【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電力電子設(shè)備，具體涉及一種電能路由器的端口通信方法及電能路由器。
技術(shù)介紹
1、隨著新能源的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的智能化和數(shù)字化成為研究熱點(diǎn)。電能路由器作為智能電網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，用于智能管理和分配電網(wǎng)中的電能流向，以實(shí)現(xiàn)電力資源的優(yōu)化配置和最大化利用。
2、電能路由器(簡稱eer)主要包括電力電子器件、數(shù)字信號(hào)處理器和通信端口。其中，電力電子器件用于進(jìn)行不同電壓等級(jí)交直流的電能轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)；數(shù)字信號(hào)處理器用于根據(jù)輸入信號(hào)(如交流電或直流電的電壓和電流信號(hào))和設(shè)定參數(shù)(如輸出電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍)，通過算法計(jì)算出相應(yīng)的控制信號(hào)，然后傳送給電力電子器件進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制；通信端口用于實(shí)現(xiàn)電能路由器與外部設(shè)備的通信和控制，可以采用不同的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)通過通信網(wǎng)絡(luò)將電能路由器的運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置等信息上傳到上位機(jī)，同時(shí)接收來自上位機(jī)的控制信號(hào)。
3、多端口電能路由器的穩(wěn)定運(yùn)行和復(fù)雜控制功能實(shí)現(xiàn)需要各端口之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行和高速的信息交互。現(xiàn)有技術(shù)中公開號(hào)為cn110460153a的中國專利文件公開了一種多端口電能路由器控制系統(tǒng)，包括三層結(jié)構(gòu)，第一層為模塊控制器部分；第二層為端口控制器部分；第三層為由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、上位機(jī)和綜自系統(tǒng)組成的部分，上位機(jī)和綜自系統(tǒng)處于并列關(guān)系，各自通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與各端口控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。設(shè)置有同步控制器，保證各端口控制器、各模塊控制器全局同步運(yùn)行；各端口控制器之間采用光纖互連，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分散控制。該系統(tǒng)雖然設(shè)置有同步控制器以保證各控制器之間的全局同步運(yùn)行，但實(shí)現(xiàn)高效的同步控制在技術(shù)上非常挑
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了提高電能路由器各個(gè)端口之間通信的實(shí)時(shí)性和可靠性，本方案提出了一種電能路由器的端口通信方法及電能路由器，能夠?qū)崿F(xiàn)高效、靈活且可擴(kuò)展的能源管理和數(shù)據(jù)傳輸，在任一端口出現(xiàn)暫態(tài)擾動(dòng)，即運(yùn)行模式變化時(shí)及時(shí)做出響應(yīng)，以最小化對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，從而提高電能路由器各個(gè)端口之間通信的實(shí)時(shí)性和可靠性。
2、根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，提供了一種電能路由器的端口通信方法，電能路由器包括多個(gè)端口，多個(gè)端口之間通過光纖通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，并通過共享內(nèi)存交互信息，共享內(nèi)存包括一個(gè)通信發(fā)送區(qū)和多個(gè)通信接收區(qū)，該方法包括：
3、根據(jù)本端口的運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的定制數(shù)據(jù)表單，向通信發(fā)送區(qū)填充數(shù)據(jù)內(nèi)容；根據(jù)本端口的配置參數(shù)和數(shù)據(jù)內(nèi)容生成通信報(bào)文，將通信報(bào)文同步發(fā)送到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)端口；以及
4、接收其他端口發(fā)送的通信報(bào)文，并根據(jù)預(yù)設(shè)的映射關(guān)系將接收到的通信報(bào)文存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的通信接收區(qū)；根據(jù)與發(fā)送端口相同的定制數(shù)據(jù)表單對(duì)通信接收區(qū)的通信報(bào)文進(jìn)行解析。
