一种电力配网差动业务的通信数据处理方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统通信相关技术领域，尤其涉及一种电力配网差动业务的通信数据处理方法及装置。

背景技术

传统电力配网差动业务终端之间采用光纤直连方式，M端和N端为配网差动业务两端，两端对等传输，传统电力配网差动业务终端的拓扑图如图1所示。差动业务终端通过采集本侧配电网数据，包括电力模拟量和状态量，发给对侧终端，本侧终端收到对侧数据后，根据差动业务逻辑判断，并对电力一次设备进行控制。而由于城市配电网拓扑结构变化快，因此施工难度与成本大。

面对配网有线通信模式的弊端，5G通信技术具备高速率、低时延、大连接特性，正契合差动业务需求特点。基于5G通信的差动业务拓扑图如图2所示。在上述基于5G通信的配网差动保护场景下，配网差动保护装置业务数据需要均匀发送，加密传输。采用5G通信无线传输数据时，由于传输路径开放，数据存在被窃取甚至伪造的风险，若数据被伪造发送到一侧保护装置，存在保护误动的风险，因此需要加密；并且由于5G通信传输速率较大，因此存在某一时刻一个较大数据包的情况，这种情况下会出现配网差动终端一段时间收不到数据，此时配网差动终端可能出现通信断链告警，在某一时刻又同时收到较多数据的情况，此时配网差动终端可能数据大于其缓存容量，自动丢包的现象，这两种情况均不能正常支撑差动保护业务。

目前的配电网差动业务数据流量密度大，一般差动业务每个周波包含大概80个采样点，每秒钟50个周波(50Hz工频)，则差动业务每秒钟为4000帧数据量，平均每250us一帧数据，每帧数据大概为200字节，差动业务一般采用UDP报文通信。差动业务数据呈现出高密度短报文数据流典型特征，在5G公网通信时面对空口调度、CPE路由转发能力和安全传输等要求时，原始短报文通过5G公网传输仍有缺陷和改进空间。

发明内容

基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提供一种电力配网差动业务的通信数据处理方法及装置，以解决差动原始短报文所带来的缺陷。本发明所提供的方案中，通信终端内部对数据的处理主要包含定时、包长、裕度处理等机制，三种机制互相配合并行处理，上下行数据交替处理，实现数据高效处理。两侧通信终端按照业务报文长度进行打包和解包，并按业务终端的传输时间间隔进行数据交互，从而提高了通信数据处理的效率和可靠性。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电力配网差动业务的通信数据处理方法，包括数据发送过程和数据接收过程；其中，

所述数据发送过程包括步骤：

S11、以时间间隔T0接收配网差动装置发送的数据，并将所述数据放入第一缓存区；

S12、判断所述第一缓存区内的数据长度是否小于等于预设的帧长度；若是，则执行步骤S11；若否，则执行步骤S13；

S13、读取所述第一缓冲区中的数据，并将所述数据打包发送至网侧设备以进行传输；

所述数据接收过程包括步骤：

S21、接收网侧设备发送的数据；

S22、根据数据包长度解析出单帧数据，将数据解包后放入第二缓存区；

S23、以时间间隔T3向配网差动装置发送位于第二缓存区中所述解析出的单帧数据。

进一步的，所述时间间隔T0>T3。

进一步的，所述步骤S13中，以时间间隔T1向网侧设备发送打包数据，所述步骤S21中，以时间间隔T2接收网侧设备发送的数据，并且T1>T2。

进一步的，所述数据打包，包括去掉各个差动原始数据包的非数据部分，合并各个差动原始数据包的数据部分，将合并后的数据部分添加非数据部分信息。

进一步的，所述数据解包，包括根据预设的业务报文长度解析出单帧数据，并添加非数据部分信息。

根据本发明的另一个方面，提供一种电力配网差动业务的通信数据处理装置，包括上行数据处理模块、下行数据处理模块、打包解包模块和存储单元；其中，

所述下行数据处理模块，以时间间隔T0接收配网差动装置发送的数据，当第一缓存区内的数据长度小于等于预设的帧长度时，将所述数据放入第一缓存区；以及，以时间间隔T3向配网差动装置发送位于第二缓存区中解析出的单帧数据；

所述上行数据处理模块，当所述第一缓存区内的数据长度大于预设的帧长度时，读取所述第一缓冲区中的数据，并通过打包解包模块对所述数据打包后，发送至网侧设备以进行传输；以及，接收网侧设备发送的数据，并通过打包解包模块对所述数据解包后放入第二缓存区；

所述打包解包模块，对数据进行打包和解包；

所述存储单元，包括第一缓存区和第二缓存区。

进一步的，所述时间间隔T0>T3。

进一步的，所述上行数据处理模块，以时间间隔T1向网侧设备发送打包数据，以时间间隔T2接收网侧设备发送的数据，并且T1>T2。

进一步的，所述打包解包模块，对数据进行打包，包括去掉各个差动原始数据包相同的非数据部分，合并各个差动原始数据包的数据部分，将合并后的数据部分添加非数据部分信息。

进一步的，所述打包解包模块，对数据进行解包，包括根据预设的业务报文长度解析出单帧数据，并添加非数据部分信息。

综上所述，本发明提供了一种电力配网差动业务的通信数据处理方法及装置，通过将配网差动装置发送的数据按照预设长度以及预设时间间隔打包发送至网侧设备，并交替处理上下行数据，实现了数据的高效处理和传输。两侧通信终端按照业务报文长度进行打包和解包，并按业务终端的传输时间间隔进行数据交互，从而提高了通信数据处理的效率和可靠性。

