基于冗余系统的高可靠性电能量采集传输系统

摘要

本申请实施例提出的基于冗余系统的高可靠性电能量采集传输系统，包括在远方主站的防火墙与RS485组网通信网络之期间设有电能量采集传输冗余系统；所述电能量采集传输冗余系统包括通过以太网进行通信的两路远程电能量数据终端，在每路远程电能量数据终端上均连接有平面交换机。通过采用主备远程电能量数据终端冗余系统，提高了厂站端电能量数据采集传输的可靠性；另外使得现场冗余系统改造升级简单，不用重新组网布线，减少了工作量，同时提升现有系统的资源复用性。

说明书

技术领域

本发明属于信息通信领域，尤其涉及基于冗余系统的高可靠性电能量采集传输系统。

背景技术

随着社会经济、智能电网和电力市场的发展，对电能量计量管理提出了更加精细化的要求，特别是电力现货市场改革的推进，对电能量相关数据的可靠性、准确性、及时性都提出了更高的要求，作为主网电能量采集和上送的关键一环，部署在变电站和电厂的远方电能量数据终端(远程电能量数据终端)的可靠性、稳定行、高效性也都需要得到进一步的加强。然而，目前各电压等级变电站及电厂内均只部署了一套远程电能量数据终端装置作为电能量数据采集传输的通道，当远程电能量数据终端因各种原因出现故障时，会严重影响电量采集系统的整体正常运行。所以部署冗余系统来增强厂站端电能量采集传输的可靠性就变得十分必要。但是冗余系统的建设，不是简单的增加一台远程电能量数据终端装置就可以解决，需要根据变电站和电厂内的实际情况重新组网和连线，有时更需要对电能表的通信口数量也提出一定的要求。如何在已有系统的基础上，进行简单改造就能提高电能量采集传输系统的可靠性就成了问题的关键。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出了基于冗余系统的高可靠性电能量采集传输系统，采用主备远程电能量数据终端冗余系统，提高了厂站端电能量数据采集传输的可靠性。

具体的，本申请实施例提出的基于冗余系统的高可靠性电能量采集传输系统，包括：

在远方主站的防火墙与RS485组网通信网络之期间设有电能量采集传输冗余系统；

所述电能量采集传输冗余系统包括通过以太网进行通信的两路远程电能量数据终端，在每路远程电能量数据终端上均连接有平面交换机。

可选的，在所述电能量采集传输冗余系统中：

两路远程电能量数据终端为主备模式，分别通过双平面网络的其中一路交换机与主站保持通信，两台远程电能量数据终端共享RS485总线与电能表组成通信网络。

可选的，在所述电能量采集传输冗余系统中：

两路远程电能量数据终端之间通过以太网保持连接，藉由通信策略保证电能量数据的采集与同步；

当一台远程电能量数据终端发生故障时不影响整体电能量数据采集和传输，并能通过日志信息把远程电能量数据终端故障状态通知主站。

可选的，所述藉由通信策略保证电能量数据的采集与同步包括：

远程电能量数据终端启动时，根据配置文件识别自身到底是主设备还是备用设备；

如果是主设备，则启动监听服务，等待备用远程电能量数据终端来主动连接，在规定时间内如果没有接受到连接，就认为无备用远程电能量数据终端设备或备用远程电能量数据终端故障，按正常流程进行电能量采集传输任务就可以，但运行过程中还会持续监听备用远程电能量数据终端的连接。

可选的，所述藉由通信策略保证电能量数据的采集与同步包括：

如果接受到备用远程电能量数据终端连接，则发送心跳报文，将备用设备最新电能量数据时间和自身最新电能量时间进行比较；

根据比较结果进行相互之间数据同步，然后启动电能量采集任务，在电能量采集过程中，如果一直保持着与备用远程电能量数据终端的连接，那么心跳报文和数据同步一直周期性的进行。

可选的，所述藉由通信策略保证电能量数据的采集与同步包括：

远程电能量数据终端启动后根据配置文件识别到自己是备用设备时，主动去连接主远程电能量数据终端设备；

如果连接上主设备，就接收周期心跳报文和数据同步，回复确认内容；

如果连接不上主远程电能量数据终端设备或连接过程中一定周期内接受不到心跳报文就认为主远程电能量数据终端故障，启动电能表采集任务接替数据采集，整个过程中还会定时去连接主远程电能量数据终端设备；

如果再次连接上主设备，则认为主远程电能量数据终端故障排除，停止采集电能表数据，再次进入接收周期心跳报文和数据同步状态。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

一是采用主备远程电能量数据终端冗余系统，提高了厂站端电能量数据采集传输的可靠性；二是该方法使得现场冗余系统改造升级简单，不用重新组网布线，减少了工作量，同时提升现有系统的资源复用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提出的基于冗余系统的高可靠性电能量采集传输系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提出的系统框架示意图；