5、上述技術(shù)方案，根據(jù)不同端口的運(yùn)行模式使用對(duì)應(yīng)的定制數(shù)據(jù)表單，可以確保數(shù)據(jù)格式的一致性和準(zhǔn)確性；通過同步發(fā)送和接收機(jī)制確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)序性和實(shí)時(shí)性，減少數(shù)據(jù)沖突和錯(cuò)誤，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；通過預(yù)設(shè)的映射關(guān)系對(duì)接收到的通信報(bào)文進(jìn)行存儲(chǔ)管理，能夠提高數(shù)據(jù)管理的效率，確保數(shù)據(jù)在正確的端口和時(shí)間被處理。
6、可選地，在本專利技術(shù)提供的電能路由器的端口通信方法中，根據(jù)端口的運(yùn)行模式收集端口數(shù)據(jù)，并填充到對(duì)應(yīng)的定制數(shù)據(jù)表單；監(jiān)測端口的運(yùn)行模式是否切換，在運(yùn)行模式切換時(shí)，根據(jù)新的運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的定制數(shù)據(jù)表單向通信發(fā)送區(qū)填充數(shù)據(jù)內(nèi)容；按照預(yù)定的時(shí)間間隔更新通信發(fā)送區(qū)中的數(shù)據(jù)。
7、上述技術(shù)方案，通過自動(dòng)化收集和更新端口數(shù)據(jù)，能夠確保系統(tǒng)在運(yùn)行模式切換時(shí)的及時(shí)響應(yīng)，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
8、可選地，在本專利技術(shù)提供的電能路由器的端口通信方法中，接收上位機(jī)下發(fā)的端口配置參數(shù)，根據(jù)配置參數(shù)填充通信報(bào)文的目的端口號(hào)；將本端口的數(shù)據(jù)內(nèi)容填充到通信報(bào)文中的數(shù)據(jù)單元；生成包含源端口號(hào)、目的端口號(hào)、數(shù)據(jù)單元和校驗(yàn)碼的通信報(bào)文。
9、上述技術(shù)方案，通過生成包含源端口號(hào)、目的端口號(hào)、數(shù)據(jù)單元和校驗(yàn)碼的通信報(bào)文，可以提高數(shù)據(jù)傳輸過程中的完整性和可靠性，避免傳輸過程中的數(shù)據(jù)損壞或篡改。
10、根據(jù)本專利技術(shù)的第二方面，提供了一種電能路由器，包括多個(gè)端口，每個(gè)端口配置一個(gè)端口控制器，每個(gè)端口控制器配置一個(gè)通信板卡，每個(gè)通信板卡上配置有多個(gè)光纖通信接口，光纖通信接口的數(shù)量為端口的數(shù)量減一，每個(gè)端口控制器通過其通信板卡上的光纖通信接口與其余端口控制器進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖通信連接。
11、上述技術(shù)方案，通過使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖通信連接，每個(gè)端口控制器可以直接與其它端口控制器進(jìn)行通信，這大大減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t和依賴于中心處理單元的負(fù)載。如果一個(gè)端口或通信路徑出現(xiàn)故障，不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的可靠性。
12、可選地，在本專利技術(shù)提供的電能路由器中，通信板卡內(nèi)置微控制器、可編程門陣列芯片和共享內(nèi)存，微控制器和可編程門陣列芯片之間通過共享內(nèi)存交互信息，共享內(nèi)存包括一個(gè)通信發(fā)送區(qū)和多個(gè)通信接收區(qū)，通信發(fā)送區(qū)用于存放本端口向其他端口發(fā)送的數(shù)據(jù)，多個(gè)通信接收區(qū)分別用于存放其他端口發(fā)送的數(shù)據(jù)，多個(gè)通信接收區(qū)分別與其他端口的端口控制器按照預(yù)設(shè)的映射關(guān)系一一對(duì)應(yīng)。
13、上述技術(shù)方案中，每個(gè)端口都有其自己的端口控制器和通信板卡，系統(tǒng)能夠根據(jù)需要擴(kuò)展更多的端口和控制器，通過分散的控制方式能夠更精確地管理電能流向。
14、可選地，在本專利技術(shù)提供的電能路由器中，微控制器用于定時(shí)更新通信發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)以及定時(shí)讀取通信接收區(qū)的數(shù)據(jù)；可編程門陣列芯片用于通過光纖通信接口將通信發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)同步發(fā)送到所有連接的端口控制器，并接收來自其他端口控制器的數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的映射關(guān)系將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至指定的通信接收區(qū)。
