本发明专利技术提出了一种适用于轨道交通电力监控系统中通信网关双机冗余的方法，通过对变电所间隔层配置硬件完全独立的冗余通信网关，采用双机冗余通信方法与所内IED(智能电子设备)建立数据通信，将IED数据转发给站控层通信管理机或接受通信管理机命令。对于两台独立的通信网关，根据间隔层各个设备通信规约及物理传输介质通道，配置通信网关设备接入方式规则库，进而依据接入方式规则库分别采用不同的通信规约及连接方式与其数据通信。配置主备用态条件规则集组成主备切换条件库，通信网关依据切换条件库进行自我诊断，最终根据双方切换权重值来确立工作状态，通过双网络通信方式将关联数据实时同步，使得同一时刻一主一备稳定可靠运行。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轨道交通电力自动化监控系统领域，涉及变电所内间隔层通信网关双机热备冗余运行构造稳定可靠地电力综合自动化监控系统。
技术介绍
伴随着计算机智能及其自动化技术的日益成熟，智能电子二次设备在城市轨道交通及电气化高速铁路领域的普及应用，电力监控运行维护方式有了质的改变，由原来有人值守兼顾值班员当地操作停送电转变为无人值守、定期巡检、远方控制中心程控停送电、事故分析为主的方式，因此，对电力监控综合自动化系统的实时、稳定、可靠性提出了更为严格的要求。在城市轨道交通电力监控综合自动化系统中，间隔层IED只与通信网关建立数据通信，通信网关作为电子智能二次设备与监控系统的数据交互中枢，起到上通下达的作用。目前，轨道交通领域高压侧保护及直流保护系统等关键系统均以国外厂家为主，这些IH)通信接口多为串行接口。在整个电力监控自动化系统中，最常用的通信方式为以太网口和串行接口，通信管理机作为变电所内站控层设备，普遍与控制中心通过DL/T 634.5104-2009或DL/T634.5101-2002进行主备双机双通道通信，实现了真正意义上的双冗余。而变电所内，过程层通信网关与IED、通信管理机的通信连接方式并没有得到真正的重视或者明确规范，每个综自设备厂家根据自家设备及软件设计特性进行不同的设备接入组网拓扑设计，所内普遍通过通信网关与IH)所支持的通信规约及方式通信，通信网关与通信管理机通过其内部高速数据总线或者网络进行数据通信转发，实现其最终数据的信息汇集。此种方案，共同特点是仅实现了变电所与控制中心之间通信的设备与通道双冗余，而变电所内通信没有实现冗余，因此，从控制中心到间隔层IED的整个数据通信并没有实现真正意义上的冗余，为整个综合自动化系统的稳定可靠运行埋下了隐患。
技术实现思路
本专利技术目的在于:为了解决上述主流通信方案通信网关与IED通信没有完全冗余的缺陷，提出适用于轨道交通电力监控系统中通信网关双机热备通信的方法来解决此问题，构造坚实可靠的综合自动化系统通信网络。其技术解决方案为:一种，配置通信网关设备接入方式规则库，此配置用来设定主备用态通信网关与间隔层IED的通信规约及连接运行方式。同一时刻，只有主用态通信网关享有对其接入范围IH)串行通信总线使用权，对使用串行通信接口方式的IED，主用态通信网关与其进行数据通信，备用态与其不建立通信，目前主流的串行接口为RS485，通信规约为IEC103、DNP3.0、Modbus及设备厂家私有规约。对于使用以太网通信的IED，因其网络连接点对点特性，根据IED设备通信规约或软件特性是否支持多连接来决定备用态是否与其建立数据通信关系。仅主用态通信网关与站控层通信管理机建立双通道通信连接。配置主备态条件规则集，此规则集构成带有权重的切换条件库。两台通信网关分别标识为A和B，两者优先启动的孚有主用态权，同时启动时通?目网关A孚有主用态权。对于每个切换条件，根据现场经验值及重要性程度设置相应权重，通信网关A和B之间实时诊断自身运行状态，累加匹配切换条件库来计算自身切换权重，通过网络通信报文交互来获取对方切换条件权重，如果主用态权重大于备用态，主用态向备用态发出切换为备用态请求，在得到备用态确认后切换为备用态，原备用态升级为主用态。同时记录切换时间及原因，并将故障信息上送通信管理机，以便运行管理人员及时解决故障。通信网关A和B配置为双机冗余工作模式，两者之间通过双以太网UDP方式进行信息交互。起始上电后均为备用状态，Α、B互发状态报文给对方，B机收到A机状态报文后确认A机为主用态。通信网关Α、B依据接入方式规则库配置与间隔层IED建立通信。设置未响应阀值Ad，通信网关A和B每秒相互发送状态报文，备用态检测到主用态未响应次数Cn。response,如果Cn。response^ Δ d，强制升级为主用态。