本发明专利技术公开一种功率控制系统实时数据交换方法及装置，同一区域内布置的功率控制主站和至少一个新能源发电站的通信板卡上分别建立内存，通信板卡上可编程逻辑器件集成以太网媒体访问控制层和组播GOOSE协议，内存填充应用数据，将主站和发电站中的一个作为发送端、另一个作为接收端，方法包括：接收第一数据，第一数据为发送端根据发送标志位，通过组播GOOSE协议发送的其内存中的应用数据；按照订阅规则，将第一数据映射到接收端的内存，并置位接收标志位；接收端的访问控制层根据接收标志位产生的中断实时读取接收端的内存中的数据。可大大提升区域功率控制主站与分散的区域内新能源发电站间功率控制指令的交换速度。内新能源发电站间功率控制指令的交换速度。内新能源发电站间功率控制指令的交换速度。
【技术实现步骤摘要】
功率控制系统实时数据交换方法及装置
[0001]本专利技术涉及新能源
，具体涉及一种功率控制系统实时数据交换方法及装置。
技术介绍
[0002]随着生产和消费电能占比的提高，电力作为基础能源的作用和地位愈加重要，而电力生产又以强不确定性的风/光新能源为主，“双碳”背景下，构建以新能源为主体的新型电力系统，各时空尺度的能源安全挑战巨大。基于严峻的新能源消纳形势，对电力系统运行的安全稳定性和平衡性提出了更高要求，也对电网频率安全带来新的挑战，逼近电网调节能力底线并呈现出交直流混联电网新特点。第一方面，为最大限度消纳新能源，挤占具有转动惯量的常规火电机组空间；第二方面，新能源出力的时序性波动，使系统功率平衡及调频难度不断加大；第三方面，直流大功率闭锁对电网频率安全造成严重威胁。
[0003]新能源参与电网一次调频能力不足，电网可用的快速频率响应资源逐步减少，电网频率控制特性的结构性困境日趋明显，迫切需要新能源机组参与电网快速频率响应，提升电网频率安全水平，一方面，新能源场站就地调频亟需优化，另一方面，高压直流对区域电网的频率和电压的冲击影响也亟需从区域功率控制角度统筹协调，而快速遥调数据交换是区域级功率控制的核心之一。
[0004]相关技术中，专利申请号为201410034898.4的专利技术专利申请公开了一种多处理器的数据交换方法和装置，主机的物理内存映射到通信总线上，主机与至少一个从机共享所述的主机的物理内存，所述主机和每个从机的处理器通过通信总线访问共享的物理内存，实现了主机物理内存的共享，从机可自由读写该共享的物理内存，其本质解决的是设备内通信问题。
[0005]专利申请号为201510845312.7的专利技术专利申请公开了一种基于卫星链路的一对多数据传输系统及方法，该方法根据各任务载荷产生的数据的带宽和对应的接收点的个数，为每一种任务载荷产生的数据选择网络协议，根据选择的网络协议进行任务载荷网络数据打包并送入机载网络交换机的指定网络接口；对于大带宽数据采用UDP组播协议进行传输，对于小带宽数据采用TCP/IP或UDP点对点传播协议进行传输；当UDP组播协议数据和点对点传播协议数据同时存在时，进行虚拟网络VLAN划分。其属于ip协议栈范畴内，基于无线卫星链路的点对多点通信方法，实时性较低。
技术实现思路
[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于提升区域功率控制主站与分散的区域内新能源发电站间功率控制指令的交换速度。
[0007]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0008]第一方面，本专利技术实施例提供了一种功率控制系统实时数据交换方法，同一区域内布置的功率控制主站和至少一个新能源发电站的通信板卡上分别建立内存，通信板卡上
可编程逻辑器件集成以太网媒体访问控制层和组播GOOSE协议，所述内存填充有应用数据，将所述主站和所述发电站中的一个作为发送端、另一个作为接收端，所述方法包括：
[0009]接收第一数据，所述第一数据为所述发送端根据发送标志位，通过所述组播GOOSE协议发送的其内存中的所述应用数据；
[0010]按照订阅规则，将所述第一数据映射到所述接收端的内存，并置位接收标志位；
[0011]所述接收端的访问控制层根据所述接收标志位产生的中断实时读取所述接收端的内存中的数据。
[0012]由于采用硬刷新技术，将传统采用网络协议栈的通信方式修改为内部高速总线的通信方式，在可编程逻辑器件中内置以太网媒体访问控制层和GOOSE机制从而大幅度降低了处理器的处理时间，进而大大提升区域功率控制主站与分散的区域内新能源发电站间功率控制指令的交换速度，区域功率控制主站与区域内新能源发电站间的主要通信时间缩短为数据在光纤上的传输时间，为实现区域级新能源群控群调提供毫秒级通信技术支撑，使得区域内新能源发电站聚合参与电网快速调频和区域级暂态无功电压优化成为可能。