附图说明

图1是本发明电力配网差动业务的通信数据处理方法的流程图；图1-a为发送过程的流程图，图1-b为接收过程的流程图；

图2是本发明电力配网差动业务的通信数据处理方法中包括发送和接收的实施流程图；

图3是本发明电力配网差动业务通信过程示意图；

图4是本发明电力配网差动业务的通信数据处理装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

下面对结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的一个实施例，提供了一种电力配网差动业务的通信数据处理方法，该方法的流程图如图1所示，其中，图1-a为发送过程的流程图，图1-b为接收过程的流程图，图2示出了包括发送和接收的通信数据处理方法的实施流程图，结合图1和图2，该方法包括如下步骤：

配网差动装置按照时间间隔T0向作为发送端的通信终端发送数据。

作为发送端的通信终端按照时间间隔T0接收配网差动终端业务数据并放入第一缓存区，下行处理模块预设数据帧长，并按固定时间间隔T1将数据打包后发送到网侧设备，如MEC或经由核心网处理设备发送到以太网。在打包数据时，去掉各个差动原始数据包中相同的非数据部分(如帧头、帧尾等信息)，将几个差动原始数据包的数据部分合为一个数据包，然后加上差动固有的非数据部分(如帧头、帧尾、标志统计等信息)。

依据差动业务数据特点，将一秒钟划分为5000个微时隙，相当于每个时隙200us等间隔。上行合包时，每个时隙等间隔接收UDP数据，如果收到数据，则依据打包包数(包长)设定值进行合包处理。如果没收到数据，则等待下个时隙。当数据包数等于设定包数时，进行转发处理。

如配网差动终端通过通信终端下行端口传输业务数据为200Byte和260Byte，200Byte每200微秒发送一次，260Byte每800微秒发送一次，每1ms，将5-6个业务数据包打包为1000或1260Byte并通过通信终端上行端口发送。

网侧设备接收作为发送端的通信终端的打包数据，并经由MEC或经由核心网处理设备发送到作为接收端的通信终端。

对侧作为接收端的通信终端按固定时间间隔T2(T2

如上行处理模块每0.8ms接收数据，并按照200Byte和260Byte对1260Byte的数据包进行解包处理，并按160微秒每次的节奏，通过下行端口向该侧配网差动终端发送每包200Byte的数据。实现接收频率大于发送频率，当上行数据积压时，可快速实现数据的下行发送，短时间内可实现数据根据时标信息对齐。本实施例以一种业务报文长度为例进行了解包和打包的过程解释，但并不限于一种长度，比如一种长度为100Byte，一种为150Byte，或者为其他长度的情况，依然可以进行解析。

一般地，数据接收充分考虑裕度处理。由于无线网络的不稳定性，抖动随时存在，很有可能造成空口上下行数据积压累积，为此增加一定的时隙裕度，结合差动装置本身裕度处理机制，设置固有时隙充分满足差动业务需求特征，同时满足终端本身CPU的处理轮询能力，实现数据处理效率最大化。采用该方法进行电力配网差动业务通信的过程如图3所示。

根据本发明的另一个实施例，提供一种电力配网差动业务的通信数据处理装置，该装置的结构示意图如图4所示，包括上行数据处理模块、下行数据处理模块、打包解包模块和存储单元。

所述下行数据处理模块，以时间间隔T0接收配网差动装置发送的数据，当第一缓存区内的数据长度小于等于预设的帧长度时，将所述数据放入第一缓存区；以及，以时间间隔T3向配网差动装置发送位于第二缓存区中解析出的单帧数据。其中，时间间隔T0>T3。

所述上行数据处理模块，当所述第一缓存区内的数据长度大于预设的帧长度时，读取所述第一缓冲区中的数据，并通过打包解包模块对所述数据打包后，发送至网侧设备以进行传输；以及，接收网侧设备发送的数据，并通过打包解包模块对所述数据解包后放入第二缓存区。该模块以时间间隔T1向网侧设备发送打包数据，以时间间隔T2接收网侧设备发送的数据，并且T1>T2所述打包解包模块，对数据进行打包和解包。对数据进行打包，包括去掉各个差动原始数据包相同的非数据部分，合并各个差动原始数据包的数据部分，将合并后的数据部分添加非数据部分信息。对数据进行解包，包括根据预设的业务报文长度解析出单帧数据，并添加非数据部分信息。根据某些实施例，上行数据处理模块和下行数据处理模块可以与打包解包模块直接通信，或者通过存储单元进行数据交互

存储单元，包括第一缓存区和第二缓存区。

综上所述，本发明涉及一种电力配网差动业务的通信数据处理方法及装置，通过将配网差动装置发送的数据按照预设长度以及预设时间间隔打包发送至网侧设备，并交替处理上下行数据，实现了数据的高效处理和传输。两侧通信终端按照业务报文长度进行打包和解包，并按业务终端的传输时间间隔进行数据交互，从而提高了通信数据处理的效率和可靠性。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。