一种基于5G的配电网保护与控制系统拓扑文件自分发方法

技术领域

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种基于5G的配电网保护 与控制系统拓扑文件自分发方法。

背景技术

配电网在电力网中担任重要的分配电能的任务，它连接了输电网 和用户，满足了千家万户和各行各业的用电需求；因此配电网的电压 等级多，作业点多面广，设备复杂程度高，线路变动周期短，导致线 路负荷、运行方式多变。

在区域性配电网保护与控制系统中，区域内各设备依据区域实时 拓扑信息或配置信息完成自组网后，若配电线路因迁线、改扩建等原 因需要改变线路的一次网架结构时需要重新配置系统的拓扑结构以 适应新网架结构改变对保护和自愈的要求。通常，更改系统的拓扑结 构需要先停用区域性配电网保护与控制系统的相关功能，然后逐台配 置完成后再次启用区域性配电网保护与控制系统。

频繁地修改线路和组网方式，使得配电网保护与控制系统的相关 保护逻辑需要频繁地修改以配合配电网。继电保护与控制系统通常使 用修改拓扑图的方式来适应配电网的更改，然而更改系统的拓扑结构 需要先停用区域性配电网保护与控制系统的相关功能，然后逐台配置 完成后再次启用区域性配电网保护与控制系统，由此会导致区域性配电网的必要停电时间延长，影响用户的用电体验。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于5G的配电网保护与控制系统拓扑 文件自分发方法，解决了快速实现拓扑结构适应的拓扑文件的自分发 的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于5G的配电网保护与控制系统拓扑文件自分发方法，包括 在配电网保护与控制系统中，各台设备通过内置的拓扑文件进行配置 并通讯形成系统网络；

选定系统网络中任意一台设备，将该设备作为起始分发装置，自 动扩散分发拓扑文件，进行自分发拓扑文件并更新；

系统网络中的所有设备在接收拓扑文件后，自动备份前一次拓扑 文件；

系统网络中的所有设备在接收拓扑文件后进入等待状态，在所有 设备进入等待状态后统一进行校验；

系统网络中的所有设备在完成校验后进入等待更新状态，所有设 备校验通过后统一进行拓扑文件更新；

系统网络中的所有设备在校验完成前，所有设备不停机并持续处 于正常工作状态，更新完成后，所有设备立即投入新的系统网络中运 行。

优选的，所述拓扑文件是描绘系统拓扑图和连接方式的唯一描述 性文件，通过更改每台设备的拓扑文件来更改配电网保护与控制系统 的拓扑结构。

优选的，在更新过程失败或更新成功后，起始分发装置弹窗显示 相关提醒信息。

优选的，在进行自分发拓扑文件并更新时，首先确定通讯正常， 然后对某一台设备的拓扑文件进行更新，再然后将该设备作为起始 点，依据当前的系统网络将拓扑文件扩散分发到与其相连的设备中。

优选的，当根据新的拓扑文件所构成的系统网络发生应用错误时， 配电网保护与控制系统根据各设备备份的前一次拓扑文件，自动回退 到前一次的正常的系统网络。

优选的，当在预定时间内有设备未进入等待状态时，则表示拓扑 分发任务存在异常，有装置无法正常发送或接受拓扑文件，此时将错 误信息返回至起始分发装置，起始分发装置弹窗提示并退出拓扑更新 流程。

优选的，所有设备接收到拓扑文件后，退出等待状态并进行文件 校验；

任意一台设备向与自身相邻的所有设备发送新的拓扑文件识别 码，并接收相邻的所有设备发送的校验信息，并进行校验；当全部校 验通过时，该设备进入等待更新状态；

所有设备校验通过并进入等待更新状态后，所有设备同步开启更 新拓扑文件；

更新完毕后，所有设备向起始分发装置发送更新成功信息，起始 分发装置在收到全部设备的更新成功信息后，弹窗显示系统拓扑信息 更新成功；

优选的，在预定时间内有设备未发送更新成功信息，或有设备收 到了更新失败信息时，则该设备将更新错误信息发送至起始分发装 置，起始分发装置弹窗提示并退出拓扑更新流程，配电网保护与控制 系统根据各设备备份的前一次拓扑文件，自动回退到前一次的正常的 系统网络。

