本发明涉及电力电子设备，具体涉及一种电能路由器的端口通信方法及电能路由器。
背景技术：
1、随着新能源的不断发展，电力系统的智能化和数字化成为研究热点。电能路由器作为智能电网的关键设备之一，用于智能管理和分配电网中的电能流向，以实现电力资源的优化配置和最大化利用。
2、电能路由器(简称eer)主要包括电力电子器件、数字信号处理器和通信端口。其中，电力电子器件用于进行不同电压等级交直流的电能转换和调节；数字信号处理器用于根据输入信号(如交流电或直流电的电压和电流信号)和设定参数(如输出电压和电流的调节范围)，通过算法计算出相应的控制信号，然后传送给电力电子器件进行调节和控制；通信端口用于实现电能路由器与外部设备的通信和控制，可以采用不同的协议和标准通过通信网络将电能路由器的运行状态、参数设置等信息上传到上位机，同时接收来自上位机的控制信号。
3、多端口电能路由器的稳定运行和复杂控制功能实现需要各端口之间的协调运行和高速的信息交互。现有技术中公开号为cn110460153a的中国专利文件公开了一种多端口电能路由器控制系统，包括三层结构，第一层为模块控制器部分；第二层为端口控制器部分；第三层为由网络交换机、上位机和综自系统组成的部分，上位机和综自系统处于并列关系，各自通过网络交换机与各端口控制器进行数据交互。设置有同步控制器，保证各端口控制器、各模块控制器全局同步运行；各端口控制器之间采用光纤互连，实现系统分散控制。该系统虽然设置有同步控制器以保证各控制器之间的全局同步运行，但实现高效的同步控制在技术上非常挑战性，尤其是在网络延迟和控制器处理能力不一致时，可能导致系统的响应时间和性能不稳定。
技术实现思路
1、为了提高电能路由器各个端口之间通信的实时性和可靠性，本方案提出了一种电能路由器的端口通信方法及电能路由器，能够实现高效、灵活且可扩展的能源管理和数据传输，在任一端口出现暂态扰动，即运行模式变化时及时做出响应，以最小化对系统稳定性的影响，从而提高电能路由器各个端口之间通信的实时性和可靠性。
2、根据本发明的第一方面，提供了一种电能路由器的端口通信方法，电能路由器包括多个端口，多个端口之间通过光纤通信点对点连接，并通过共享内存交互信息，共享内存包括一个通信发送区和多个通信接收区，该方法包括：
3、根据本端口的运行模式对应的定制数据表单，向通信发送区填充数据内容；根据本端口的配置参数和数据内容生成通信报文，将通信报文同步发送到对应的目标端口；以及
4、接收其他端口发送的通信报文，并根据预设的映射关系将接收到的通信报文存储在对应的通信接收区；根据与发送端口相同的定制数据表单对通信接收区的通信报文进行解析。
5、上述技术方案，根据不同端口的运行模式使用对应的定制数据表单，可以确保数据格式的一致性和准确性；通过同步发送和接收机制确保了数据传输的时序性和实时性，减少数据冲突和错误，有利于系统的稳定运行；通过预设的映射关系对接收到的通信报文进行存储管理，能够提高数据管理的效率，确保数据在正确的端口和时间被处理。
6、可选地，在本发明提供的电能路由器的端口通信方法中，根据端口的运行模式收集端口数据，并填充到对应的定制数据表单；监测端口的运行模式是否切换，在运行模式切换时，根据新的运行模式对应的定制数据表单向通信发送区填充数据内容；按照预定的时间间隔更新通信发送区中的数据。
7、上述技术方案，通过自动化收集和更新端口数据，能够确保系统在运行模式切换时的及时响应，从而提高了系统的稳定性和可靠性。
8、可选地，在本发明提供的电能路由器的端口通信方法中，接收上位机下发的端口配置参数，根据配置参数填充通信报文的目的端口号；将本端口的数据内容填充到通信报文中的数据单元；生成包含源端口号、目的端口号、数据单元和校验码的通信报文。
9、上述技术方案，通过生成包含源端口号、目的端口号、数据单元和校验码的通信报文，可以提高数据传输过程中的完整性和可靠性，避免传输过程中的数据损坏或篡改。
10、根据本发明的第二方面，提供了一种电能路由器，包括多个端口，每个端口配置一个端口控制器，每个端口控制器配置一个通信板卡，每个通信板卡上配置有多个光纤通信接口，光纤通信接口的数量为端口的数量减一，每个端口控制器通过其通信板卡上的光纤通信接口与其余端口控制器进行点对点光纤通信连接。
11、上述技术方案，通过使用点对点光纤通信连接，每个端口控制器可以直接与其它端口控制器进行通信，这大大减少了数据传输的延迟和依赖于中心处理单元的负载。如果一个端口或通信路径出现故障，不会影响到整个系统的运行，提高了系统的可靠性。
12、可选地，在本发明提供的电能路由器中，通信板卡内置微控制器、可编程门阵列芯片和共享内存，微控制器和可编程门阵列芯片之间通过共享内存交互信息，共享内存包括一个通信发送区和多个通信接收区，通信发送区用于存放本端口向其他端口发送的数据，多个通信接收区分别用于存放其他端口发送的数据，多个通信接收区分别与其他端口的端口控制器按照预设的映射关系一一对应。
13、上述技术方案中，每个端口都有其自己的端口控制器和通信板卡，系统能够根据需要扩展更多的端口和控制器，通过分散的控制方式能够更精确地管理电能流向。
14、可选地，在本发明提供的电能路由器中，微控制器用于定时更新通信发送区的数据以及定时读取通信接收区的数据；可编程门阵列芯片用于通过光纤通信接口将通信发送区的数据同步发送到所有连接的端口控制器，并接收来自其他端口控制器的数据，根据预设的映射关系将数据存储至指定的通信接收区。
