CN104242450B - 一种配电系统中无线模块状态的监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种配电系统中无线模块的监测方法，主要是配电终端定时接收来自无线模块的状态数据，然后对数据进行分析、处理，并将最终数据上传至主站或者上位机进行显示；采用本方法不仅能够快速有效的发现无线模块的各种异常情况，并且根据相应的异常情况能够作出针对性的处理，及时的解决无线模块出现的异常问题，避免因为无线模块故障导致的大规模断电，大大提高了供电的可靠性和安全性，为实现配电高度自动化奠定坚实的基础。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统监测领域，特别是配电系统中无线模块状态的监测方法。
背景技术
随着用电需求量增长和电力供求市场化，用户对供电可靠性、电能质量以及优质的服务的要求不断提高，因此，配电行业在近些年飞速发展，更是集中体现在配电自动化程度不断提升。
配电自动化的程度取决于应用在配电领域的保护、测控终端的智能性和此类终端的数量及以通信为基础的集中式保护的可靠性。所以，随着电网公司在配电领域的大力投入，在配电网自动化建设当中，数以万计的配电终端投入运行。这些配电终端与主站的通信方式除了核心城市的核心区域采用光纤以太网通信外，其它不具备以太网通信的区域一般采用无线模块进行通信。
由于这些设备的分布较为分散，运行环境也比较恶劣，在日常运行当中不可避免的会出现各种问题。如果无线模块出现异常而无法及时发现，将会导致配电终端与主站通信故障，无法传送数据信息，从而可能导致在配电线路发生过流或者接地故障时而不能准确切除相关故障区域，进一步导致断电范围扩大，严重降低了供电的可靠性，影响国民经济的生产。
然而，目前传统的无线模块检修方式都是在主站与无线模块长时间通信中断并且无法自动恢复时才会到现场处理，而到现场后也没有相关的监测信息做支撑，难以定位无线模块故障点和故障类型。具体的，根据近年来无线模块使用过程中的统计数据发现存在以下问题：
1) 无线模块异常时配电终端不能感知、不能主动恢复；
2) 无线模块出现发展型故障，配电终端不能有效评估；
3) 无线通信网络及信号质量阶段性、偶然性异常导致的数据延迟或丢失；
4）无线通信工程维护时没有任何有效的诊断手段。
因此，有必要研究一种实用的方法对无线模块的状态进行实时的监测，提高配电系统的可靠性和稳定度。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能够及时、准确的反映配电系统中无线模块状态的监测方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种配电系统中无线模块的监测方法，该方法通过配电终端、无线模块、主站和上位机实现，主要步骤为：
1）配电终端定时向无线模块发送状态数据召唤帧，时间间隔为79秒；
2）无线模块响应配电终端，回应当前状态数据帧；
3）配电终端将收到的状态数据帧进行拆包、解析生成实时状态数据和测量数据；
4）按照规则对实时状态数据和测量数据进行统计分析，生成统计数据，同时将状态数据和统计数据传送到主站或者将其传送到上位机；
5）主站或者上位机对状态数据和统计数据解析后进行显示，然后按照规则对无线模块故障进行分析及处理。
其中，步骤1）中所述状态数据召唤帧报文格式为：
步骤2）所述的状态数据帧响应报文采用IEC101报文格式。
进一步，步骤3）所述的状态数据主要包括无线模块状态、SIM卡状态、PPP拨号状态、通道一状态、通道二状态、通道三状态以及频段状态和重启状态。所述的测量数据主要包括两次监测之间最小值CSQ值、无线模块当前所在小区值LAC值、无线模块所在当前扇区CT值、两次监测之间所消耗的流量、两次监测期间心跳帧探测的最大延迟值、两次监测期间的心跳帧探测的丢包个数以及ICMP最大延时值和ICMP丢包值。
进一步，步骤4）中所述的状态数据和统计数据传送到主站时采用无线通信方式，传送到上位机是采用网线传送方式。
进一步，所述配电终端采用产品型号为WPZD-163（III）的配电网一体化测控终端、所述无线模块型号为H7710-DLNZ-CGS、上位机软件采用FA-1080软件。
本发明的有益效果是：本发明一种配电系统中无线模块的监测方法通过配电终端定时向无线模块发送状态数据召唤帧报文，然后无线模块将当前状态的信息值反馈给配电终端进行处理，最后在主站或者上位机将实时状态和累积统计的数据显示出来；其好处主要体现在以下几个方面：
1、有效的对无线模块进行了实时的监测，能够快速有效的发现无线模块的各种异常，便于无线模块对异常的主动恢复；
2、通过累积统计的数据也能够直观的发现无线模块是否出现发展型故障、是否出现无线通信网络及信号质量阶段性、偶然性异常导致的数据延迟或丢失，在无线模块未出现严重故障时就对其进行检修；
3、监测数据将为无线模块的维护工作提供可靠的依据，使现场维护工作人员能够快速有效的定位故障的类型和位置，及时做出针对性处理；
所以，相较于传统的检修方式，采用该方法之后将大大提高配电系统的可靠性和稳定度，为实现配电高度自动化奠定坚实基础。
附图说明
图1为本发明较佳实施例无线模块、配电终端以及主站和上位机的连接示意图；
图2为本发明较佳实施例的步骤流程图。
具体实施例
下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
参照图1，一种配电系统中无线模块的监测方法，该方法通过配电终端、无线模块、主站和上位机实现，其中，配电终端与上位机通过网线进行通信，无线模块与主站通过无线方式进行通信，无线模块与配电终端通过串口连接。