优选的，所述系统网络通过5G网络进行通信。

本发明所述的一种基于5G的配电网保护与控制系统拓扑文件自 分发方法，解决了快速实现拓扑结构适应的拓扑文件的自分发的技术 问题，本发明通过拓扑文件自分发的方式，减少停电时间、缩短施工 周期，节约维护成本，缩短了更新配电网保护与控制系统拓扑结构的 时间，5G通讯的自动分发方式极大地节省了更新文件时的人力成本 和时间成本；本发明采用的文件校验和文件备份的机制大大地保证了 更新文件时系统的可靠性。

附图说明

图1是本发明的拓扑文件自分发的路线示意图；

图2是本发明的流程图。

具体实施方式

由图1-图2所示的一种基于5G的配电网保护与控制系统拓扑文 件自分发方法，包括在配电网保护与控制系统中，各台设备通过内置 的拓扑文件进行配置并通讯形成系统网络；

选定系统网络中任意一台设备，将该设备作为起始分发装置，自 动扩散分发拓扑文件，进行自分发拓扑文件并更新；

系统网络中的所有设备在接收拓扑文件后，自动备份前一次拓扑 文件；

系统网络中的所有设备在接收拓扑文件后进入等待状态，在所有 设备进入等待状态后统一进行校验；

系统网络中的所有设备在完成校验后进入等待更新状态，所有设 备校验通过后统一进行拓扑文件更新；

系统网络中的所有设备在校验完成前，所有设备不停机并持续处 于正常工作状态，更新完成后，所有设备立即投入新的系统网络中运 行。

本发明无需选定主机下发或人工手动下发，自分发方式能够应对 不同的拓扑结构，文件分发或更新失败后自动回退，极短的必要更新 停机时间和便捷直观的更新报告。

本说明的拓扑文件分发方法不需要选定主机指挥整套系统的文件 分发或技术人员手动更新系统中所有装置的拓扑文件，而是选定系统 网络中任意一台装置作为起始位置进行分发，任一设备不允许重复接 收拓扑文件；设备在接收拓扑文件后，在指定短时间内接收拓扑文件 功能退出，防止环形通讯链路中同级设备互传导致拓扑文件分发局部 死循环。

优选的，所述拓扑文件是描绘系统拓扑图和连接方式的唯一描述 性文件，通过更改每台设备的拓扑文件来更改配电网保护与控制系统 的拓扑结构。

优选的，在更新过程失败或更新成功后，起始分发装置弹窗显示 相关提醒信息。

优选的，在进行自分发拓扑文件并更新时，首先确定通讯正常， 然后对某一台设备的拓扑文件进行更新，再然后将该设备作为起始 点，依据当前的系统网络将拓扑文件扩散分发到与其相连的设备中。

优选的，当根据新的拓扑文件所构成的系统网络发生应用错误时， 配电网保护与控制系统根据各设备备份的前一次拓扑文件，自动回退 到前一次的正常的系统网络，避免更新失败后系统拓扑结构损坏。

优选的，当在预定时间内有设备未进入等待状态时，则表示拓扑 分发任务存在异常，有装置无法正常发送或接受拓扑文件，此时将错 误信息返回至起始分发装置，起始分发装置弹窗提示并退出拓扑更新 流程。

优选的，所有设备接收到拓扑文件后，退出等待状态并进行文件 校验；

任意一台设备向与自身相邻的所有设备发送新的拓扑文件识别 码，并接收相邻的所有设备发送的校验信息，并进行校验；当全部校 验通过时，该设备进入等待更新状态；

所有设备校验通过并进入等待更新状态后，所有设备同步开启更 新拓扑文件；

更新完毕后，所有设备向起始分发装置发送更新成功信息，起始 分发装置在收到全部设备的更新成功信息后，弹窗显示系统拓扑信息 更新成功；

优选的，在预定时间内有设备未发送更新成功信息，或有设备收 到了更新失败信息时，则该设备将更新错误信息发送至起始分发装 置，起始分发装置弹窗提示并退出拓扑更新流程，配电网保护与控制 系统根据各设备备份的前一次拓扑文件，自动回退到前一次的正常的 系统网络。

