一种用于电网通信调度的数据采集系统论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种用于电网通信调度的数据采集系统，包括调度端路由器、交换机及采集服务器，交换机分别与调度端路由器、采集服务器通信连接，采集服务器通信连接调度中心，调度端路由器用于将各子站的调度数据通过交换机上传至采集服务器，调度端路由器包括有冗余电源；交换机为冗余式交换机，交换机包括第一交换卡板及第二交换卡板，第一交换板卡和第二交换板卡通过堆叠口互联构成冗余备份链路。本实用新型的一种用于电网通信调度的数据采集系统，交换机采用冗余式交换机，通过其中的第一交换板卡和第二交换板卡堆叠口互联构成冗余备份链路，使得数据传输更具可靠性、稳定性。

主设计要求

1.一种用于电网通信调度的数据采集系统，其特征在于：包括调度端路由器、交换机及采集服务器，所述交换机分别与所述调度端路由器、所述采集服务器通信连接，所述采集服务器通信连接调度中心，所述调度端路由器用于将各子站的调度数据通过所述交换机上传至所述采集服务器，所述调度端路由器包括有冗余电源；所述交换机为冗余式交换机，所述交换机包括第一交换卡板及第二交换卡板，所述第一交换板卡和所述第二交换板卡通过堆叠口互联构成冗余备份链路。

设计方案

2.如权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于：所述第一交换板卡、所述第二交换板卡均包括冗余处理模块、PHY模块和MAC交换模块；所述MAC交换模块上设有用于接入以太网的通信接口；所述PHY模块与所述MAC交换模块连接；所述MAC交换模块中集成有CPU和所述堆叠口。

3.如权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于：所述调度端路由器包括接入层路由器、汇聚层路由器及核心层路由器，所述接入层路由器接收各个子站的调度数据并上传至对应分区的所述汇聚层路由器，各个分区的所述汇聚层路由器将调度数据上传至所述核心层路由器，所述核心层路由器与所述交换机通信连接。

4.如权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于：所述调度端路由器还与安装于各个子站的气象监测模块通信连接。

5.如权利要求4所述的数据采集系统，其特征在于：所述气象监测模块包括温度传感器、湿度传感器及风速传感器。

6.如权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于：所述采集服务器包括2G、3G、4G模块中的一种或多种。

7.如权利要求6所述的数据采集系统，其特征在于：所述采集服务器还包括网口及USB接口。

8.如权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于：所述采集服务器还设置有声光报警模块，所述声光报警模块用于对连接故障进行报警。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电网调度领域，尤其涉及一种用于电网通信调度的数据采集系统。

背景技术

电网调度是为了保证电网安全稳定运行、对外可靠供电、保证各类电力生产工作有序进行而采用的一种有效的管理手段。电力调度的具体工作内容是依据各类信息采集设备反馈回来的数据信息，或监控人员提供的信息，结合电网实际运行参数，如电压、电路、频率、负荷等，综合考虑各项生产工作开展情况，对电网安全、经济运行状态进行判断，通过电话或自动系统发布操作指令，指挥现场操作人员或自动控制系统进行调整，如调整发电机出力、调整负荷分布，投切电容器、电抗器等，从而确保电网持续安全稳定运行。

电网运行过程中，通常通过数据采集通信系统对各个子站的告警、配置、性能数据进行接收并上传至电网调度中心，电网调度中心根据收集到的数据，进行协调、组织、指挥、指导电网相关工作，以确保电力供应的安全运行。在电网运行中，传统的电力调度交换网络只有一个交换节点，这种形式的网络结构薄弱，没有形成网络路由迂回保护，可靠性差。随着电网建设的快速发展，变电站、集控站等对电网调度通信提出更高要求，需要更可靠、更稳定的数据传输网络，以确保电网调度数据采集的稳定性。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于电网通信调度的数据采集系统，能够提供冗余的数据传输链路，确保电网调度数据采集的稳定性。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种用于电网通信调度的数据采集系统，包括调度端路由器、交换机及采集服务器，所述交换机分别与所述调度端路由器、所述采集服务器通信连接，所述采集服务器通信连接调度中心，所述调度端路由器用于将各子站的调度数据通过所述交换机上传至所述采集服务器，所述调度端路由器包括有冗余电源；所述交换机为冗余式交换机，所述交换机包括第一交换卡板及第二交换卡板，所述第一交换板卡和所述第二交换板卡通过堆叠口互联构成冗余备份链路。

