一種配電網網絡通信系統技術方案

本發明專利技術公開了一種配電網網絡通信系統，包括：鄰域網單元，該鄰域網單元包括場域路由器、配網自動化系統和多個工作流管理終端；NOC網絡運營中心，該NOC網絡運營中心包括CG?NMS平臺、NOC應用服務器和NOC網絡服務器，調用或是存入數據，所述NOC應用服務器與NOC網絡服務器連接；廣域網單元，該廣域網單元包括安全接入模塊和通信線路。本發明專利技術的配電網網絡通信系統，通過將領域網單元設置成場域路由器、配網自動化系統和工作流管理終端就可以實現終端之間相互通信的效果，而且通過NOC網絡運營中心和廣域網單元的設置，就可以實現終端傳輸通信流量的效果，減少了通信占用內存等資源，符合了電網運輸的要求。

【技術實現步驟摘要】
一種配電網網絡通信結構
本專利技術涉及一種通信方式，更具體的說是涉及一種配電網網絡通信結構。
技術介紹
由于在電網配電系統中具有大量的節點,同時隨著設備的增加以及設備的多樣化,對實現各節點信息的采集、監控、管理和故障排除增加了巨大的難度。對各節點設備信息的及時有效的信息采集，提高電力能源的利用效率和安全級別，是所有電網公司所面臨的一個難題。在不同的環境下，可能要部署不同的通信方式如有線、無線，3G或4G，不同的通信方式對系統的兼容和后臺數據收集的轉換增加了難度。低功耗和有損網絡（LLN）上進行數據傳輸時，傳輸速率可能會爆發到鏈路總帶寬的60%-90％，從而出現不可預知的錯誤或連接丟失。電網配置網中由于缺乏NSF和ISSU這樣的特性，因此節點故障率節點故障顯著高于傳統IP（InternetProtocol）網絡中的節點。傳統的協議無法滿足這么多數量的設備互聯，無法滿足高約束和不穩定環境的聯網要求。通過物聯網的方式可以解決上述問題，但是隨著物聯網對象的IP智能化，各種類型的節點可以混合到通信基礎設施。路由協議必須基于節點的能力管理流量路徑，電力配電自動化智能終端必須能夠傳輸通信流量。安裝在網絡末端最后一英里的設備，并不像PC和服務器具有強大的計算和儲存能力，他們在功率、CPU、內存和存儲方面的資源都非常有限。因此，嵌入式網絡協議棧必須努力限制到幾K位閃存和幾十K比特，同時要求路由協議必須基于節點的能力管理流量路徑，電力配電自動化智能終端必須能夠傳輸通信流量，然而現有的終端通信結構無法達到上述要求。
技術實現思路
針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種可以減少終端CPU和內存等資源占用的配電網網絡通信結構。為實現上述目的，本專利技術提供了如下技術方案：一種配電網網絡通信結構，包括：鄰域網單元，該鄰域網單元包括場域路由器、配網自動化系統和多個工作流管理終端，所述配網自動化系統和多個工作流管理終端均與場域路由器連接，所述工作流管理終端與場域路由器的連接方式為以太網或串口或WiFi或者RFMesh或PLCMesh，其中，場域路由器、配網自動化系統和工作流管理終端之間運行的通信協議為低功率有損網協議RPL；NOC網絡運營中心，該NOC網絡運營中心包括CG-NMS平臺、NOC應用服務器和NOC網絡服務器，所述CG-NMS平臺包括前端用戶界面和后端數據庫，前端用戶界面和后端數據庫均搭載在NOC應用服務器內，所述前端用戶界面運行在RedHatLinux系統內，所述后端數據庫為Oracle數據庫，所述前端用戶界面用于人機交互，通過RedHatLinux系統與后端數據庫通信，調用或是存入數據，所述NOC應用服務器與NOC網絡服務器連接；廣域網單元，該廣域網單元包括安全接入模塊和通信線路，所述通信線路為光纖或以太專網或全球微波互聯接入WiMAX或3G/4G，該通信線路連接場域路由器和NOC網絡服務器，所述安全接入模塊設置在通信線路與場域服務器相連的一端上。作為本專利技術的進一步改進，所述通信線路的流量模型如下：點到多點：從NOC網絡服務器到配網自動化系統的流量，支持IPv4/IPv6的單播和組播，通過協議轉換支持SCADA協議。多點到多點：從工作流管理終端到NOC網絡服務器的流量。點到點：外部變電站之間的流量，除了IPv4/IPv6外支持二層的IEC61580GOOSE/SV，以及自動閉合開關控制器之間的通信，使用WiMAXCPE到變電站的WiMAX基站。