本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)通信，尤其是基于tsn的電力時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流調(diào)度方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備接入的sv(samplingvalue,采樣值)是一系列離散化、數(shù)字化的電流、電壓相量采樣值，不同間隔、同一間隔內(nèi)不同采樣點(diǎn)的采樣同步是指要通過時(shí)間上串行的離散值獲取發(fā)生在同一時(shí)刻的相量值。實(shí)現(xiàn)采樣同步的核心問題是要能準(zhǔn)確獲知多路sv報(bào)文數(shù)據(jù)的傳輸延時(shí)，據(jù)此推導(dǎo)sv報(bào)文傳輸?shù)陌l(fā)生時(shí)刻，最后通過插值運(yùn)算實(shí)現(xiàn)多路sv的同步。

2、面向通用對(duì)象的變電站事件(generic?object?oriented?substation?event，goose)報(bào)文主要用于傳輸變電站內(nèi)保護(hù)跳閘、斷路器位置、測(cè)控聯(lián)鎖等實(shí)時(shí)性要求的數(shù)據(jù)，當(dāng)裝置中有事件發(fā)生(如開關(guān)狀態(tài)變位)時(shí)，goose數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)就發(fā)生變化，裝置立刻發(fā)送該數(shù)據(jù)集的所有數(shù)據(jù)，因此，goose報(bào)文具有突發(fā)性、時(shí)間敏感性等特征。

3、變電站突發(fā)流量傳輸往往難以因?yàn)闆]有合理地規(guī)劃傳輸路徑導(dǎo)致傳輸時(shí)延較大，在智能變電站開關(guān)動(dòng)作事件采集與分析場(chǎng)景，將導(dǎo)致故障分析處置受到影響，降低電網(wǎng)供電可靠性?，F(xiàn)有的智能變電站sv、goose報(bào)文在多路周期傳輸時(shí)面臨著時(shí)隙調(diào)度問題和低時(shí)延快速轉(zhuǎn)發(fā)路徑選擇問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種基于tsn的電力時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流調(diào)度方法及系統(tǒng)，完成對(duì)所有周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流的時(shí)隙調(diào)度。滿足突發(fā)性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流的傳輸需求。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明所述的基于tsn的電力時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流調(diào)度方法，包括如下步驟：

3、(1)針對(duì)智能變電站本地通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲兴械膫鬏旀溌?，?jì)算在該傳輸鏈路上需承載的周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流集合；

4、(2)一條傳輸鏈路ei上，存在兩個(gè)以上周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流fn傳輸時(shí)，計(jì)算每個(gè)周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流的傳輸鏈路沖突因子沖突數(shù)據(jù)流數(shù)量；其中ei∈e,1≤i≤e，fn,1≤n≤n，e為傳輸鏈路數(shù)量，n為周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流數(shù)量；

5、(3)若傳輸鏈路上每個(gè)周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流fn傳輸時(shí)占據(jù)時(shí)隙數(shù)量之和不大于一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)包含的時(shí)隙數(shù)，則計(jì)算每個(gè)周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流fn的時(shí)隙調(diào)度優(yōu)先權(quán)系數(shù)，執(zhí)行步驟(4)，否則執(zhí)行步驟(5)；

6、(4)根據(jù)優(yōu)先權(quán)系數(shù)升序，從調(diào)度周期最后一個(gè)時(shí)隙開始，為當(dāng)前傳輸鏈路ei上所有周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流fn分配時(shí)隙序號(hào)；返回步驟(2)直至完成所有傳輸鏈路的周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流時(shí)隙分配；

7、(5)將傳輸鏈路沖突因子最大的周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流改為在tsn交換機(jī)其他端口傳輸，返回步驟(2)。

8、進(jìn)一步地，步驟(4)中，完成所有傳輸鏈路的周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流時(shí)隙分配后，通過最短路徑搜索算法，尋找突發(fā)性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流的傳輸時(shí)延最小的傳輸路徑。

9、進(jìn)一步地，步驟(2)中所述傳輸鏈路沖突因子初始值為0。

10、進(jìn)一步地，步驟(3)中所述時(shí)隙調(diào)度優(yōu)先權(quán)系數(shù)為其中分別為周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流fn在傳輸鏈路ei之前所有傳輸鏈路集合、分配的傳輸時(shí)隙起始序號(hào)。

11、進(jìn)一步地，步驟(3)中，所有周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流傳輸周期tn,1≤n≤n的最小公倍數(shù)為調(diào)度周期tschedu，所有周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流單節(jié)點(diǎn)傳輸時(shí)延tsn,1≤n≤n的最大公約數(shù)為調(diào)度時(shí)隙時(shí)長(zhǎng)ts；每個(gè)周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流傳輸時(shí)占據(jù)時(shí)隙數(shù)量為為向上取整運(yùn)算符，一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)包含時(shí)隙數(shù)為slottsch＝tschedu/ts。

