一种配电网网络通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种配电网网络通信系统，包括：邻域网单元，该邻域网单元包括场域路由器、配网自动化系统和多个工作流管理终端；NOC网络运营中心，该NOC网络运营中心包括CG‑NMS平台、NOC应用服务器和NOC网络服务器，调用或是存入数据，所述NOC应用服务器与NOC网络服务器连接；广域网单元，该广域网单元包括安全接入模块和通信线路。本发明专利技术的配电网网络通信系统，通过将领域网单元设置成场域路由器、配网自动化系统和工作流管理终端就可以实现终端之间相互通信的效果，而且通过NOC网络运营中心和广域网单元的设置，就可以实现终端传输通信流量的效果，减少了通信占用内存等资源，符合了电网运输的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网网络通信结构
本专利技术涉及一种通信方式，更具体的说是涉及一种配电网网络通信结构。
技术介绍
由于在电网配电系统中具有大量的节点,同时随着设备的增加以及设备的多样化,对实现各节点信息的采集、监控、管理和故障排除增加了巨大的难度。对各节点设备信息的及时有效的信息采集，提高电力能源的利用效率和安全级别，是所有电网公司所面临的一个难题。在不同的环境下，可能要部署不同的通信方式如有线、无线，3G或4G，不同的通信方式对系统的兼容和后台数据收集的转换增加了难度。低功耗和有损网络（LLN）上进行数据传输时，传输速率可能会爆发到链路总带宽的60%-90％，从而出现不可预知的错误或连接丢失。电网配置网中由于缺乏NSF和ISSU这样的特性，因此节点故障率节点故障显著高于传统IP（InternetProtocol）网络中的节点。传统的协议无法满足这么多数量的设备互联，无法满足高约束和不稳定环境的联网要求。通过物联网的方式可以解决上述问题，但是随着物联网对象的IP智能化，各种类型的节点可以混合到通信基础设施。路由协议必须基于节点的能力管理流量路径，电力配电自动化智能终端必须能够传输通信流量。安装在网络末端最后一英里的设备，并不像PC和服务器具有强大的计算和储存能力，他们在功率、CPU、内存和存储方面的资源都非常有限。因此，嵌入式网络协议栈必须努力限制到几K位闪存和几十K比特，同时要求路由协议必须基于节点的能力管理流量路径，电力配电自动化智能终端必须能够传输通信流量，然而现有的终端通信结构无法达到上述要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种可以减少终端CPU和内存等资源占用的配电网网络通信结构。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种配电网网络通信结构，包括：邻域网单元，该邻域网单元包括场域路由器、配网自动化系统和多个工作流管理终端，所述配网自动化系统和多个工作流管理终端均与场域路由器连接，所述工作流管理终端与场域路由器的连接方式为以太网或串口或WiFi或者RFMesh或PLCMesh，其中，场域路由器、配网自动化系统和工作流管理终端之间运行的通信协议为低功率有损网协议RPL；NOC网络运营中心，该NOC网络运营中心包括CG-NMS平台、NOC应用服务器和NOC网络服务器，所述CG-NMS平台包括前端用户界面和后端数据库，前端用户界面和后端数据库均搭载在NOC应用服务器内，所述前端用户界面运行在RedHatLinux系统内，所述后端数据库为Oracle数据库，所述前端用户界面用于人机交互，通过RedHatLinux系统与后端数据库通信，调用或是存入数据，所述NOC应用服务器与NOC网络服务器连接；广域网单元，该广域网单元包括安全接入模块和通信线路，所述通信线路为光纤或以太专网或全球微波互联接入WiMAX或3G/4G，该通信线路连接场域路由器和NOC网络服务器，所述安全接入模块设置在通信线路与场域服务器相连的一端上。作为本专利技术的进一步改进，所述通信线路的流量模型如下：点到多点：从NOC网络服务器到配网自动化系统的流量，支持IPv4/IPv6的单播和组播，通过协议转换支持SCADA协议。多点到多点：从工作流管理终端到NOC网络服务器的流量。