分布式新能源的通信接入方法、组网通信方法及其系统、设备和芯片与流程

本发明涉及电力线通信，尤其涉及一种分布式新能源的通信接入方法、组网通信方法及其系统、设备和芯片。

背景技术：

1、当前以新能源为主体的新型电力系统进入快速发展期，分布式新能源在电网中的接入呈爆发式增长，包括分布式光伏发电站、分布式储能站以及电动汽车充电站等。由于新能源发电出力具有波动性、间歇性和随机性，电网末端容量受限，海量分布式新能源接入电网容易引发电网潮流方向改变、局部电压越限、继电保护误动作等影响，使得电网面临着巨大的挑战和安全风险，因此需要构建契合新能源特性的新型调度体系。而提升新能源感知与网络通信能力是推动新型电力系统发展的关键所在，因此需要高效率、低延时、高可靠的通信技术，为实现新能源“可观、可测、可调、可控”提供技术支撑。

2、当前新能源的通信接入技术主要包括rs485总线、无线和电力线载波三种方式。其中，rs485总线技术简单成熟，传输速率高和网络可靠性较强，但需要专门布线，容易老化接触不良；wifi、zigbee、ble等本地无线技术穿透性弱，通信网络覆盖范围较小；nb-iot、4g等远程无线技术安装位置受限，会产生大量流量费用，应用性不强；电力线载波通信利用现有的电力网络作为通信信道，显著减少了信道建设的投资成本，具有天然的网络通道资源和应用的灵活便利性，因此成为电力物联网通信技术的重要选择之一。

3、但是，相关技术中的电力线载波通信仍存在一些缺陷。例如，在接入通信网络时，在信号耦合方面，电力线载波通信主要利用0.7~12.0mhz频段，载波通信模块通常通过电容耦合方式将载波信号注入电力线，但是受多种条件影响，通信稳定性会随时间和线路变化存在较大的差异性。以分布式光伏为例，载波信号在传输过程中需要穿越很多电力设备，如开关柜、断路器等，这些设备对信号的传输产生了一定的阻碍，特别是当信号经地埋电缆进行传输时，由于电缆材料、长度以及埋设环境等因素，信号衰减现象尤为突出。此外，电动汽车充电站接入电力线后，电力线路上随机负荷的波动也会导致线路阻抗发生变化，这种阻抗的变化会进一步加剧载波信号的衰减，使得信号变得不稳定，甚至可能低于信号接收的最低标准，进而影响到通信的稳定性和成功率。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种分布式新能源的通信接入方法，根据信道质量切换最佳信号耦合方式进行通信，可提高通信稳定性和通信成功率。

2、本发明的第二个目的在于提出一种分布式新能源的组网通信方法，在接入通信网络时，根据信道质量切换最佳信号耦合方式进行通信，可提高通信稳定性和通信成功率；在组网过程中，通过基于网络链路状态信息和单元链路状态信息的组网路由优化方法，可满足业务服务质量需求，并使整个通信网络具有最优路径；在通信过程中，通过基于多相电力线对应的第一信道状态图对多相电力线进行时隙分配，确保在信道最优时隙内进行业务传输，同时保证通信均衡。

3、本发明的第三个目的在于提出一种分布式新能源的通信接入系统。

4、本发明的第四个目的在于提出一种分布式新能源的组网通信系统。

5、本发明的第五个目的在于提出一种分布式新能源的通信接入设备。

6、本发明的第六个目的在于提出一种分布式新能源的组网通信设备。

7、本发明的第七个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

8、本发明的第八个目的在于提出一种芯片。

9、为达到上述目的，本发明第一实施例提出一种分布式新能源的通信接入方法，分布式新能源的通信网络包括多个站点和中央协调器，中央协调器通过电力线与多个站点进行通信，方法包括：在第一节点接入通信网络或在通信过程中第一节点监测电力线的信道质量不满足预设信道质量的情况下，第一节点采用不同的耦合方式与第二节点进行通信，并获取相应的信噪比，以及基于信噪比从不同的耦合方式中确定出自身向第二节点发送数据时的发送耦合方式和接收第二节点的数据时的接收耦合方式；第一节点基于发送耦合方式和接收耦合方式与第二节点进行通信；其中，第一节点和第二节点分别为中央协调器或站点。