12、本發(fā)明所述的基于tsn的電力時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流調(diào)度系統(tǒng)，包括：

13、周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流集合計(jì)算單元，用于針對(duì)智能變電站本地通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲兴械膫鬏旀溌罚?jì)算在該傳輸鏈路上需承載的周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流集合；

14、傳輸鏈路沖突因子計(jì)算單元，用于在一條傳輸鏈路ei上，存在兩個(gè)以上周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流fn傳輸時(shí)，計(jì)算每個(gè)周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流的傳輸鏈路沖突因子沖突數(shù)據(jù)流數(shù)量；其中ei∈e,1≤i≤e，fn,1≤n≤n，e為傳輸鏈路數(shù)量，n為周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流數(shù)量；

15、周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流時(shí)隙分配單元，若傳輸鏈路上每個(gè)周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流fn傳輸時(shí)占據(jù)時(shí)隙數(shù)量之和不大于一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)包含的時(shí)隙數(shù)，則計(jì)算每個(gè)周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流fn的時(shí)隙調(diào)度優(yōu)先權(quán)系數(shù)，則根據(jù)優(yōu)先權(quán)系數(shù)升序，從調(diào)度周期最后一個(gè)時(shí)隙開始，為當(dāng)前傳輸鏈路ei上所有周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流fn分配時(shí)隙序號(hào)；返回步驟(2)直至完成所有傳輸鏈路的周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流時(shí)隙分配；若傳輸鏈路上每個(gè)周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流fn傳輸時(shí)占據(jù)時(shí)隙數(shù)量之和小于一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)包含的時(shí)隙數(shù)，則將傳輸鏈路沖突因子最大的周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流改為在tsn交換機(jī)其他端口傳輸，返回周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流時(shí)隙分配單元。

16、進(jìn)一步地，還包括突發(fā)性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流路徑分配單元，用于在完成所有傳輸鏈路的周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流時(shí)隙分配后，通過最短路徑搜索算法，尋找突發(fā)性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流的傳輸時(shí)延最小的傳輸路徑。

17、進(jìn)一步地，所述傳輸鏈路沖突因子計(jì)算單元中，所述傳輸鏈路沖突因子初始值為0。

18、進(jìn)一步地，所述周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流時(shí)隙分配單元中，所述時(shí)隙調(diào)度優(yōu)先權(quán)系數(shù)為其中分別為周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流fn在傳輸鏈路ei之前所有傳輸鏈路集合、分配的傳輸時(shí)隙起始序號(hào)。

19、進(jìn)一步地，所述周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流時(shí)隙分配單元中，所有周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流傳輸周期tn,1≤n≤n的最小公倍數(shù)為調(diào)度周期tschedu，所有周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流單節(jié)點(diǎn)傳輸時(shí)延tsn,1≤n≤n的最大公約數(shù)為調(diào)度時(shí)隙時(shí)長(zhǎng)ts；每個(gè)周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流傳輸時(shí)占據(jù)時(shí)隙數(shù)量為為向上取整運(yùn)算符，一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)包含時(shí)隙數(shù)為slottsch＝tschedu/ts。

20、本發(fā)明所述的電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被加載至處理器時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的基于tsn的電力時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流調(diào)度方法。

21、本發(fā)明所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的基于tsn的電力時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流調(diào)度方法。

22、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)本發(fā)明在已知多路周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流傳輸路徑條件下，合理確定調(diào)度周期、傳輸時(shí)隙，并通過時(shí)隙調(diào)度算法為每路周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流分配傳輸路徑上每條路徑的傳輸時(shí)隙，滿足其周期性傳輸需求，并保證確定性傳輸時(shí)延。(2)本發(fā)明公開的方法能夠保證突發(fā)性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流最低時(shí)延傳輸需求，有效提高了電網(wǎng)設(shè)備動(dòng)作事件分析與處置及時(shí)性。(3)本發(fā)明涉及的tsn網(wǎng)絡(luò)周期性與突發(fā)性流量調(diào)度問題，該類問題屬于組合優(yōu)化范疇，求解最優(yōu)解往往十分困難，本發(fā)明公開一種啟發(fā)式算法，算法復(fù)雜度較低，實(shí)際應(yīng)用推廣價(jià)值更高。(4)本發(fā)明還能夠在滿足周期性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流傳輸需求的同時(shí)，為突發(fā)性時(shí)間敏感數(shù)據(jù)流選擇時(shí)延最低傳輸路徑，充分滿足智能變電站測(cè)控保護(hù)裝置同步采樣及快速事件上送等需求。