15、上述技術(shù)方案，通過微控制器的定時(shí)更新和fpga的同步發(fā)送機(jī)制，有效地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的定時(shí)更新、同步發(fā)送和映射存儲(chǔ)，為復(fù)雜電力系統(tǒng)帶來了高效、靈活和可靠的數(shù)據(jù)處理能力。
16、可選地，在本專利技術(shù)提供的電能路由器中，發(fā)送端口的微控制器用于根據(jù)本端口的運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的定制數(shù)據(jù)表單向通信發(fā)送區(qū)填充數(shù)據(jù)內(nèi)容，當(dāng)檢測到運(yùn)行模式切換時(shí)，發(fā)送端口的微控制器用于根據(jù)新的運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的定制數(shù)據(jù)表單向通信發(fā)送區(qū)填充數(shù)據(jù)內(nèi)容；接收端口的微控制器用于按照與發(fā)送端口相同的定制數(shù)據(jù)表單解析通信接收區(qū)中的通信報(bào)文。
17、可選地，在本專利技術(shù)提供的電能路由器中，通信報(bào)文包括源端口號(hào)、目的端口號(hào)、數(shù)據(jù)單元和校驗(yàn)碼，通信板卡連接至上位機(jī)，發(fā)送端口的可編程門陣列芯片用于根據(jù)上位機(jī)下發(fā)的端口配置參數(shù)填充通信報(bào)文中的目的端口號(hào)；接收端口的可編程門陣列芯片用于接收發(fā)送端口發(fā)送的通信報(bào)文，并按照根據(jù)報(bào)文中的源端口號(hào)確定數(shù)據(jù)來源，根據(jù)報(bào)文中的目的端口號(hào)判斷光纖連接及配置參數(shù)是否正確，將解析后通信報(bào)文存儲(chǔ)至相應(yīng)的通信接收區(qū)。
18、可選地，在本專利技術(shù)提供的電能路由器中，端口的運(yùn)行模式包括跟隨模式、恒功率模式、恒電壓模式、v/f模式。
19、可選地，在本專利技術(shù)提供的電能路由器中，定制數(shù)據(jù)表單的第一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)為表單數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)，第二個(gè)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種電能路由器的端口通信方法，所述電能路由器包括多個(gè)端口，所述多個(gè)端口之間通過光纖通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，并通過共享內(nèi)存交互信息，所述共享內(nèi)存包括一個(gè)通信發(fā)送區(qū)和多個(gè)通信接收區(qū)，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能路由器的端口通信方法，其特征在于，所述根據(jù)本端口的運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的定制數(shù)據(jù)表單，向通信發(fā)送區(qū)填充數(shù)據(jù)內(nèi)容的步驟包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能路由器的端口通信方法，其特征在于，所述根據(jù)本端口的配置參數(shù)和所述數(shù)據(jù)內(nèi)容生成通信報(bào)文，將所述通信報(bào)文同步發(fā)送到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)端口的步驟包括：
4.一種電能路由器，其特征在于，包括多個(gè)端口，每個(gè)所述端口配置一個(gè)端口控制器，每個(gè)所述端口控制器配置一個(gè)通信板卡，每個(gè)所述通信板卡上配置有多個(gè)光纖通信接口，所述光纖通信接口的數(shù)量為所述端口的數(shù)量減一，每個(gè)端口控制器通過其通信板卡上的光纖通信接口與其余端口控制器進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能路由器，其特征在于，所述通信板卡內(nèi)置微控制器、可編程門陣列芯片和共享內(nèi)存，所述微控制器和可編程門陣列芯片之間通過所述共享
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電能路由器，其特征在于，所述微控制器用于定時(shí)更新所述通信發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)以及定時(shí)讀取所述通信接收區(qū)的數(shù)據(jù)；所述可編程門陣列芯片用于通過所述光纖通信接口將所述通信發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)同步發(fā)送到所有連接的端口控制器，并接收來自其他端口控制器的數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的映射關(guān)系將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至指定的通信接收區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電能路由器，其特征在于，發(fā)送端口的微控制器用于根據(jù)本端口的運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的定制數(shù)據(jù)表單向所述通信發(fā)送區(qū)填充數(shù)據(jù)內(nèi)容，當(dāng)檢測到運(yùn)行模式切換時(shí)，發(fā)送端口的微控制器用于根據(jù)新的運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的定制數(shù)據(jù)表單向所述通信發(fā)送區(qū)填充數(shù)據(jù)內(nèi)容；接收端口的微控制器用于按照與發(fā)送端口相同的定制數(shù)據(jù)表單解析通信接收區(qū)中的通信報(bào)文。