[0013]进一步地，所述方法还包括：
[0014]利用内部高速总线填充所述遥信数据至所述内存，所述内部高速总线为CPU与所述内存间的并行或串行数据通信总线。
[0015]进一步地，所述以太网媒体访问控制层用于实现标志位处理逻辑和中断处理逻辑；
[0016]所述组播GOOSE协议包括GOOSE发送逻辑和GOOSE接收逻辑。
[0017]进一步地，所述功率控制主站的通信板卡上建立的内存的支持容量为离线配置选项。
[0018]进一步地，在利用所述GOOSE接收逻辑接收所述第一数据时，所述方法还包括：
[0019]对带外流量、带内无效流量以及错误流量进行过滤。
[0020]进一步地，所述发电站作为接收端时，所述发电站间接收指令时间的最大时间离散值为t
最大离散
＝t
最大延时
‑
t
最小延时
，其中：
[0021]t
最大延时
＝max(t
frami
+t
ML
+t
MSi
+t
SLi
),i＝0,1,2,......,N
[0022]t
最小延时
＝min(t
frami
+t
ML
+t
MSi
+t
SLi
),i＝0,1,2,......,N
[0023]其中，t
ML
为所述主站侧本地CPU内部处理时间，t
Mi
(i＝0,1,......,N)为数据在所述主站至所述发电站间的光纤传输时间，N为所述发电站数量，t
SLi
(i＝0,1,......,N)为所述发电站侧本地CPU内部处理时间。
[0024]进一步地，至少一个所述发电站读取所述主站发送的同一组数据的最大时间差为：
[0025]t
最大离散
＝t
最大延时
‑
t
最小延时
[0026]ꢀꢀꢀꢀꢀ
＝(t
M总线
+t
MS_max
+t
S总线_max
)
‑
(t
M总线
+t
MS_min
+t
S总线_min
)
[0027]ꢀꢀꢀꢀꢀ
＝(t
MS_max
‑
t
MS_min
)+(t
S总线_max
‑
t
S总线_min
)
[0028]ꢀꢀꢀꢀꢀ
≈t
MS_max
‑
t
MS_min
[0029]其中，所述主站侧的内存填充时间为t
M总线
，所述主站与所述发电站最短光纤传输时间为t
MS_min
,最长光纤传输时间为t
MS_max
，所述发电站侧总线读取数据的最小时间为t
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种功率控制系统实时数据交换方法，其特征在于，同一区域内布置的功率控制主站和至少一个新能源发电站的通信板卡上分别建立内存，通信板卡上可编程逻辑器件集成以太网媒体访问控制层和组播GOOSE协议，所述内存填充有应用数据，将所述主站和所述发电站中的一个作为发送端、另一个作为接收端，所述方法包括：接收第一数据，所述第一数据为所述发送端根据发送标志位，通过所述组播GOOSE协议发送的其内存中的所述应用数据；按照订阅规则，将所述第一数据映射到所述接收端的内存，并置位接收标志位；所述接收端的访问控制层根据所述接收标志位产生的中断实时读取所述接收端的内存中的数据。2.如权利要求1所述的功率控制系统实时数据交换方法，其特征在于，所述方法还包括：利用内部高速总线填充所述应用数据至所述内存，所述内部高速总线为CPU与所述内存间的并行或串行数据通信总线。3.如权利要求1所述的功率控制系统实时数据交换方法，其特征在于，所述以太网媒体访问控制层用于实现标志位处理逻辑和中断处理逻辑；所述组播GOOSE协议包括GOOSE发送逻辑和GOOSE接收逻辑。4.如权利要求1所述的功率控制系统实时数据交换方法，其特征在于，所述功率控制主站的通信板卡上建立的内存的支持容量为离线配置选项。5.如权利要求3所述的功率控制系统实时数据交换方法，其特征在于，在利用所述GOOSE接收逻辑接收所述第一数据时，所述方法还包括：对带外流量、带内无效流量以及错误流量进行过滤。6.如权利要求1所述的功率控制系统实时数据交换方法，其特征在于，至少一个所述发电站读取所述主站发送的同一组数据的最大时间差为：其中，所述主站侧的内存填充时间为t
M总线
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡德胜，尹文琛，
申请(专利权)人：南京丰道电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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