15、上述技术方案，通过微控制器的定时更新和fpga的同步发送机制，有效地实现了数据的定时更新、同步发送和映射存储，为复杂电力系统带来了高效、灵活和可靠的数据处理能力。
16、可选地，在本发明提供的电能路由器中，发送端口的微控制器用于根据本端口的运行模式对应的定制数据表单向通信发送区填充数据内容，当检测到运行模式切换时，发送端口的微控制器用于根据新的运行模式对应的定制数据表单向通信发送区填充数据内容；接收端口的微控制器用于按照与发送端口相同的定制数据表单解析通信接收区中的通信报文。
17、可选地，在本发明提供的电能路由器中，通信报文包括源端口号、目的端口号、数据单元和校验码，通信板卡连接至上位机，发送端口的可编程门阵列芯片用于根据上位机下发的端口配置参数填充通信报文中的目的端口号；接收端口的可编程门阵列芯片用于接收发送端口发送的通信报文，并按照根据报文中的源端口号确定数据来源，根据报文中的目的端口号判断光纤连接及配置参数是否正确，将解析后通信报文存储至相应的通信接收区。
18、可选地，在本发明提供的电能路由器中，端口的运行模式包括跟随模式、恒功率模式、恒电压模式、v/f模式。
19、可选地，在本发明提供的电能路由器中，定制数据表单的第一个数据项为表单数据项数，第二个数据项为定制表单编号，其余数据项为该运行模式下需要向其他端口发送的数据内容。
20、根据本发明提供的电能路由器的端口通信方法和电能路由器，端口之间通过使用光纤进行点对点连接，可以提供高速率和低延迟的数据传输能力。采用共享内存来交互信息可以大幅度减少数据传输的时间和处理的复杂度，这种内存共享机制允许直接的内存访问，提高了数据处理速度，同时减少了数据拷贝所需的系统资源消耗。
21、根据不同端口的运行模式使用对应的定制数据表单，可以确保数据格式的一致性和准确性。这种定制化的处理方式使得每个端口可以根据其具体功能和需求定制化处理数据，提高了系统的灵活性和数据处理的精确度。
22、通过预设的映射关系对接收到的通信报文进行存储管理，使得数据在多个端口间的路由和分配更加有序，确保了数据在正确的端口和时间被处理。
23、因此，本方案能够提高电能路由器各个端口之间通信的实时性和可靠性，在任一端口运行模式变化时及时做出响应，以最小化对系统稳定性的影响。
24、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
1.一种电能路由器的端口通信方法，所述电能路由器包括多个端口，所述多个端口之间通过光纤通信点对点连接，并通过共享内存交互信息，所述共享内存包括一个通信发送区和多个通信接收区，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的电能路由器的端口通信方法，其特征在于，所述根据本端口的运行模式对应的定制数据表单，向通信发送区填充数据内容的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的电能路由器的端口通信方法，其特征在于，所述根据本端口的配置参数和所述数据内容生成通信报文，将所述通信报文同步发送到对应的目标端口的步骤包括：
4.一种电能路由器，其特征在于，包括多个端口，每个所述端口配置一个端口控制器，每个所述端口控制器配置一个通信板卡，每个所述通信板卡上配置有多个光纤通信接口，所述光纤通信接口的数量为所述端口的数量减一，每个端口控制器通过其通信板卡上的光纤通信接口与其余端口控制器进行点对点光纤通信连接。
5.根据权利要求1所述的电能路由器，其特征在于，所述通信板卡内置微控制器、可编程门阵列芯片和共享内存，所述微控制器和可编程门阵列芯片之间通过所述共享内存交互信息，所述共享内存包括一个通信发送区和多个通信接收区，所述通信发送区用于存放本端口向其他端口发送的数据，所述多个通信接收区分别用于存放其他端口发送的数据，所述多个通信接收区分别与其他端口的端口控制器按照预设的映射关系一一对应。
6.根据权利要求5所述的电能路由器，其特征在于，所述微控制器用于定时更新所述通信发送区的数据以及定时读取所述通信接收区的数据；所述可编程门阵列芯片用于通过所述光纤通信接口将所述通信发送区的数据同步发送到所有连接的端口控制器，并接收来自其他端口控制器的数据，根据预设的映射关系将数据存储至指定的通信接收区。
7.根据权利要求6所述的电能路由器，其特征在于，发送端口的微控制器用于根据本端口的运行模式对应的定制数据表单向所述通信发送区填充数据内容，当检测到运行模式切换时，发送端口的微控制器用于根据新的运行模式对应的定制数据表单向所述通信发送区填充数据内容；接收端口的微控制器用于按照与发送端口相同的定制数据表单解析通信接收区中的通信报文。
8.根据权利要求7所述的电能路由器，其特征在于，所述通信报文包括源端口号、目的端口号、数据单元和校验码，所述通信板卡连接至上位机，发送端口的可编程门阵列芯片用于根据上位机下发的端口配置参数填充通信报文中的目的端口号；接收端口的可编程门阵列芯片用于接收发送端口发送的通信报文，并按照根据报文中的源端口号确定数据来源，根据报文中的目的端口号判断光纤连接及配置参数是否正确，将解析后通信报文存储至相应的通信接收区。
9.根据权利要求7所述的电能路由器，其特征在于，所述端口的运行模式包括跟随模式、恒功率模式、恒电压模式、v/f模式。
10.根据权利要求7所述的电能路由器，其特征在于，所述定制数据表单的第一个数据项为表单数据项数，第二个数据项为定制表单编号，其余数据项为该运行模式下需要向其他端口发送的数据内容。
