CN106658580B - 一种基于wifi的分布式故障定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于WIFI的分布式故障定位系统及方法，包括：数个无线网络模块和数个无线配电终端模块；无线配电终端模块包括开入开出组件、无线通信模块、通信管理组件、数据处理组件、信号控制器和报文管理组件；信号控制器分别与开入开出组件、报文管理组件、数据处理组件和通信管理组件双向连接；通信管理组件分别与无线通信模块和数据处理组件相连接。通过实时获取各终端的电气量信息，根据计算结果判断存在故障的区段，控制开关自动地隔离发生故障的区间。本发明提供的系统及方法，可应用在无法铺设光缆或铺设光缆实施困难的场合，通过采用无线网络方式进行通信，实现分布式的配电自动化故障处理，解决配电终端间的通信困难的问题。

Description

一种基于WIFI的分布式故障定位系统及方法

技术领域

本发明涉及电力系统配电自动化技术领域，特别涉及一种基于WIFI的分布式故障定位系统及方法。

背景技术

在供电企业中，馈线自动化(FA)被设计用于提高系统的可靠性，它基于配电终端(Feeder Terminal Unit，FTU)采集的测量数据判断故障电流，迅速的隔离故障并恢复非故障区的供电服务，可以将非故障区恢复供电的时间从几小时降低到几分钟。

传统的FA解决方案是基于集中式架构，这种方式依赖于一个强有力的带高速通信能力，可以处理大量数据的控制中心，这种依赖性可能导致单点故障问题。而且随着负荷的增长以及现场拓扑的频繁变动，这种传统的集中式主站在处理FA功能上逐渐失去效率。需要重新考虑电网的控制结构，从传统的中央决策方式转向分布式决策，这需要各智能设备之间加强横向通信、协调与合作。基于点对点通信的分布式馈线自动化故障处理技术，以就地运行，维护简单，系统独立，不受非相连配电网络频繁变更影响等特点逐渐受到欢迎，采用这种模式实现的馈线自动化功能提高了配电网络的供电可靠性、改善了用电体验。

但是，目前实现点对点通信的主要技术方案是采用光纤通信的EPON或者工业以太网技术，该种横向通信方式对于新建线路，可以通过提前规划相关的光缆铺设方案或对现有易施工线路进行改造得以实施，但对于中心城区、老旧线路等难以大规模改造的项目则实施非常困难或者投资巨大，导致在上述这些地区的配电终端间通信实现困难。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种基于WIFI的分布式故障定位系统及方法，以解决现有的定位方法无法在实施困难的场合铺设光缆，导致配电终端间的通信困难的问题。