图3为本申请实施例提出的主备远程电能量数据终端的策略流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

具体的，本申请实施例提出的基于冗余系统的高可靠性电能量采集传输系统，如图1所示，包括：

在远方主站的防火墙与RS485组网通信网络之期间设有电能量采集传输冗余系统；

所述电能量采集传输冗余系统包括通过以太网进行通信的两路远程电能量数据终端，在每路远程电能量数据终端上均连接有平面交换机。

在实施中，本实施例提出的一种基于冗余系统的高可靠性电能量采集传输系统，目的在于提高厂站端电能量采集传输系统的可靠性，解决厂站内建设电能量采集传输冗余系统时必须重新组网或更换电能表的问题，减少现场改造工作量，提升现有系统的资源复用性。

如图2所示：本发明的基本思路是在厂站端增加ERTU装置来建立电能量数据采集传输冗余系统，两台ERTU装置为主备模式，通过双平面网络的交换机、防火墙、路由器与远方主站保持通信。两台ERTU共享RS485总线与一定数量的电能表组成通信网络，同时相互之间通过以太网保持连接，通过一定的策略保证电能量数据的采集与同步。一台ERTU故障时不影响整体电能量数据采集和传输，并能通过日志信息把ERTU故障状态通知主站。

如图3所示：主备两台ERTU装置之间的策略为以下步骤，ERTU中的主设备启动时，根据配置文件识别自身到底是主设备还是备用设备，如果是主设备，则执行读取配置、初始化的步骤，启动主站通信服务同时启动监听服务，等待ERTU中的备设备来主动连接，在规定时间内如果没有接受到连接，就认为无备用ERTU设备或备用ERTU故障，只需要按正常流程启动电能表采集任务进行电能量采集传输任务，但运行过程中还会持续监听备用ERTU的连接。

如果接受到备用ERTU连接，就开始发送心跳报文，然后询问备用设备最新电能量数据时间和自身最新电能量时间进行比较，根据比较结果判定是否需要进行同步数据，进行相互之间数据同步，然后启动电能量采集任务，在电能量采集过程中，如果一直保持着与备用ERTU的连接，那么心跳报文和数据同步一直周期性的进行。

ERTU中的备设备启动后读取配置文件进行初始化识别到自己是备用设备时，就主动去连接ERTU中的主设备，如果连接上主设备，则准备接受各类命令。当接收周期心跳报文和数据同步时，然后回复确认内容。如果连接不上ERTU主设备或连接过程中一定周期内接受不到心跳报文就认为ERTU主设备故障，启动电能表采集任务接替数据采集，整个过程中还会定时去连接主ERTU设备，如果又一次能连接上了，就认为主ERTU故障排除，停止采集电能表数据，再次进入接收周期心跳报文和数据同步状态。

在厂站端原有远程电能量数据终端的基础上再部署一套远程电能量数据终端装置来建立电能量采集传输冗余系统。把原有远程电能量数据终端上与主站通信的双平面两路以太网线，分一路接入到新部署的远程电能量数据终端上，主站可以利用电力数据网任意采集两套远程电能量数据终端装置中的各类数据。两套远程电能量数据终端装置共享RS485总线与电能表组成通信网络，为了防止RS485共线采集冲突，平时由其中一台远程电能量数据终端装置作为主设备负责采集电能表数据，两套远程电能量数据终端装置之间通过独立以太网口建立通信连接，主远程电能量数据终端装置负责把采集的电能表各类数据通过以太网连接通道同步给备用远程电能量数据终端装置，同时主备两套远程电能量数据终端之间保持心跳报文，时刻都能知道对方的运行状态，当主远程电能量数据终端设备发生故障的时候，备用远程电能量数据终端设备接替对电能表各类数据的采集，并把主远程电能量数据终端设备发生故障的日志发送给主站。当备用远程电能量数据终端设备发生故障的时候，主远程电能量数据终端设备也会把备用设备故障的日志发送给主站。

实施例1

在Linux系统下，为了达到各子应用程序能独立开发，降低各自耦合性，运行不相互影响的目的，整个系统框架采用应用程序容器化部署方案，具体采用Doker(一个

采集程序用过以太网或串口通信采集电能表的电能量数据，然后通过MQTT-Broker发布数据给数据中心程序来完成本地存储，通信服务程序也是通过MQTT-Broker来接收数据中心发布的电能数据，然后上送的主站系统。

同时远方电能量数据终端，还可以用过WEB配置程序和液晶界面程序对外提供参数配置和数据查询功能。

实施例2

基于容器技术远方电能量终端硬件结构，包括采用A9芯片的主处理器模块、网卡模块、通讯口模块、存储模块、电源模块、人机交互模块。通讯口模块包括5RS232接口、15路RS485接口和6个10M/100M以太网接口。RS485接口支持20余种规约电表等计量设备的接入。

主处理器模块采用ARM-Cortex-A9处理器，并设有看门狗功能，可消除软件死机。人机对话界面模块由7.0英寸800×480彩色LCD和21键键盘组成，并支持液晶触摸功能，可以很方便地定义、查询、修改各种运行参数，显示各种事件记录数据等。电源模块采用高可靠性电源模块，可实现交直流电源输入，无缝自动投切，提供DC+5V，DC+12V系统电源。存储器模块采用内置FLASH存储，高效稳定可根据各类数据类型进行分类存储。容量：4G字节。可并配有CF卡辅助存储，帮助备份重要系统参数。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。