点到点：外部变电站之间的流量，除了IPv4/IPv6外支持二层的IEC61580GOOSE/SV，以及自动闭合开关控制器之间的通信，使用WiMAXCPE到变电站的WiMAX基站。作为本专利技术的进一步改进，所述安全接入模块包括证书识别层、网络准入控制层、用户管理层、数据保密层、秘钥管理层、路由与流量过滤层、安全隔离层和物理安全层，所述证书识别层、网络准入控制层、用户管理层、数据保密层、秘钥管理层、路由与流量过滤层、安全隔离层和物理安全层相互之间依次连接，其中，数据从证书识别层进入，经过网络准入控制层、用户管理层、数据保密层、秘钥管理层、路由与流量过滤层、安全隔离层后从物理安全层输出。作为本专利技术的进一步改进，所述工作流管理终端使用基于CoAP的Push模式，所述场域路由器的SNMP使用Pull模式，所述通信线路内的Netflow/IPfix使用Push模式；其中，CoAP为应用层协议，Push模式为实时播放模式，SNMP为网络管理协议，Pull模式为回放模式，Netflow/IPfix为IP数据流信息输出。作为本专利技术的进一步改进，所述低功率有损网协议RPL协议流程如下：使用902到928MHz频段，每400kHz为间隔，共64个非重叠频段；运行Ipv4/IPv6的以太网协议，三层运行IEC60870-5-104提供配网自动化系统和工作流管理终端之间的通信；串口支持RS-232/RS-485提供工作流管理终端与场域路由器的通信，设备符合IEC60870-5-101；通过CGR1000自带的有线或者WiFI无线进行远程工作流管理；使用CG-Mesh技术组建NAN邻域网，用以支持端到端的IPv6通讯。本专利技术的有益效果，通过将领域网单元设置成场域路由器、配电网自动化系统和工作流管理终端，就可以利用配电网自动化系统和工作流管理终端采集电网的工作信息，且将三者之间运行的通信协议为低功率有损网协议RPL，可以有效的降低三者之间通信所占的终端CPU和内存资源，如此就不会出现通信占用过多的终端CPU和内存资源导致的终端无法很好的工作的问题，而通过NOC网络运营中心和广域网单元的设置，场域路由器可以通过广域网单元与NOC网络运营中心通信，将数据传输至NOC网络运营中心，而将广域网单元设置成安全接入模块和通信线路，利用通信线路可以有效的实现通信功能实现传输通信流量的功能，而安全接入模块则可以提升传输通信流量的安全性，将NOC网络运营中心设置成CG-NMS平台、NOC应用服务器和NOC网络服务器，可以利用NOC网络服务器与通信线路通信，利用NOC应用服务器和CG-NMS平台实现数据与人之间的交互，实现了在接收到数据以后人们通过CG-NMS平台对数据进行处理的效果。附图说明图1为本专利技术的配电网网络通信结构的结构框图；图2为图1中安全接入模块的结构图。具体实施方式下面将结合附图所给出的实施例对本专利技术做进一步的详述。参照图1至2所示，本实施例的一种配电网网络通信结构，其特征在于：包括：邻域网单元1，该邻域网单元1包括场域路由器11、配网自动化系统12和多个工作流管理终端13，所述配网自动化系统12和多个工作流管理终端13均与场域路由器1连接，所述工作流管理终端13与场域路由器1的连接方式为以太网或串口或WiFi或者RFMesh或PLCMesh，其中，场域路由器11、配网自动化系统12和工作流管理终端13之间运行的通信协议为低功率有损网协议RPL；NOC网络运营中心2，该NOC网络运营中心2包括CG-NMS平台21、NOC应用服务器22和NOC网络服务器23，所述CG-NMS平台21包括前端用户界面211和后端数据库212，前端用户界面211和后端数据库212均搭载在NOC应用服务器22内，所述前端用户界面211运行在RedHatLinux系统内，所述后端数据库212为Oracle数据库，所述前端用户界面211用于人机交互，通过RedHatLinux系统与后端数据库212通信，调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网网络通信结构，其特征在于：包括：邻域网单元（1），该邻域网单元（1）包括场域路由器（11）、配网自动化系统（12）和多个工作流管理终端（13），所述配网自动化系统（12）和多个工作流管理终端（13）均与场域路由器（1）连接，所述工作流管理终端（13）与场域路由器（1）的连接方式为以太网或串口或WiFi 