第一方面，根据本发明的实施例，提供了一种基于WIFI的分布式故障定位系统，包括：数个无线网络模块和数个无线配电终端模块，其中，

所述无线配电终端模块包括开入开出组件、无线通信模块、通信管理组件、数据处理组件、信号控制器和报文管理组件；

所述信号控制器的输入端分别与所述开入开出组件、所述报文管理组件、所述数据处理组件和所述通信管理组件的输出端相连接；

所述信号控制器的输出端分别与所述开入开出组件、所述报文管理组件、所述数据处理组件和所述通信管理组件的输入端相连接；

所述通信管理组件分别与所述无线通信模块和所述数据处理组件相连接；

所述开入开出组件用于实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量；

所述信号控制器用于通过无线方式进行数据交换，将所述模拟量和状态量按照标准格式进行数据打包，得到数据包；

所述报文管理组件用于对所述数据包进行转换报文和解析处理，得到组成完整的信息；

所述数据处理组件用于将每相邻两个所述无线配电终端模块的所述组成完整的信息之间进行计算与分析比较，并根据所述计算与分析比较的结果判断存在故障的区段；

所述开入开出组件还用于根据所述计算与分析比较的结果，控制所述配电网中开关的开启和闭合；

所述通信管理组件用于对数据信息的输入和输出进行通信管理；所述数据信息包括所述数据包、所述组成完整的信息和所述计算与分析的结果；

所述无线通信模块用于实现所述无线网络模块与所述无线配电终端模块之间的通信；

所述无线网络模块设置于每相邻两个所述无线配电终端模块之间；

所述无线网络模块与所述无线配电终端模块的无线通信模块相连接；

所述无线网络模块用于实现每相邻两个所述无线配电终端模块之间的无线通信。

优选地，所述系统还包括：GPS对时组件，所述GPS对时组件的输出端与所述信号控制器的输入端相连接；所述GPS对时组件用于提供唯一的GPS时钟，实现采集信息同步。

优选地，所述无线通信模块包括：无线发射设备和无线接收设备；所述无线发射设备通过所述无线网络模块与相邻所述无线配电终端模块的所述无线接收设备相连接；所述无线接收设备通过所述无线网络模块与相邻所述无线配电终端模块的所述无线发射设备相连接。

优选地，所述无线发射设备包括：无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发转换器和发射天线；所述无线收发器的输出端与所述带通滤波器的输入端相连接，所述带通滤波器的输出端与所述功率放大器的输入端相连接，所述功率放大器的输出端与所述低通滤波器的输入端相连接，所述低通滤波器的输出端与所述收发转换器的输入端相连接，所述收发转换器的输出端与所述发射天线相连接。

优选地，所述无线接收设备包括：接收天线、低噪声放大器和射频解码器；所述接收天线与所述收发转换器的输入端相连接，所述收发转换器的输出端与所述射频解码器的输入端相连接，所述射频解码器的输出端与所述低噪声放大器的输入端相连接，所述低噪声放大器的输出端与所述无线收发器的输入端相连接。

优选地，所述收发转换器包括信息接收器和发射源控制器，所述发射源控制器分别与所述低通滤波器和所述发射天线相连接，所述信息接收器分别与所述射频解码器和所述接收天线相连接。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于WIFI的分布式故障定位方法，包括以下步骤：

实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量；

将所述模拟量与所述状态量根据标准格式进行数据打包，得到数据包；

对所述数据包进行转换报文和解析处理，得到组成完整的信息；

将所述组成完整的信息通过WIFI网络分别发送至相邻两个所述终端，并接收来自相邻所述终端发送的所述组成完成的信息；

对两组所述组成完整的信息进行计算与分析比较，根据所述计算与分析比较的结果判断是否存在故障区段；

如果存在所述故障区段，则控制所述配电网中的开关的开启，自动隔离存在所述故障区段的线路，恢复所述配电网中非故障区段的供电。

优选地，所述实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量的过程还包括：

实时提供GPS时钟，根据所述GPS时钟同步采集所述配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量。

