[发明专利]一种船舶分布式配电监控网络和验证方法

说明书

本发明提供了一种船舶分布式配电监控网络和验证方法，根据大型船舶的电力系统特点及复杂通信网络的传输要求，通过应用分布式CAN网络结构，对数万个测点分区域组建子网络，有效改善了现场级配电监控网络系统的可用性和可靠性，为后续大型船舶电力监控网络系统的组建、各级监控设备的研制，以及配电监控网络系统装船的工程化应用提供了技术支撑。本发明提出的在陆上环境下对配电监控网络进行专项联调的验证方法，适用于通信结构复杂、测点多，涉及的设备多、范围大的船用配电监控网络，降低了船用配电监控网络的开发、调试和维护成本。

技术领域

本发明属于船舶配电监控技术领域，具体涉及一种船舶分布式配电监控网络和验证方法。

背景技术

船舶电力系统不断扩大规模和容量，突出标志是高容量和自动化的迅速发展。大型船舶电力系统体系结构和运行方式复杂，船体结构庞大，电气设备分布点多、面广、分散，因而对电力系统的运行状态监测、故障检测和维护等方面提出更高要求。船员日常检测工作难度增大、工作量数十倍递增，仅凭人的技术和经验越来越难于应付。若出现故障后不能及时发现和排除，势必会造成事故的扩大。这些特点使得常规采用的传统分散、人工检测、故障处置等一系列方法均不能完全满足现代大型船舶电力系统的使用需求。

随着计算机技术、网络通信技术及信息处理技术在船舶领域的广泛运用，船舶电站、配电、照明等监控技术日趋成熟，进而发展演变成对整个电力系统进行监控管理的一体化集成系统。配电监控网络系统即是建立在信息化的基础上，形成集监视、测量、控制、运行调度及事故处理为一体的综合自动化系统。从而，可以减少船员繁重、简单或重复的低层次操作，全面保障系统安全、可靠的运行，提高电力系统自动化和管理水平。

某大型船舶首次提出了基于工业以太网与分布式CAN网络相结合的配电监控网络方案。该技术突破数万量级测点的实时采集与传输，从传统的电站监控跨越到配电设备、照明设备及全船机电设备运行参数和事故报警的集中管理，实现对在线数据、电网数据、用户数据的信息集成。

该配电监控对象包含全船交流配电网络设备、直流配电网络设备、照明网络设备、不间断电源设备和用电设备等，由于其设备分布分散，测点量达两万多个。因此，不仅在组织信息上存在较大的困难，而且对通信网络的实时性也有较高要求。现阶段，国内船舶电力监控系统处于起步阶段，缺乏技术构架标准、技术指标、验收检验规范，其通信方式、通信规约均无统一的技术性能要求。在实船试验中，暴露较多技术问题，如网络长度超长无法通信、误报警、漏报警现象，且故障定位困难、排查工作量大等问题，严重影响了配电监控系统网络的使用效能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种船舶分布式配电监控网络和验证方法，用于提高船用配电监控网络系统的可用性和可靠性。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种船舶分布式配电监控网络，包括上层网络和下层网络；上层网络为交换式工业以太网，上层网络的网关为电力监控台，用于收集和控制处理全系统的综合信息；下层网络为分布式现场总线通信网络；一个区域的下层网络包括一个网关与若干个节点，网关为区域监控模块，节点为现场终端采集设备；区域监控模块与现场终端采集设备通过双向通信信号端连接，区域监控模块从所在物理位置按最短距离接入现场总线通信网络，并通过现场总线通信网络与电力监控台连接；区域监控模块用于采集和处理所在区域网络的局部信息并传输至电力监控台，同时承担上层网络和下层网络的协议转换功能；下层网络按配电网络的干馈级别划分为一次配电网络和二次配电网络，分别采取不同的采样周期和与采样周期相匹配的网络传输率，用于调整监测数据的发送频率和降低网络数据的传输速率以保证网络通信质量。

按上述方案，提高下层网络的网关数与节点数的比例，减少单位节点的网络通信长度，用于减少电磁干扰，提高通信质量。

进一步的，增加下层网络的网关数量，用于提高下层网络的网关数与节点数的比例。

进一步的，减少下层网络的节点数量，用于提高下层网络的网关数与节点数的比例。