10、为达到上述目的，本发明第二实施例提出一种分布式新能源的组网通信方法，分布式新能源的通信网络包括多个站点和中央协调器，中央协调器通过电力线与多个站点进行通信，方法包括：前述的接入方法；在组网过程中，第一节点基于至少一个上级邻居节点的网络链路状态信息和至少一个上级邻居节点到自身的单元链路状态信息确定最优链路，并基于最优链路对应的上级邻居节点进行组网；在通信过程中第一节点监测电力线的信道质量满足预设信道质量且第一节点通过多相电力线与多个第二节点进行通信的情况下，第一节点基于多相电力线对应的第一信道状态图对多相电力线进行时隙分配；其中，第一信道状态图用于指示时域内每相电力线的信道质量。

11、为达到上述目的，本发明第三实施例提出一种分布式新能源的通信接入系统，包括多个站点和中央协调器，中央协调器通过电力线与多个站点进行通信，其中，第一节点，用于在接入通信网络或在通信过程中监测电力线的信道质量不满足预设信道质量的情况下，采用不同的耦合方式与第二节点进行通信，并获取相应的信噪比，以及基于信噪比从不同的耦合方式中确定出自身向第二节点发送数据时的发送耦合方式和接收第二节点的数据时的接收耦合方式；第一节点，还用于基于发送耦合方式和接收耦合方式与第二节点进行通信；其中，第一节点和第二节点分别为中央协调器或站点。

12、为达到上述目的，本发明第四实施例提出一种分布式新能源的组网通信系统，包括前述的接入系统，其中，第一节点，还用于在组网过程中，基于至少一个上级邻居节点的网络链路状态信息和至少一个上级邻居节点到自身的单元链路状态信息确定最优链路，并基于最优链路对应的上级邻居节点进行组网；第一节点，还用于在通信过程中监测电力线的信道质量满足预设信道质量且自身通过多相电力线与多个第二节点进行通信的情况下，基于多相电力线对应的第一信道状态图对多相电力线进行时隙分配；其中，第一信道状态图用于指示时域内每相电力线的信道质量。

13、为达到上述目的，本发明第五实施例提出一种分布式新能源的通信接入设备，分布式新能源的通信网络包括多个站点和中央协调器，中央协调器通过电力线与多个站点进行通信，设备包括：信道检测单元，用于监测电力线的信道质量；耦合控制单元，用于在第一节点接入通信网络或在通信过程中第一节点通过信道检测单元监测到电力线的信道质量不满足预设信道质量的情况下，控制第一节点采用不同的耦合方式与第二节点进行通信，并获取相应的信噪比，以及基于信噪比从不同的耦合方式中确定出第一节点向第二节点发送数据时的发送耦合方式和接收第二节点的数据时的接收耦合方式，以及基于发送耦合方式和接收耦合方式控制第一节点与第二节点进行通信；其中，第一节点和第二节点分别为中央协调器或站点。

14、为达到上述目的，本发明第六实施例提出一种分布式新能源的组网通信设备，分布式新能源的通信网络包括多个站点和中央协调器，中央协调器通过电力线与多个站点进行通信，设备包括：前述的接入设备；组网优化单元，用于在组网过程中，基于第一节点的至少一个上级邻居节点的网络链路状态信息和至少一个上级邻居节点到第一节点的单元链路状态信息确定最优链路，并基于最优链路对应的上级邻居节点对第一节点进行组网；时隙分配单元，用于在通信过程中第一节点通过信道检测单元监测到电力线的信道质量满足预设信道质量且第一节点通过多相电力线与多个第二节点进行通信的情况下，基于多相电力线对应的第一信道状态图对多相电力线进行时隙分配；其中，第一信道状态图用于指示时域内每相电力线的信道质量。

15、为达到上述目的，本发明第七实施例提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的接入方法，和/或前述的组网通信方法。

16、为达到上述目的，本发明第八实施例提出一种芯片，用于执行计算机程序，该计算机程序被芯片执行时实现上述的接入方法，和/或前述的组网通信方法。

17、根据本发明实施例的分布式新能源的通信接入方法、组网通信方法及其系统、设备和芯片，在接入通信网络时，根据信道质量切换最佳信号耦合方式进行通信，可提高通信稳定性和通信成功率；在组网过程中，通过基于网络链路状态信息和单元链路状态信息的组网路由优化方法，可满足业务服务质量需求，并使整个通信网络具有最优路径；在通信过程中，通过基于多相电力线对应的第一信道状态图对多相电力线进行时隙分配，确保在信道最优时隙内进行业务传输。

18、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。