一種智能變電站過(guò)程層光纖多波長(zhǎng)隔離通信組網(wǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力智能變電站過(guò)程層通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具體涉及一種智能變電站過(guò)程層光纖多波長(zhǎng)隔離通信組網(wǎng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前智能變電站過(guò)程層提出“三網(wǎng)融合”，也稱“三網(wǎng)合一”(即GOOSE網(wǎng)、SMV網(wǎng)、IEC61588網(wǎng))的要求，即通過(guò)邏輯或物理的形式將過(guò)程層三個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，合成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的智能變電站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。智能變電站過(guò)程層組網(wǎng)方案和其安全性是目前智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)研究的“熱點(diǎn)”。
[0003]在現(xiàn)有的變電站當(dāng)中，過(guò)程層的組網(wǎng)方式大多是以一主一備的A、B雙網(wǎng)組網(wǎng)方式和混合組網(wǎng)方式，此方式主要考慮保護(hù)裝置安全可靠性的要求，盡量避免因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障而導(dǎo)致保護(hù)功能失效。除了保護(hù)裝置外，其余的測(cè)控、網(wǎng)絡(luò)分析、錄波等設(shè)備仍然采用組網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)，但此方式對(duì)過(guò)程層和間隔層設(shè)備仍然提出了較高的要求，合并單元、智能操作箱等都需要增加多個(gè)光接口以滿足直連和組網(wǎng)的需求，目前設(shè)備光接口至少需要8個(gè)，母線保護(hù)、備自投保護(hù)等跨間隔的設(shè)備需要的光接口則需要更多。這樣的智能變電站組網(wǎng)方式存在以下問(wèn)題:
[0004]1.所需要的交換機(jī)和光纖數(shù)量龐大，尤其是雙重化冗余配置的方式需求量會(huì)翻倍，投資巨大，全站二次設(shè)備大部分投資都花在購(gòu)置交換機(jī)上；
[0005]2.如何保證GOOSE報(bào)文和SMV采樣測(cè)量值傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性；
[0006]3.如何保證大數(shù)據(jù)流背景下的網(wǎng)絡(luò)可靠性；
[0007]4.如何保證數(shù)據(jù)傳輸安全性與網(wǎng)絡(luò)安全性；
[0008]5.鑒于SMV、G00SE和IEC61588報(bào)文對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求差異明顯，在雙網(wǎng)架構(gòu)下，通信設(shè)備、光纜成本增加較大，電力設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口較多。
[0009]為了解決以上問(wèn)題和滿足過(guò)程層“三網(wǎng)融合”的要求，已有提出采用過(guò)程層工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的VLAN隔離的組網(wǎng)方案，并已經(jīng)有所應(yīng)用。但隨著對(duì)IEC61588研究的深入，此類報(bào)文需要CPU的參與，這樣IEC61588報(bào)文就有穿越VLAN的可能，致使隔離失敗，如何保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩綦x與網(wǎng)絡(luò)安全性問(wèn)題依然沒(méi)有得到很好解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種智能變電站過(guò)程層光纖多波長(zhǎng)隔離通信組網(wǎng)方法，該方法使過(guò)程層中的GOOSE網(wǎng)絡(luò)、SMV網(wǎng)絡(luò)、IEC61588網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共網(wǎng)且隔離傳輸，以降低智能變電站建設(shè)成本、降低維護(hù)成本和施工難度。
[0011]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0012]本發(fā)明提供一種智能變電站過(guò)程層多波長(zhǎng)光纖隔離通信組網(wǎng)方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法用的系統(tǒng)為多波長(zhǎng)光纖隔離通信組網(wǎng)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括過(guò)程層的GOOSE網(wǎng)絡(luò)、SMV網(wǎng)絡(luò)和IEC61588網(wǎng)絡(luò)，所述過(guò)程層的GOOSE網(wǎng)絡(luò)、SMV網(wǎng)絡(luò)和IEC61588網(wǎng)絡(luò)通過(guò)子多波長(zhǎng)交換機(jī)和主多波長(zhǎng)光交換機(jī)組網(wǎng)連接；
[0013]所述方法采用單光纖雙向傳輸?shù)牟ǚ謴?fù)用形式，根據(jù)每一信道光載波信號(hào)的頻率或波長(zhǎng)不同，將光纖的低損耗窗口劃分成3個(gè)或3個(gè)以上的雙向傳輸信道，通過(guò)過(guò)程層主多波長(zhǎng)光交換機(jī)將過(guò)程層的GOOSE網(wǎng)絡(luò)、SMV網(wǎng)絡(luò)、IEC61588網(wǎng)絡(luò)分別以不同的波長(zhǎng)承載，通過(guò)波分復(fù)用器復(fù)用和分解，合并為一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)。
[0014]進(jìn)一步地，在光波發(fā)送端采用波分復(fù)用器，即合波器，將不同規(guī)定波長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的光載波信號(hào)合并起來(lái)送入一根光纖進(jìn)行傳輸；在光波接收端，再由一波分復(fù)用器，即分波器，將不同波長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)承載不同的光載波信號(hào)分開(kāi)到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用方式，將發(fā)送端和接收端兩個(gè)方向的信號(hào)分別安排在不同波長(zhǎng)傳輸信道即實(shí)現(xiàn)雙向傳輸；