优选的，所述系统网络通过5G网络进行通信。

本发明的设备接收到拓扑文件后不会立即启动更新，而是进入等 待状态，等待所有装置全部收到拓扑文件，防止网络中出现两种拓扑 结构造成系统错误。

如图2所示为本实施例中的一个具体的应用流程，其中具体包括 如下步骤：

步骤1：配电网保护与控制系统中，所有设备通过内置的系统拓 扑文件进行配置并通讯形成网络，拓扑文件是描绘系统拓扑图和连接 方式的唯一描述性文件，因此更改系统的拓扑结构只需要更改每台设 备的拓扑文件；

步骤2：更改系统的拓扑结构，无需指定一台设备为主机进行下 发或所有设备分别进行更新，每一台设备都可以作为自分发拓扑更新 的发起点；

如图1所示，假设节点C为拓扑文件分发的发起点，即，起始分 发装置；

步骤3：通讯正常时，对某一台设备的拓扑文件进行更新，并依 据当前的拓扑网络将拓扑文件扩散分发到与其相连的设备，本实施例 中，拓扑文件自分发线路为：

C→B→A；

C→D→F→H→J→K；

C→D→E→G→I；

步骤4：任一设备不允许重复接收拓扑文件。接收拓扑文件后， 设备在指定短时间内接收拓扑文件功能退出，防止环形通讯链路中同 级设备互传导致拓扑文件分发局部死循环，本实施例中，E、F接收 到来自D的拓扑文件后，在指定短时间内退出接收拓扑文件功能，防 止D、E、F形成发送接收闭环。

步骤5：每台设备接收拓扑文件后，自动备份前一次拓扑文件， 新的拓扑网络应用错误时，配电网保护与控制系统自动回退到先前的 正常网络，防止系统拓扑网络出现故障。

步骤6：设备接收到拓扑文件后不会立即启动更新，而是进入等 待状态，等待所有装置全部收到拓扑文件，防止网络中出现两种拓扑 结构造成系统错误。

步骤7：约定时间内有装置未进入等待状态，表示拓扑分发任务 存在异常，有装置无法正常发送或接受拓扑文件，则将错误信息返回 至发起拓扑文件分发的设备，弹窗提示并退出拓扑更新流程。

步骤8：所有装置接收到拓扑文件后，退出等待状态进行文件校 验。每台设备向自己的所有相邻设备发送新的拓扑文件识别码，并接 收所有相邻设备发送的校验信息。当本装置全部校验通过时，本装置 进入等待更新状态。

步骤9：约定时间内有装置未进入等待更新状态或校验未通过， 则将错误信息返回至发起拓扑文件分发的设备，弹窗提示并退出拓扑 更新流程。

步骤10：全部装置校验通过进入等待更新状态后，所有装置同 步开启更新拓扑文件。经短暂时间重启完毕后，配电网保护与控制系 统拓扑文件更新结束，所有设备向发起拓扑文件分发的设备发送拓扑 文件更新成功信息，此设备收到全部设备更新成功标志后弹窗显示系 统拓扑信息更新成功。

步骤11：约定时间内有装置未发送更新成功信息，或收到更新失 败信息，则将错误信息返回至发起拓扑文件分发的设备，弹窗提示并 退出拓扑更新流程，还原至备份的拓扑网络。

本发明所述的一种基于5G的配电网保护与控制系统拓扑文件自 分发方法，解决了快速实现拓扑结构适应的拓扑文件的自分发的技术 问题，本发明通过拓扑文件自分发的方式，减少停电时间、缩短施工 周期，节约维护成本，缩短了更新配电网保护与控制系统拓扑结构的 时间，5G通讯的自动分发方式极大地节省了更新文件时的人力成本 和时间成本；本发明采用的文件校验和文件备份的机制大大地保证了 更新文件时系统的可靠性。

在本发明中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法 描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或 过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的 优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的 顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来 执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如， 可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体 实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备如基 于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装 置或设备取指令并执行指令的系统使用，或结合这些指令执行系统、 装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何 可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或 设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可 读介质的更具体的示例非穷尽性列表包括以下：具有一个或多个布线的电连接部电子装置，便携式计算机盘盒磁装置，随机存取存储器 RAM，只读存储器ROM，可擦除可编辑只读存储器EPROM或闪速存储 器，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器CDROM。另外，计算机可 读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因 为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译 或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后 将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组 合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器 中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬 件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的 任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻 辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电 路，可编程门阵列PGA，现场可编程门阵列FPGA等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的 全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序 可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法 实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理 模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单 元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现， 也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功 能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一 个计算机可读取存储介质中。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上 述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技 术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和 变型。