冗余網(wǎng)絡無縫切換方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及冗余網(wǎng)絡無縫切換方法與裝置，本發(fā)明使冗余網(wǎng)絡并列運行，并且規(guī)避了現(xiàn)有技術中一貫采用的通過網(wǎng)絡故障進行判別的思路，而采用非常獨特的思路，即轉(zhuǎn)而選取判斷數(shù)據(jù)的冗余性，從而使其可以保證任一網(wǎng)絡故障時數(shù)據(jù)能保持完整，同時也滿足了無縫切換的要求。
【專利說明】 冗余網(wǎng)絡無縫切換方法與裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及智能變電站領域，一種間隔層裝置的冗余網(wǎng)絡無縫切換方法。
【背景技術】
[0002]智能變電站IEC61850標準采用交換機組成的數(shù)字化過程層數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，不再依靠大量的電纜來傳輸過程層數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)最大化數(shù)據(jù)共享，減少接線復雜程度。這不僅要求智能電子設備(IED)具有更好的通信性能和處理速度，對通信網(wǎng)絡的可靠性也提出了更高的要求。由于繼電保護本身的速動性和可靠性要求，過程層數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的可靠性顯得尤為重要。
[0003]智能變電站過程層通信網(wǎng)絡常用的結(jié)構有單網(wǎng)運行、過程層設備冗余和過程層網(wǎng)絡冗余。單網(wǎng)結(jié)構簡單，如圖1所示，設備少投資小，但是不具備自愈能力，一旦網(wǎng)絡出現(xiàn)問題，保護裝置就會失效，有可能造成嚴重的后果。
[0004]過程層設備冗余配置，如圖2所示，使用雙套過程層設備分別組成兩個網(wǎng)絡同時接入一個間隔層設備，這種結(jié)構可靠性非常高，不論是過程層某個網(wǎng)絡出現(xiàn)故障或者裝置出現(xiàn)故障都不會影響間隔層裝置的正常運行，但是缺點也是顯而易見的，過程層裝置和網(wǎng)絡交換機增加了一倍，成本大幅度增加。
[0005]過程層網(wǎng)絡冗余配置，如圖3所示，使用一個過程層裝置跨接雙網(wǎng)，兩個網(wǎng)絡同時接入間隔層裝置，這種結(jié)構也具有雙網(wǎng)的自愈能力，增加了系統(tǒng)的可靠性，并且一定程度上控制了成本。應用方式是使冗余部分按照主備用的模式運行，運行中的網(wǎng)絡發(fā)生故障則切換到另外的備用網(wǎng)絡上。
[0006]這種模式在網(wǎng)絡發(fā)生故障時可以依靠切換自愈，但是切換存在時間，即存在自愈恢復時間。該時間的存在主要是由于判斷出網(wǎng)絡故障需要時間，主流判斷網(wǎng)絡故障的方法是在設定的時間內(nèi)接收不到報文即判定網(wǎng)絡故障，而設定的時間一般為發(fā)送端發(fā)送報文的最大周期。此種方法切換時必定存在真空期，如果此時有數(shù)據(jù)發(fā)送來則會有數(shù)據(jù)丟失的可倉泛。
[0007]隨著智能變電站的發(fā)展，系統(tǒng)對于過程層網(wǎng)絡可靠性的要求不斷提高，一般冗余配置的網(wǎng)絡雖然具有自愈能力，但自愈恢復時間已經(jīng)不能滿足要求。本發(fā)明的目標是設計一種過程層網(wǎng)絡切換的方法用以將過程層網(wǎng)絡自愈時間降低為0，即沒有自愈恢復時間的無縫切換。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的是提供一種冗余網(wǎng)絡切換方法，用以解決現(xiàn)有網(wǎng)絡切換方法無法保持數(shù)據(jù)完整的問題。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:
[0010]冗余網(wǎng)絡無縫切換方法，冗余網(wǎng)絡并列運行；對接收到的各冗余網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，按照接收的時間順序?qū)懭胪粋€緩存序列；逐一判斷緩存的信息是否為冗余信息，若是為冗余則丟棄，若否則進行后續(xù)處理。
[0011]對于GOOSE信息的冗余網(wǎng)絡，間隔層裝置接收并處理，按照接收處理完成的時間順序，寫入所述同一個緩存序列。
[0012]判斷信息是否為冗余信息的方式為:當緩存信息中的狀態(tài)與上一次處理的信息狀態(tài)一致時認為信息為冗余丟棄本條信息，如果不一致則對本次信息的狀態(tài)進行后續(xù)處理并發(fā)送。
[0013]對于SV信息的冗余網(wǎng)絡，間隔層裝置接收并解析采樣點信息，按照接收處理完成的時間順序，寫入所述同一個緩存序列。