[0015]不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)互相隔離，在一根光纖中實(shí)現(xiàn)多路光載波信號(hào)或網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用傳輸。
[0016]進(jìn)一步地，過(guò)程層的GOOSE網(wǎng)絡(luò)信號(hào)收發(fā)分別采用1470nm和1490nm波長(zhǎng)承載，SMV網(wǎng)絡(luò)信號(hào)收發(fā)分別采用1510nm和1530nm波長(zhǎng)承載，IEC61588時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)信號(hào)收發(fā)分別采用1550nm和1570nm波長(zhǎng)承載。
[0017]進(jìn)一步地，所述過(guò)程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)、SMV網(wǎng)絡(luò)和IEC61588網(wǎng)絡(luò)連接到子多波長(zhǎng)光交換機(jī)，在子多波長(zhǎng)光交換機(jī)中光載波信號(hào)合波后通過(guò)波分光口以單光纖雙向的方式，連接到主多波長(zhǎng)光交換機(jī)，主多波長(zhǎng)光交換機(jī)采用分波將不同的波長(zhǎng)信號(hào)分解到各個(gè)不同的傳輸信道，傳送到不同的網(wǎng)絡(luò)和交換，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備在主多波長(zhǎng)交換機(jī)上分別實(shí)現(xiàn)GOOSE網(wǎng)絡(luò)、SMV網(wǎng)絡(luò)、IEC61588網(wǎng)絡(luò)三種通信協(xié)議的交換，實(shí)現(xiàn)了多波長(zhǎng)的方式過(guò)程層三網(wǎng)物理安全隔離。
[0018]進(jìn)一步地，智能變電站過(guò)程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)、SMV網(wǎng)絡(luò)和IEC61588網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)不同光纖多波長(zhǎng)的光物理特性，實(shí)現(xiàn)三個(gè)網(wǎng)絡(luò)物理安全隔離，滿足智能變電站過(guò)程層各網(wǎng)絡(luò)安全隔離通信的要求。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是:
[0020]I)滿足GOOSE網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)組網(wǎng)原則，保障GOOSE網(wǎng)絡(luò)的安全、可靠和實(shí)時(shí)性；
[0021]2)滿足SMV網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)組網(wǎng)原則，保障SMV網(wǎng)絡(luò)的安全、可靠和實(shí)時(shí)性；
[0022]3)滿足IEC61588網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)組網(wǎng)原則，保障IEC61588網(wǎng)絡(luò)的安全、可靠和實(shí)時(shí)性；
[0023]4)滿足以上三點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)安全隔離的過(guò)程層“三網(wǎng)融合”通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求；
[0024]5)簡(jiǎn)化過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備數(shù)量不增加、光纖數(shù)量減少67%，帶寬增加200%，經(jīng)濟(jì)效益顯著提升；
[0025]6)滿足過(guò)程層交換機(jī)功能、性能、管理、安全可靠性、高穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0026]7)滿足了智能變電站信息共享的要求，過(guò)程層SMV、G00SE、IEC61588融合組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全站信息共享，為實(shí)現(xiàn)高級(jí)功能如網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)、集中式保護(hù)等功能提供了技術(shù)支撐。
[0027]8)本發(fā)明方法同時(shí)在一根光纖上傳輸多個(gè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)都由某種特定波長(zhǎng)的光來(lái)傳送，這樣就通過(guò)所述發(fā)明的主多波長(zhǎng)光交換機(jī)將GOOSE網(wǎng)、SMV網(wǎng)、1588網(wǎng)合并為一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，主多波長(zhǎng)光交換機(jī)內(nèi)部分別交換，做到了有效的安全隔離，該方法優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，減少了交換機(jī)數(shù)量，提高了可靠性，比現(xiàn)有的VLAN等邏輯隔離方式具有明顯的優(yōu)越性，真正滿足了當(dāng)前智能變電站設(shè)計(jì)中過(guò)程層通信網(wǎng)絡(luò)“三網(wǎng)合一”的需求。本發(fā)明方法的實(shí)施對(duì)于降低智能變電站建設(shè)成本、降低了維護(hù)成本和操作復(fù)雜度、提高過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性具有重要意義，具有推廣價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明提供的智能變電站過(guò)程層光纖多波長(zhǎng)隔離通信三網(wǎng)合一原理圖；
[0029]圖2是現(xiàn)有智能變電站過(guò)程層多波長(zhǎng)隔離通信組網(wǎng)架構(gòu)圖；
[0030]圖3是本發(fā)明提供的智能變電站過(guò)程層多波長(zhǎng)交換機(jī)隔離通信組網(wǎng)連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]本發(fā)明提供一種過(guò)程層中的GOOSE網(wǎng)絡(luò)、SMV網(wǎng)絡(luò)、IEC61588網(wǎng)絡(luò)的共網(wǎng)且隔離傳輸?shù)姆椒ǎ越档椭悄茏冸娬窘ㄔO(shè)成本、降低維護(hù)成本和施工難度。
[0033]該方法用的系統(tǒng)為多波長(zhǎng)光纖隔離通信組網(wǎng)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括過(guò)