进一步地，所述第一交换板卡、所述第二交换板卡均包括冗余处理模块、PHY模块和MAC交换模块；所述MAC交换模块上设有用于接入以太网的通信接口；所述PHY模块与所述MAC交换模块连接；所述MAC交换模块中集成有CPU和所述堆叠口。

进一步地，所述调度端路由器包括接入层路由器、汇聚层路由器及核心层路由器，所述接入层路由器接收各个子站的调度数据并上传至对应分区的所述汇聚层路由器，各个分区的所述汇聚层路由器将调度数据上传至所述核心层路由器，所述核心层路由器与所述交换机通信连接。

进一步地，所述调度端路由器还与安装于各个子站的气象监测模块通信连接。

进一步地，所述气象监测模块包括温度传感器、湿度传感器及风速传感器。

进一步地，所述采集服务器包括2G、3G、4G模块中的一种或多种。

进一步地，所述采集服务器还包括网口及USB接口。

进一步地，所述采集服务器还设置有声光报警模块，所述声光报警模块用于对连接故障进行报警。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的一种用于电网通信调度的数据采集系统，通过调度端路由器收集各个子站的调度数据，调度端路由器将各子站的调度数据通过交换机上传至采集服务器，进而实现调度数据的采集，便于对电网运行进行调度；交换机采用冗余式交换机，通过其中的第一交换板卡和第二交换板卡堆叠口互联构成冗余备份链路，使得数据传输更具可靠性、稳定性。

附图说明

图1为实施例一种用于电网通信调度的数据采集系统各模块连接示意图；

图2为图1交换机各模块连接示意图；

图3为图1采集服务器各模块连接示意图；

图4为图1采集服务器通信接口示意图；

图5为实施例中气象监测模块示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

本实施例提供了一种用于电网通信调度的数据采集系统，如图1所示，包括调度端路由器、交换机及采集服务器，交换机分别与调度端路由器、采集服务器通信连接，采集服务器通信连接调度中心，调度端路由器用于将各子站的调度数据通过交换机上传至采集服务器，调度端路由器包括有冗余电源；如图2所示，交换机为冗余式交换机，交换机包括第一交换卡板及第二交换卡板，第一交换板卡和第二交换板卡通过堆叠口互联构成冗余备份链路。调度端路由器还与安装于各个子站的气象监测模块通信连接。

本实施的数据采集系统，旨在实现调度数据采集的同时，通过冗余式交换机，使得数据传输更具可靠性、稳定性。其中，冗余式交换机，包括机箱、电源和交换板卡，电源和交换板卡均设置在机箱内，电源为冗余电源，包括第一电源和第二电源；交换板卡为2块，即第一交换板卡和第二交换板卡；参照图2，任一交换板卡包括冗余处理模块、PHY模块和MAC交换模块；MAC交换模块上设有用于接入以太网的通信接口；PHY模块与MAC交换模块连接；MAC交换模块中集成有CPU和堆叠口；第一交换板卡和第二交换板卡通过所述的堆叠口互联构成冗余备份链路。第一交换板卡和第二交换板卡叠置于机箱内部，电源设置在机箱内的后端。单套交换板卡的硬件组成由电源冗余处理模块、集成处理器的MAC交换模块、物理层以太网PHY接口模块等组成。集成处理器的MAC交换模块是由集成了处理器的MAC交换芯片组成，其中集成的处理器是整个系统软件的运行中心，主要实现系统配置、系统管理、资源调用、操作维护等功能；集成的MAC主要包括以太网MAC层交换和以太网物理接口部分，内嵌有高速交换逻辑单元，实现快速以太网或千兆位以太网交换接口之间的数据交换，以实现线速转发功能，并提供通讯总线，实现智能控制功能。物理层以太网PHY接口模块主要完成数据的编\/解码、串-并转换、信号驱动等工作，支持速度自协商功能。冗余电源输出两组12VDC电压，同时为第一交换板卡和第二交换板卡供电，当一组电源出现故障时，能够通过冗余处理模块快速地换到第二组电源。冗余电源由两块电源组成，通过冗余处理模块使得两者互为备份；冗余交换板卡由两块交换板卡组成，每块交换板卡由集成处理器的交换芯片和PHY芯片(PHY即物理层)构成，两块交换板卡通过交换芯片集成的堆叠口连接，构成冗余备份链路；冗余软件系统是建立在板卡驱动之上，用来控制管理冗余交换板的协议及应用软件。冗余处理模块为现有成熟技术，这里不多赘述。两块交换板卡通过MAC交换模块提供的堆叠接口进行互联，由于堆叠口支持多条链路，因此当其中一条链路出现故障，另外链路仍可进行数据传输。同时两块交换板卡通过堆叠口互联后，可通过堆叠口实现链路冗余算法，使得两块交换板对外就像一台交换机在运行，此时与双网卡的终端连接后，即便有一块交换板卡故障，该终端仍然可以通过另一块交换板卡与外部进行数据通信。MAC芯片、百兆\/千兆物理层芯片都采用Broadcom公司相关芯片；MAC和PHY芯片之间通过相关接口进行连接，并对这些芯片进行配置。直流电源经变换处理后输出两路直流电压到冗余处理电路中，经过冗余控制处理后输出单路的直流电压分别送到两块交换板卡上，从而给整个系统供电。