或者 RF Mesh或PLC Mesh，其中，场域路由器（11）、配网自动化系统（12）和工作流管理终端（13）之间运行的通信协议为低功率有损网协议RPL；NOC网络运营中心（2），该NOC网络运营中心（2）包括CG‑NMS平台（21）、NOC应用服务器（22）和NOC网络服务器（23），所述CG‑NMS平台（21）包括前端用户界面（211）和后端数据库（212），前端用户界面（211）和后端数据库（212）均搭载在NOC应用服务器（22）内，所述前端用户界面（211）运行在Red Hat Linux系统内，所述后端数据库（212）为Oracle 数据库，所述前端用户界面（211）用于人机交互，通过Red Hat Linux系统与后端数据库（212）通信，调用或是存入数据，所述NOC应用服务器（22）与NOC网络服务器（23）连接；广域网单元（3），该广域网单元（3）包括安全接入模块（31）和通信线路（32），所述通信线路（32）为光纤或以太专网或全球微波互联接入 WiMAX或3G/4G，该通信线路（32）连接场域路由器（11）和NOC网络服务器（23），所述安全接入模块（31）设置在通信线路（32）与场域服务器（11）相连的一端上。...

【技术特征摘要】
1.一种配电网网络通信结构，其特征在于：包括：邻域网单元（1），该邻域网单元（1）包括场域路由器（11）、配网自动化系统（12）和多个工作流管理终端（13），所述配网自动化系统（12）和多个工作流管理终端（13）均与场域路由器（1）连接，所述工作流管理终端（13）与场域路由器（1）的连接方式为以太网或串口或WiFi或者RFMesh或PLCMesh，其中，场域路由器（11）、配网自动化系统（12）和工作流管理终端（13）之间运行的通信协议为低功率有损网协议RPL；NOC网络运营中心（2），该NOC网络运营中心（2）包括CG-NMS平台（21）、NOC应用服务器（22）和NOC网络服务器（23），所述CG-NMS平台（21）包括前端用户界面（211）和后端数据库（212），前端用户界面（211）和后端数据库（212）均搭载在NOC应用服务器（22）内，所述前端用户界面（211）运行在RedHatLinux系统内，所述后端数据库（212）为Oracle数据库，所述前端用户界面（211）用于人机交互，通过RedHatLinux系统与后端数据库（212）通信，调用或是存入数据，所述NOC应用服务器（22）与NOC网络服务器（23）连接；广域网单元（3），该广域网单元（3）包括安全接入模块（31）和通信线路（32），所述通信线路（32）为光纤或以太专网或全球微波互联接入WiMAX或3G/4G，该通信线路（32）连接场域路由器（11）和NOC网络服务器（23），所述安全接入模块（31）设置在通信线路（32）与场域服务器（11）相连的一端上。2.根据权利要求1所述的配电网网络通信结构，其特征在于：所述通信线路（32）的流量模型如下：点到多点：从NOC网络服务器（23）到配网自动化系统（12）的流量，支持IPv4/IPv6的单播和组播，通过协议转换支持SCADA协议；多点到多点：从工作流管理终端（13）到NOC网络服务器（23）的流量；点到点：外部变电站之间的流量，除了IPv4/IPv6外支持二层的IEC61580GOOSE/SV，以及自动闭合开关控制器之间的通信，使用WiMAXCPE到变电站的WiMAX基站。3.根据权利要求1或2所述的配电网网络通信结构，其特征在于：所述安全接入模块（31）包括证书识别层、网络准入控制层、用户管理层、数据保密层、秘钥管理层、路由与流量过滤层、安全隔离层和物理安全层，所述证书识别层、网络准入控制层、用户管理层、数据保密层、秘钥管理...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈蕾，阙波，王炜，邵学俭，郑圣，朱义勇，苏毅方，庄晓丹，林群，戴瑞海，梁一晨，郑贤舜，余成彪，刘强，马振宇，章毅，黄红兵，王彦波，汤耀景，夏陈喆，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司温州供电公司，国网浙江省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33