区域的宽度方向上的边界最近的节点；当前节点接收虚拟电厂聚合调控平台发送的查询指令后生成查询报文，所述查询报文包括目标节点的标识符和位置信息；当前节点根据所述目标节点的标识符和位置信息在自身所在的带状区域内查找目标节点或通过所述域间中继节点将所述查询报文转发给相邻的带状区域内的节点进行跨区域查找，直至查询到目标节点。

10、本发明实施例的无线自组网方法，通过将节点所在的网络区域划分为若干带状区域，定时更新每个节点的缓存信息表，当接收到查询指令时，当前节点根据所述目标节点的标识符和位置信息在自身所在的带状区域内查找目标节点或通过所述域间中继节点将所述查询报文转发给相邻的带状区域内的节点进行跨区域查找，直至查询到目标节点，能够实现目标节点的快速查询。

11、在一种可选的实施方式中，在将所述节点所在的网络区域划分为若干带状区域之后，包括：计算当前节点的邻居节点，以及带状区域的边界节点，其中，所述邻居节点为在当前节点的无线传输范围内且位于当前节点所在的带状区域内的节点，所述边界节点为带状区域内在任一方向上没有邻居节点的节点；从所述带状区域的长度方向的两侧的边界节点分别向邻居节点定时发送位置更新报文，邻居节点接收到位置更新报文后根据位置更新报文更新自身的缓存信息表；从邻居节点中筛选下一跳节点，所述下一跳节点将自身的邻居节点的标识符和位置信息添加到所述位置更新报文中，并将添加信息后的位置更新报文转发给自身的邻居节点直至预设方向的边界节点接收到位置更新报文。

12、通过从所述带状区域的长度方向的两侧的边界节点分别向邻居节点定时发送位置更新报文，实现缓存信息表的快速更新。

13、在一种可选的实施方式中，所述从邻居节点中筛选下一跳节点，包括：计算当前节点和邻居节点的距离；将距离当前节点最远的邻居节点作为下一跳节点。

14、通过将最远的邻居节点作为下一跳节点，可以减少转发次数。

15、在一种可选的实施方式中，当前节点根据所述目标节点的标识符和位置信息在自身所在的带状区域内查找目标节点或通过所述域间中继节点将所述查询报文转发给相邻的带状区域内的节点进行跨区域查找，直至查询到目标节点，包括：当前节点根据目标节点的标识符和位置信息判断自身是否是目标节点，若自身为目标节点，则返回查询成功报文并结束查询，若自身不是目标节点，则确认缓存信息表中是否含有目标节点的信息，若缓存信息表中不含有目标节点的信息，则通过所述域间中继节点将所述查询报文转发给相邻的带状区域内的节点进行跨区域查找，若缓存信息表中含有目标节点的信息，则当前节点根据所述目标节点的标识符和位置信息在自身所在的带状区域内查找目标节点。

16、通过缓存信息表判断目标节点所处的带状区域，进而将查询报文转发给对应的带状区域进行查询，减少了查询工作量，提高查询效率。

17、在一种可选的实施方式中，当前节点根据所述目标节点的标识符和位置信息在自身所在的带状区域内查找目标节点，包括：判断目标节点是否在当前节点的无线传输范围内，若目标节点在当前节点的无线传输范围内，则将查询报文发送给目标节点，目标节点返回查询成功报文并结束查询，若目标节点不在当前节点的无线传输范围内，则将查询报文发送给下一跳节点，下一跳节点判断目标节点是否在自身的无线传输范围内，当目标节点在自身的无线传输范围内时，将查询报文发送给目标节点，否则，继续将查询报文发送给下一跳节点直至目标节点在下一跳节点的无线传输范围内并将查询报文发送给目标节点。

18、通过判断目标节点是否在当前节点的无线传输范围内，进而选择是否将查询报文转发给下一跳节点，实现在当前带状区域内的快速查询。