此外，图1中，调度端路由器包括了接入层路由器、汇聚层路由器及核心层路由器，调度数据网I期网络核心路由器、汇聚层路由器采用cisco7609路由器，配置双引擎、冗余电源，具备OC3、E1端口、以太网1000M交换口；接入层节点路由器采用cisco7604路由器，配置冗余电源、单引擎，具备2以上个E1端口，6个以上以太网100M交换口。核心层节点按双设备配置、汇聚层、接入层节点按单设备配置，业务接入节点同时配置了cisco35系列交换机。调度数据网II期网络核心路由器、汇聚层路由器采用SR8805路由器，配置双引擎、冗余电源，具备OC3、E1端口、以太网1000M交换口；接入层路由器节点采用H3CMSR 5040路由器，配置冗余电源、单引擎，具备2个以上E1端口，6个以上以太网100M交换口。核心层节点按双设备配置；汇聚层、接入层节点按单设备配置，具备独立通信机房的业务接入节点同时配置了H3CS3600交换机。采集服务器通过交换机获取110KV站及220KV站的上传的告警、配置、性能等数据，采集服务器将接收到的这些调度数据上传至调度中心，用于电网调度运行。调度端路由器均配置冗余电源，冗余电源实现路由器的高可用性，当一个电源出现故障时，另一个电源马上可以接管其工作，在更换电源后，又是两个电源协同工作。此外，为了调度中心实时获取到各个子站的气象监测情况，便于电网调度系统在出现恶劣天气辛苦时，及时作出相应的电力调度运作，避免因恶劣天气造成不必要的损失。为此，通过调度端路由器与设置在各个变电站的气象监测模块通信连接，气象监测模块获取对应变电站位置的气象监测数据，通过调度端路由器上传至采集服务器，采集服务器将气象监测数据实时上传至调度中心，以此实现气象监测数据的采集，进一步实现对恶劣天气情况的监测调度处理。此外，在调度端路由器与交换机之间设置有安防系统，安防系统用于电网内部的安全隔离，从而保护内部网免受非法用户的侵入，保障数据上传的安全。

具体地，如图4所示，气象监测模块包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器，温度传感器、湿度传感器、风速传感器的输出端分别与调度端路由器通信连接。通过温度传感器、湿度传感器和风速传感器，能够检测各个变电站对应位置的温度、湿度和风速等天气信息，从而为电网恶劣天气风险调度提供气象基础数据信息。通过气象基础数据信息，便于调度中心针对恶劣天气情况进行相应的应对方式。

另外，如图2所示，采集服务器包括2G、3G、4G模块中的一种或多种，通过2G\/3G\/4G模块将调度网基础数据上传至调度中心。此外，为了便于调度数据的接收，采集服务器还包括网口及USB接口，通过网口或USB接口，也能够接收调度数据。如图3所示，采集服务器通过设置多个通信接口，便于向多个不同设备传输采集到的调度数据。另一方面，如图2所示，该采集服务器还包括声光报警模块，声光报警模块与CPU相连接。声光报警模块具体可包括状态指示灯和蜂鸣报警器。当采集服务器进行接收或者上传时，状态指示灯点亮；或者出现连接故障、上电故障等故障时状态指示灯闪烁。同样的，蜂鸣报警器可以在数据处理结束或者出现故障时发出蜂鸣报警。声光报警模块采用ULN2003驱动电路蜂鸣器和LED灯进行声光报警。连接故障检测、数据传输检测为现有技术，这里不多赘述。

本实施例的一种用于电网通信调度的数据采集系统，通过调度端路由器收集各个子站的调度数据，调度端路由器将各子站的调度数据通过交换机上传至采集服务器，进而实现调度数据的采集，便于对电网运行进行调度；交换机采用冗余式交换机，通过其中的第一交换板卡和第二交换板卡堆叠口互联构成冗余备份链路，使得数据传输更具可靠性、稳定性。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

设计图

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主设计要求

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