作為本專利技術的進一步改進，所述安全接入模塊包括證書識別層、網絡準入控制層、用戶管理層、數據保密層、秘鑰管理層、路由與流量過濾層、安全隔離層和物理安全層，所述證書識別層、網絡準入控制層、用戶管理層、數據保密層、秘鑰管理層、路由與流量過濾層、安全隔離層和物理安全層相互之間依次連接，其中，數據從證書識別層進入，經過網絡準入控制層、用戶管理層、數據保密層、秘鑰管理層、路由與流量過濾層、安全隔離層后從物理安全層輸出。作為本專利技術的進一步改進，所述工作流管理終端使用基于CoAP的Push模式，所述場域路由器的SNMP使用Pull模式，所述通信線路內的Netflow/IPfix使用Push模式；其中，CoAP為應用層協議，Push模式為實時播放模式，SNMP為網絡管理協議，Pull模式為回放模式，Netflow/IPfix為IP數據流信息輸出。作為本專利技術的進一步改進，所述低功率有損網協議RPL協議流程如下：使用902到928MHz頻段，每400kHz為間隔，共64個非重疊頻段；運行Ipv4/IPv6的以太網協議，三層運行IEC60870-5-104提供配網自動化系統和工作流管理終端之間的通信；串口支持RS-232/RS-485提供工作流管理終端與場域路由器的通信，設備符合IEC60870-5-101；通過CGR1000自帶的有線或者WiFI無線進行遠程工作流管理；使用CG-Mesh技術組建NAN鄰域網，用以支持端到端的IPv6通訊。本專利技術的有益效果，通過將領域網單元設置成場域路由器、配電網自動化系統和工作流管理終端，就可以利用配電網自動化系統和工作流管理終端采集電網的工作信息，且將三者之間運行的通信協議為低功率有損網協議RPL，可以有效的降低三者之間通信所占的終端CPU和內存資源，如此就不會出現通信占用過多的終端CPU和內存資源導致的終端無法很好的工作的問題，而通過NOC網絡運營中心和廣域網單元的設置，場域路由器可以通過廣域網單元與NOC網絡運營中心通信，將數據傳輸至NOC網絡運營中心，而將廣域網單元設置成安全接入模塊和通信線路，利用通信線路可以有效的實現通信功能實現傳輸通信流量的功能，而安全接入模塊則可以提升傳輸通信流量的安全性，將NOC網絡運營中心設置成CG-NMS平臺、NOC應用服務器和NOC網絡服務器，可以利用NOC網絡服務器與通信線路通信，利用NOC應用服務器和CG-NMS平臺實現數據與人之間的交互，實現了在接收到數據以后人們通過CG-NMS平臺對數據進行處理的效果。附圖說明圖1為本專利技術的配電網網絡通信結構的結構框圖；圖2為圖1中安全接入模塊的結構圖。具體實施方式下面將結合附圖所給出的實施例對本專利技術做進一步的詳述。參照圖1至2所示，本實施例的一種配電網網絡通信結構，其特征在于：包括：鄰域網單元1，該鄰域網單元1包括場域路由器11、配網自動化系統12和多個工作流管理終端13，所述配網自動化系統12和多個工作流管理終端13均與場域路由器1連接，所述工作流管理終端13與場域路由器1的連接方式為以太網或串口或WiFi或者RFMesh或PLCMesh，其中，場域路由器11、配網自動化系統12和工作流管理終端13之間運行的通信協議為低功率有損網協議RPL；NOC網絡運營中心2，該NOC網絡運營中心2包括CG-NMS平臺21、NOC應用服務器22和NOC網絡服務器23，所述CG-NMS平臺21包括前端用戶界面211和后端數據庫212，前端用戶界面211和后端數據庫212均搭載在NOC應用服務器22內，所述前端用戶界面211運行在RedHatLinux系統內，所述后端數據庫212為Oracle數據庫，所述前端用戶界面211用于人機交互，通過RedHatLinux系統與后端數據庫212通信，調本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種配電網網絡通信結構，其特征在于：包括：鄰域網單元（1），該鄰域網單元（1）包括場域路由器（11）、配網自動化系統（12）和多個工作流管理終端（13），所述配網自動化系統（12）和多個工作流管理終端（13）均與場域路由器（1）連接，所述工作流管理終端（13）與場域路由器（1）的連接方式為以太網或串口或WiFi?