[0014]判斷信息是否為冗余信息的方式為:當采樣序號與前一個采樣點相比未發(fā)生變化時判斷該采樣點為冗余丟棄，當采樣序號發(fā)生變化時則轉(zhuǎn)存入采樣緩存區(qū)供計算使用。
[0015]冗余網(wǎng)絡無縫切換裝置，同時接收各冗余網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，按照接收的時間順序?qū)懭胪粋€緩存序列的模塊；逐一判斷緩存的信息是否為冗余信息，若是為冗余則丟棄，若否則進行后續(xù)處理的模塊。
[0016]其特征在于，對于GOOSE信息的冗余網(wǎng)絡，間隔層裝置接收并處理，按照接收處理完成的時間順序，寫入所述同一個緩存序列。
[0017]其特征在于，判斷信息是否為冗余信息的方式為:當緩存信息中的狀態(tài)與上一次處理的信息狀態(tài)一致時認為信息為冗余丟棄本條信息，如果不一致則對本次信息的狀態(tài)進行后續(xù)處理并發(fā)送。
[0018]對于SV信息的冗余網(wǎng)絡，間隔層裝置接收并解析采樣點信息，按照接收處理完成的時間順序，寫入所述同一個緩存序列。
[0019]判斷信息是否為冗余信息的方式為:當采樣序號與前一個采樣點相比未發(fā)生變化時判斷該采樣點為冗余丟棄，當采樣序號發(fā)生變化時則轉(zhuǎn)存入采樣緩存區(qū)供計算使用。
[0020]本發(fā)明的冗余網(wǎng)絡切換方法，是運行于間隔層裝置、過程層冗余網(wǎng)絡的切換方法。本發(fā)明使冗余網(wǎng)絡并列運行，并且規(guī)避了現(xiàn)有技術中一貫采用的通過網(wǎng)絡故障進行判別的思路，而采用非常獨特的思路，即轉(zhuǎn)而選取判斷數(shù)據(jù)的冗余性，從而使其可以保證任一網(wǎng)絡故障時數(shù)據(jù)能保持完整，同時也滿足了無縫切換的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是單網(wǎng)模式結(jié)構圖；
[0022]圖2是過程層設備冗余結(jié)構圖；
[0023]圖3是過程層網(wǎng)絡冗余結(jié)構圖；
[0024]圖4是雙網(wǎng)GOOSE處理機制示意圖；
[0025]圖5是雙網(wǎng)SV處理機制示意圖；
[0026]圖6是雙網(wǎng)GOOSE信息切換流程圖；
[0027]圖7是雙網(wǎng)SV信息切換流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0029]本發(fā)明的基本方案在于:冗余網(wǎng)絡并列運行，對接收到的各冗余網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，按照接收的時間順序?qū)懭胪粋€緩存序列；逐一判斷緩存的信息是否為冗余信息，若是為冗余則丟棄，若否則進行后續(xù)處理。
[0030]該基本方案能夠?qū)崿F(xiàn)智能拋棄故障通道，選擇正常工作通道的數(shù)據(jù)，形成最終的可用數(shù)據(jù)。
[0031]對于冗余網(wǎng)絡，可以是兩個甚至是兩個以上的網(wǎng)絡，下文以雙網(wǎng)為例進行說明。
[0032]對于GOOSE雙網(wǎng):
[0033]如圖4、6所示，間隔層裝置同時實時掃描雙網(wǎng)，同時分別處理雙網(wǎng)得到的報文，解析報文得到雙份信息，按照接收處理完成的時間順序，寫入同一個緩存序列(等同于按時間排序)，軟件按這個緩存序列的順序逐一判斷信息是否為冗余信息，當緩存信息中的狀態(tài)與上一次處理的信息狀態(tài)一致時認為信息為冗余丟棄本條信息，如果不一致則對本次信息的狀態(tài)進行后續(xù)處理并發(fā)送。
[0034]對于SV雙網(wǎng):
[0035]如圖5、7所示，間隔層裝置同時接收雙網(wǎng)上內(nèi)容一致的SV報文，并同時分別解析報文得到雙份采樣點信息，按照接收處理完成的時間順序，寫入同一個緩存序列，軟件按這個緩存序列的順序逐一判斷采樣信息是否為冗余，當采樣序號與前一個采樣點相比未發(fā)生變化時認為該采樣點為冗余丟棄，當采樣序號發(fā)生變化時則轉(zhuǎn)存入采樣緩存區(qū)供計算使用。
[0036]由于現(xiàn)有技術中，雙網(wǎng)主備運行，而本發(fā)明采用雙網(wǎng)并列運行，對雙網(wǎng)數(shù)據(jù)同時進行處理后智能的篩選并匯總成一套數(shù)據(jù)。該方法在間隔層裝置收到過程層雙網(wǎng)數(shù)據(jù)后，同時處理雙網(wǎng)得到的報文，將解析得到的信息內(nèi)容按照接收處理完成的時間順序排列緩存，然后逐條判斷是否為冗余信息，如果該條信息為冗余信息則丟棄，如果不是冗余信息則進行之后的正常處理。該方法規(guī)避了網(wǎng)絡故障的判別這一難點，轉(zhuǎn)而判斷數(shù)據(jù)的冗余性使其可以保證任一網(wǎng)絡故障時數(shù)據(jù)能保持完整。
[0037]下面舉例對比傳統(tǒng)方法和本專利網(wǎng)絡異常切換時對數(shù)據(jù)完整性的影響。