某些极端异常情况下，造成A、B通彳目网关失步，使得A、B均为主用态或备用态，在故障消失恢复同步后，A、B立即纠正异常状态，此时A机优先享有主用态权。对于某台IED故障或通信线等因素造成与通信网关通信异常时，会引起A、B因为相同切换条件进行反复频繁切换，每次切换都将引起通信网关与IH)通信重新初始化，造成整个综合自动化系统十分不稳定。可通过状态信息报文中信息字识别此种情况，在切换间隔时间到达后尝试切换。其中，设置切换时间基准At，切换累计次数Cswlteh，切换次数门槛值C—，切换间隔时间Tswlteh，切换间隔时间为本次即将切换时间与上次切换时间之^swi tch C threshold，Tswitch C Swi tch ^ ?，Csw^ tc^ C threshold，Tswitch C threshold4寸此次故障因素排除后，Cswiteh置O。通信网关A、B间通过自识别、自适应方式进行数据实时同步刷新，从而解决A、B发生切换时造成遥信、压板、遥测、累积量等数据上送通信管理机时无效或错误。如果A、B之间不进行数据同步刷新，A切换到B后，B初始数据仍然是上一次为主用态时与IED建立通信的原始值或者初始默认值，需要一定通信时间才能获取所有IH)设备数据，在此过程中与通信管理机的通信会产生误报开关位置信号、压板状态及测量值曲线突变等错误结果。技术效果:在城市轨道交通领域，电力供电系统关系着列车及相关各个专业设备是否能正常运行，电力监控作为其数字综合自动化的重要组成部分，对数据通信的实时性、有效性、可靠稳定性要求极高。通过对整个系统自上而下构建完整的通信网关、通信链路冗余可以在很大程度上提高上述要求特性。轨道交通领域电力监控系统中数据通信的冗余也越来越受到设计院所的重视，故此种双网关冗余方案具有良好的应用使用前景。【附图说明】图1为现有电力监控系统中变电所内通信网关与IED之间数据通信网络图。图2为本专利技术双机冗余数据通信网络图。图3为通信网关工作流程图。图4为数据同步原理图。【具体实施方式】以下结合附图与具体实施例对本专利技术作进一步详细阐述。本专利技术提出了一种。在轨道交通电力监控系统中，通过对变电所间隔层配置硬件完全独立的冗余通信网关，采用双机冗余通信方法与所内IED(智能电子设备)建立数据通信，将IED数据转发给站控层通信管理机或接受通信管理机命令。对于两台独立的通信网关，根据间隔层各个设备通信规约及物理传输介质通道，配置通信网关设备接入方式规则库，进而依据接入方式规则库分别采用不同的通信规约及连接方式与其数据通信。配置主备用态条件规则集组成主备切换条件库，通信网关依据切换条件库进行自我诊断，最终根据双方切换权重值来确立工作状态，通过双网络通信方式将关联数据实时同步，使得同一时刻一主一备稳定可靠运行。对于主用态通信网关拥有间隔层IH)完整数据而备用态只有部分数据的情况，备用态通信网关通过自识别、自适应方式与主用态通信网关交互来保持数据完整有效性。图1为当前电力监控系统中变电所内通信网关与IED之间数据通信网络图。通信网关为单机，主要通过以太网或RS485串行总线与高压侧保护系统、牵引直流保护、交直流系统、400V、整流器、温控器等其他系统通信，其通信方式均为单机单通道。图2为本专利技术所述双机冗余数据通信网络图。配置两台硬件独立的通信网关，通过以太网或RS48本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于轨道交通电力监控系统中通信网关双机冗余的方法，其特征在于：通过对变电所间隔层配置硬件完全独立的冗余通信网关，采用双机冗余通信网关与所内IED(智能电子设备)建立数据通信，将IED数据转发给站控层通信管理机或接受通信管理机命令；对于两台独立的通信网关，根据间隔层各个设备通信规约及物理传输介质通道，配置通信网关设备接入方式规则库，进而依据接入方式规则库分别采用不同的通信规约及连接方式与其数据通信；配置主备用态条件规则集组成主备切换条件库，通信网关依据切换条件库进行自我诊断，最终根据双方切换权重值来确立工作状态，通过双网络通信方式将关联数据实时同步，使得同一时刻一主一备稳定可靠运行。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭浩军，范三龙，柏如国，
申请(专利权)人：南京国电南自轨道交通工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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