或者?RF?Mesh或PLC?Mesh，其中，場域路由器（11）、配網自動化系統（12）和工作流管理終端（13）之間運行的通信協議為低功率有損網協議RPL；NOC網絡運營中心（2），該NOC網絡運營中心（2）包括CG?NMS平臺（21）、NOC應用服務器（22）和NOC網絡服務器（23），所述CG?NMS平臺（21）包括前端用戶界面（211）和后端數據庫（212），前端用戶界面（211）和后端數據庫（212）均搭載在NOC應用服務器（22）內，所述前端用戶界面（211）運行在Red?Hat?Linux系統內，所述后端數據庫（212）為Oracle?數據庫，所述前端用戶界面（211）用于人機交互，通過Red?Hat?Linux系統與后端數據庫（212）通信，調用或是存入數據，所述NOC應用服務器（22）與NOC網絡服務器（23）連接；廣域網單元（3），該廣域網單元（3）包括安全接入模塊（31）和通信線路（32），所述通信線路（32）為光纖或以太專網或全球微波互聯接入?WiMAX或3G/4G，該通信線路（32）連接場域路由器（11）和NOC網絡服務器（23），所述安全接入模塊（31）設置在通信線路（32）與場域服務器（11）相連的一端上。...

【技術特征摘要】
1.一種配電網網絡通信結構，其特征在于：包括：鄰域網單元（1），該鄰域網單元（1）包括場域路由器（11）、配網自動化系統（12）和多個工作流管理終端（13），所述配網自動化系統（12）和多個工作流管理終端（13）均與場域路由器（1）連接，所述工作流管理終端（13）與場域路由器（1）的連接方式為以太網或串口或WiFi或者RFMesh或PLCMesh，其中，場域路由器（11）、配網自動化系統（12）和工作流管理終端（13）之間運行的通信協議為低功率有損網協議RPL；NOC網絡運營中心（2），該NOC網絡運營中心（2）包括CG-NMS平臺（21）、NOC應用服務器（22）和NOC網絡服務器（23），所述CG-NMS平臺（21）包括前端用戶界面（211）和后端數據庫（212），前端用戶界面（211）和后端數據庫（212）均搭載在NOC應用服務器（22）內，所述前端用戶界面（211）運行在RedHatLinux系統內，所述后端數據庫（212）為Oracle數據庫，所述前端用戶界面（211）用于人機交互，通過RedHatLinux系統與后端數據庫（212）通信，調用或是存入數據，所述NOC應用服務器（22）與NOC網絡服務器（23）連接；廣域網單元（3），該廣域網單元（3）包括安全接入模塊（31）和通信線路（32），所述通信線路（32）為光纖或以太專網或全球微波互聯接入WiMAX或3G/4G，該通信線路（32）連接場域路由器（11）和NOC網絡服務器（23），所述安全接入模塊（31）設置在通信線路（32）與場域服務器（11）相連的一端上。2.根據權利要求1所述的配電網網絡通信結構，其特征在于：所述通信線路（32）的流量模型如下：點到多點：從NOC網絡服務器（23）到配網自動化系統（12）的流量，支持IPv4/IPv6的單播和組播，通過協議轉換支持SCADA協議；多點到多點：從工作流管理終端（13）到NOC網絡服務器（23）的流量；點到點：外部變電站之間的流量，除了IPv4/IPv6外支持二層的IEC61580GOOSE/SV，以及自動閉合開關控制器之間的通信，使用WiMAXCPE到變電站的WiMAX基站。3.根據權利要求1或2所述的配電網網絡通信結構，其特征在于：所述安全接入模塊（31）包括證書識別層、網絡準入控制層、用戶管理層、數據保密層、秘鑰管理層、路由與流量過濾層、安全隔離層和物理安全層，所述證書識別層、網絡準入控制層、用戶管理層、數據保密層、秘鑰管理...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳蕾，闕波，王煒，邵學儉，鄭圣，朱義勇，蘇毅方，莊曉丹，林群，戴瑞海，梁一晨，鄭賢舜，余成彪，劉強，馬振宇，章毅，黃紅兵，王彥波，湯耀景，夏陳喆，
申請(專利權)人：國網浙江省電力公司溫州供電公司，國網浙江省電力公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33