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電能路由器，其特征在于，所述通信報(bào)文包括源端口號(hào)、目的端口號(hào)、數(shù)據(jù)單元和校驗(yàn)碼，所述通信板卡連接至上位機(jī)，發(fā)送端口的可編程門陣列芯片用于根據(jù)上位機(jī)下發(fā)的端口配置參數(shù)填充通信報(bào)文中的目的端口號(hào)；接收端口的可編程門陣列芯片用于接收發(fā)送端口發(fā)送的通信報(bào)文，并按照根據(jù)報(bào)文中的源端口號(hào)確定數(shù)據(jù)來源，根據(jù)報(bào)文中的目的端口號(hào)判斷光纖連接及配置參數(shù)是否正確，將解析后通信報(bào)文存儲(chǔ)至相應(yīng)的通信接收區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電能路由器，其特征在于，所述端口的運(yùn)行模式包括跟隨模式、恒功率模式、恒電壓模式、V/F模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電能路由器，其特征在于，所述定制數(shù)據(jù)表單的第一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)為表單數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)，第二個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)為定制表單編號(hào)，其余數(shù)據(jù)項(xiàng)為該運(yùn)行模式下需要向其他端口發(fā)送的數(shù)據(jù)內(nèi)容。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電能路由器的端口通信方法，所述電能路由器包括多個(gè)端口，所述多個(gè)端口之間通過光纖通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，并通過共享內(nèi)存交互信息，所述共享內(nèi)存包括一個(gè)通信發(fā)送區(qū)和多個(gè)通信接收區(qū)，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能路由器的端口通信方法，其特征在于，所述根據(jù)本端口的運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的定制數(shù)據(jù)表單，向通信發(fā)送區(qū)填充數(shù)據(jù)內(nèi)容的步驟包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能路由器的端口通信方法，其特征在于，所述根據(jù)本端口的配置參數(shù)和所述數(shù)據(jù)內(nèi)容生成通信報(bào)文，將所述通信報(bào)文同步發(fā)送到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)端口的步驟包括：
4.一種電能路由器，其特征在于，包括多個(gè)端口，每個(gè)所述端口配置一個(gè)端口控制器，每個(gè)所述端口控制器配置一個(gè)通信板卡，每個(gè)所述通信板卡上配置有多個(gè)光纖通信接口，所述光纖通信接口的數(shù)量為所述端口的數(shù)量減一，每個(gè)端口控制器通過其通信板卡上的光纖通信接口與其余端口控制器進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能路由器，其特征在于，所述通信板卡內(nèi)置微控制器、可編程門陣列芯片和共享內(nèi)存，所述微控制器和可編程門陣列芯片之間通過所述共享內(nèi)存交互信息，所述共享內(nèi)存包括一個(gè)通信發(fā)送區(qū)和多個(gè)通信接收區(qū)，所述通信發(fā)送區(qū)用于存放本端口向其他端口發(fā)送的數(shù)據(jù)，所述多個(gè)通信接收區(qū)分別用于存放其他端口發(fā)送的數(shù)據(jù)，所述多個(gè)通信接收區(qū)分別與其他端口的端口控制器按照預(yù)設(shè)的映射關(guān)系一一對(duì)應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電能路由器，其特征在于，所述微控制器用于定時(shí)更新所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳明寬，康長路，張寧，李偉，宋中建，張志成，羅光榮，謝文剛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東泰開直流技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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