进一步参照图2，一种配电系统中无线模块的监测方法的主要步骤如下：
1）配电终端每隔79秒定时向无线模块发送状态数据召唤帧报文，报文格式为：
2）无线模块收到状态数据召唤帧报文后向配电终端回应当前状态数据帧的响应报文，报文格式为：
3）配电终端将收到的状态数据帧报文进行拆包、解析生成状态数据和测量数据，其中状态数据的定义为：
无线模块状态：表明无线模块是否正常工作，正常：0x0001；异常：0x0000；当无线模块自检异常即认为异常产生、当自检恢复即认为异常恢复；
SIM卡状态：表明SIM卡工作是否正常，正常：0x0001；异常：0x0000；当SIM卡检测异常即认为异常产生、当检测恢复即认为异常恢复；
PPP拨号：表明无线模块与移动GGSN服务器注册是否正常，并成功获取了无线网内IP地址，正常：0x0001；异常：0x0000；若未成功获取IP地址则认为异常，当成功获取时即认为异常恢复；
通道1：表明无线模块通道1与主站连接是否成功，正常：0x0001
异常：0x0000；若连接不成功即认为通道连接异常，当连接成功后认为异常恢复；
通道2：表明无线模块通道2与主站连接是否成功，正常：0x0001
异常：0x0000；若连接不成功即认为通道连接异常，当连接成功后认为异常恢复；
通道3：表明无线模块通道3与主站连接是否成功，正常：0x0001
异常：0x0000；若连接不成功即认为通道连接异常，当连接成功后认为异常恢复；
频段：表明无线模块当前工作频段，0x0001：900MHZ；0x0000：1800MHZ或其它；
重启状态：对无线模块重启统计，重启：0x0001；未重启：0x0000；
当响应一次配电终端召唤后自动清除标志，自动为0x0000。
测量数据的定义为：
CSQ值：表示上一次查询到本次查询期间的最小信号强度值，范围0～31，未检测到信号用99表示；
LAC值：表示无线模块当前所在的小区值；
CI值：表示无线模块当前所在基站的扇区；
当前流量：表示上一次查询到本次查询期间无线模块上、下行数据所消耗的总流量，单位KB；
心跳延时值：必须配置强制ＤＣ心跳包才可以使用，表示上一次查询到本次查询期间心跳帧探测的最大延迟，以毫秒为单位；
心跳丢包值：必须配置强制ＤＣ心跳包才可以使用，表示上一次查询到本次查询期间心跳帧探测的丢包个数；
ICMP最大延时值：必须配置强制ICMP探测才可以使用，表示上一次查询到本次查询期间ICMP探测的丢包个数；
上述测量数据均为两个字节，用十六进制表示；
4）按照规则对状态数据、测量数据进行统计分析评估，生成实时状态数据和统计数据，根据实时数据确定无线模块当前状态，同时将状态数据和统计数据通过无线通信方式传送到主站，或者通过网线将其传送到上位机；配电终端定期存储统计数据；
5）主站或者上位机接收来自配电终端的状态数据和统计数据，对其解析后进行显示，然后结合统计信息分析规则对无线模块故障进行处理；
部分处理规则如下：第一，当某个状态一直显示为异常的时候，维护人员根据显示异常的的信息对异常部件进行检查，必要时作出更换；第二，如果工作的频段切换得太频繁，则需更换安装地点；第三，CSQ信号值在12以下则表明无线通信不稳定；第四，如果工作小区值、扇区切换频繁，则需更换安装地点。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，只要其以基本相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种配电系统中无线模块的监测方法，该方法通过配电终端、无线模块、主站和上位机实现，其特征在于包括如下步骤：
1)配电终端定时向无线模块发送状态数据召唤帧；
2)无线模块响应配电终端，回应当前状态数据帧；
3)配电终端将收到的状态数据帧进行拆包、解析生成实时状态数据和测量数据，所述的状态数据主要包括无线模块状态、SIM卡状态、PPP拨号状态、通道一状态、通道二状态、通道三状态以及频段状态和重启状态；
4)按照规则对实时状态数据和测量数据进行统计分析，生成统计数据，同时将状态数据和统计数据传送到主站或者上位机，所述的状态数据和统计数据传送到主站时采用无线通信方式，传送到上位机时采用网线传送方式；
5)主站或者上位机对状态数据和统计数据解析后进行显示，然后按照规则对无线模块故障进行分析及处理。
2.根据权利要求1所述一种配电系统中无线模块的监测方法，其特征在于，所述步骤1)中配电终端向无线模块发送状态数据召唤帧的时间间隔为79秒。
3.根据权利要求1所述一种配电系统中无线模块的监测方法，其特征在于，步骤2)中所述的状态数据帧响应报文采用IEC101报文格式。
4.根据权利要求1所述一种配电系统中无线模块的监测方法，其特征在于，步骤3)中所述的测量数据主要包括两次监测之间最小值CSQ值、无线模块当前所在小区值LAC值、无线模块所在当前扇区CT值、两次监测之间所消耗的总流量、两次监测期间心跳帧探测的最大延迟值、两次监测期间的心跳帧探测的丢包个数以及ICMP最大延时值和ICMP丢包值。
5.根据权利要求1所述一种配电系统中无线模块的监测方法，其特征在于，所述配电终端采用产品型号为WPZD-163(III)的配电网一体化测控终端。
6.根据权利要求1所述一种配电系统中无线模块的监测方法，其特征在于，所述无线模块采用型号为H7710-DLNZ-CGS。
7.根据权利要求1所述一种配电系统中无线模块的监测方法，其特征在于，上位机软件采用FA-1080软件。
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