[0038]假設當前雙網(wǎng)正常運行，主備模式系統(tǒng)工作于B網(wǎng)上，A/B網(wǎng)冗余配置傳輸相同的信息。此時B網(wǎng)通道發(fā)生故障，且同時一次設備發(fā)生狀態(tài)變化信號，B網(wǎng)通道上此時無法接收到數(shù)據(jù)，按照下面流程圖處理后，間隔層裝置會將A網(wǎng)得到的狀態(tài)變位作為遙信上送，并且會將A網(wǎng)的采樣點繼續(xù)按照連續(xù)的采樣序號放入測量緩沖區(qū)以供計算使用，按照此方法，在單一網(wǎng)絡故障發(fā)生時如有一次狀態(tài)變位信息不會有遺漏，且采樣點也不會因為此故障而有丟失，滿足要求。如果采用傳統(tǒng)方法，當B網(wǎng)發(fā)生故障，間隔層裝置至少要等待一個生存周期(設置的通道正常時報文間等待的最大間隔)才能判斷出故障切換到A網(wǎng)，而此時一次設備發(fā)生的狀態(tài)變化信號已經(jīng)錯過，對于采樣信息更為明顯，一定會丟掉至少I個采樣點，存在問題。
[0039]以上給出了一種具體的實施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述方案，對本領域普通技術人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導，設計出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費創(chuàng)造性勞動。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.冗余網(wǎng)絡無縫切換方法，其特征在于，冗余網(wǎng)絡并列運行；對接收到的各冗余網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，按照接收的時間順序?qū)懭胪粋€緩存序列；逐一判斷緩存的信息是否為冗余信息，若是為冗余則丟棄，若否則進行后續(xù)處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的冗余網(wǎng)絡無縫切換方法，其特征在于，對于GOOSE信息的冗余網(wǎng)絡，間隔層裝置接收并處理，按照接收處理完成的時間順序，寫入所述同一個緩存序列。
3.根據(jù)權利要求2所述的冗余網(wǎng)絡無縫切換方法，其特征在于，判斷信息是否為冗余信息的方式為:當緩存信息中的狀態(tài)與上一次處理的信息狀態(tài)一致時認為信息為冗余丟棄本條信息，如果不一致則對本次信息的狀態(tài)進行后續(xù)處理并發(fā)送。
4.根據(jù)權利要求1所述的冗余網(wǎng)絡無縫切換方法，其特征在于，對于SV信息的冗余網(wǎng)絡，間隔層裝置接收并解析采樣點信息，按照接收處理完成的時間順序，寫入所述同一個緩存序列。
5.根據(jù)權利要求4所述的冗余網(wǎng)絡無縫切換方法，其特征在于，判斷信息是否為冗余信息的方式為:當采樣序號與前一個采樣點相比未發(fā)生變化時判斷該采樣點為冗余丟棄，當采樣序號發(fā)生變化時則轉(zhuǎn)存入采樣緩存區(qū)供計算使用。
6.冗余網(wǎng)絡無縫切換裝置，其特征在于，同時接收各冗余網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，按照接收的時間順序?qū)懭胪粋€緩存序列的模塊；逐一判斷緩存的信息是否為冗余信息，若是為冗余則丟棄，若否則進行后續(xù)處理的模塊。
7.根據(jù)權利要求6所述的冗余網(wǎng)絡無縫切換裝置，其特征在于，對于GOOSE信息的冗余網(wǎng)絡，間隔層裝置接收并處理，按照接收處理完成的時間順序，寫入所述同一個緩存序列。
8.根據(jù)權利要求7所述的冗余網(wǎng)絡無縫切換裝置，其特征在于，判斷信息是否為冗余信息的方式為:當緩存信息中的狀態(tài)與上一次處理的信息狀態(tài)一致時認為信息為冗余丟棄本條信息，如果不一致則對本次信息的狀態(tài)進行后續(xù)處理并發(fā)送。
9.根據(jù)權利要求6所述的冗余網(wǎng)絡無縫切換裝置，其特征在于，對于SV信息的冗余網(wǎng)絡，間隔層裝置接收并解析采樣點信息，按照接收處理完成的時間順序，寫入所述同一個緩存序列。
10.根據(jù)權利要求9所述的冗余網(wǎng)絡無縫切換裝置，其特征在于，判斷信息是否為冗余信息的方式為:當采樣序號與前一個采樣點相比未發(fā)生變化時判斷該采樣點為冗余丟棄，當采樣序號發(fā)生變化時則轉(zhuǎn)存入采樣緩存區(qū)供計算使用。
【文檔編號】H04W36/18GK104378796SQ201410623429
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月6日 優(yōu)先權日:2014年4月30日
【發(fā)明者】藺立, 余高旺, 楊凱, 張艷超, 李 杰, 劉樹猛, 趙彪, 馬小燕 申請人:許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術有限公司