优选地，所述将组成完整的信息通过WIFI网络分别发送至相邻两个所述终端，并接收来自相邻所述终端发送的所述组成完成的信息的过程，具体包括：

将所述组成完整的信息转换成射频信号；

对所述射频信号进行功率放大和滤波处理，得到放大后的射频信号；

所述放大后的射频信号通过WIFI网络发送至相邻的所述终端；

接收相邻的所述终端发送的所述放大后的射频信号；

对所述放大后的射频信号进行解码、降噪和功率放大处理，得到接收信号；

对所述接收信号进行解调处理，将所述解调后的接收信号与所述射频信号发送至缓存区。

优选地，所述对两组组成完整的信息进行计算与分析比较，根据所述计算与分析比较的结果判断是否存在故障区段的过程中，所述计算与分析比较的过程，具体包括：

读取所述缓存区的所述解调后的接收信号与所述射频信号，并将所述解调后的接收信号与所述射频信号分别还原成所述组成完整的信息；

获取相邻两个所述终端的两组所述组成完整的信息的过流信息，判断两组所述组成完整的信息的过流方向及大小；

如果两组所述组成完整的信息的过流方向相反，或其中一组有过流，另一组没有过流，则所述相邻两个终端的采集区段之间出现故障，所述相邻两个终端的采集区段为故障区段；

如果两组所述组成完整的信息的过流方向相同或均没有过流，则所述相邻两个终端的采集区段之间没有故障。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供了一种基于WIFI的分布式故障定位系统及方法，包括：数个无线网络模块和数个无线配电终端模块，其中，所述无线配电终端模块包括开入开出组件、无线通信模块、通信管理组件、数据处理组件、信号控制器和报文管理组件；所述信号控制器的输入端分别与所述开入开出组件、所述报文管理组件、所述数据处理组件和所述通信管理组件的输出端相连接；所述信号控制器的输出端分别与所述开入开出组件、所述报文管理组件、所述数据处理组件和所述通信管理组件的输入端相连接；所述通信管理组件分别与所述无线通信模块和所述数据处理组件相连接。本发明提供的系统及方法，采用无线网络的通信方式，通过实时获取配电网中各终端的电气量信息，对该电气量信息进行转换和解析处理得到组成完整的信息，数据处理组件将本终端内的组成完整的信息和接收来自相邻终端的组成完整的信息进行计算与分析比较，根据计算与分析结果判断存在故障的区段，最后通过开入开出组件控制配电网中的开关的开启，以自动地隔离发生故障的区间，以实现及时地恢复供电。本发明提供的系统及方法，可应用在无法铺设光缆或铺设光缆实施困难的场合，通过采用无线网络方式进行通信，实现分布式的配电自动化故障处理，解决配电终端间的通信困难的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例示出的基于WIFI的分布式故障定位系统的结构框图；

图2为本发明实施例示出的基于WIFI的分布式故障定位系统的实施场景图；

图3为图1中无线通信模块的结构框图；

图4为本发明实施例示出的基于WIFI的分布式故障定位方法的流程图；

图5为图4中步骤S4的流程图；

图6为图4中步骤S5的流程图。

图示说明：

其中，1-开入开出组件，2-GPS对时组件，3-信号控制器，4-报文管理组件，5-数据处理组件，6-通信管理组件，7-无线通信模块，71-无线收发器，72-带通滤波器，73-功率放大器，74-低通滤波器，75-收发转换器，76-发射天线，77-接收天线，78-射频解码器，79-低噪声放大器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，第一方面，根据本发明的实施例提供了一种基于WIFI的分布式故障定位系统，包括：数个无线网络模块和数个无线配电终端模块，其中，

所述无线配电终端模块包括开入开出组件1、无线通信模块7、通信管理组件6、数据处理组件5、信号控制器3和报文管理组件4；

所述信号控制器3的输入端分别与所述开入开出组件1、报文管理组件4、数据处理组件5和通信管理组件6的输出端相连接；

所述信号控制器3的输出端分别与所述开入开出组件1、报文管理组件4、数据处理组件5和通信管理组件6的输入端相连接；

所述通信管理组件6分别与所述无线通信模块7和所述数据处理组件5相连接；

所述开入开出组件1用于实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量；

所述信号控制器3用于通过无线方式进行数据交换，将所述模拟量和状态量按照标准格式进行数据打包，得到数据包；

所述报文管理组件4用于对所述数据包进行转换报文和解析处理，得到组成完整的信息；

所述数据处理组件5用于将每相邻两个所述无线配电终端模块的所述组成完整的信息之间进行计算与分析比较，并根据所述计算与分析比较的结果判断存在故障的区段；

所述开入开出组件1还用于根据所述计算与分析比较的结果，控制所述配电网中开关的开启和闭合；

所述通信管理组件6用于对数据信息的输入和输出进行通信管理；所述数据信息包括所述数据包、所述组成完整的信息和所述计算与分析的结果；

所述无线通信模块7用于实现所述无线网络模块与所述无线配电终端模块之间的通信；

所述无线网络模块设置于每相邻两个所述无线配电终端模块之间；所述无线网络模块与所述无线配电终端模块的无线通信模块7相连接；所述无线网络模块用于实现每相邻两个所述无线配电终端模块之间的无线通信。

如图2所示，本发明实施例提供的基于WIFI的分布式故障定位系统，可设置在无法铺设光缆或者铺设光缆实施困难的场合，通过采用无线网络方式进行通信，实现分布式的配电自动化故障处理，解决配电终端间的通信问题。本发明实施例提供的系统同时具备实时采集配电网运行数据检测、故障识别、开关设备遥控等功能，根据采集到的信息对故障点定位，自动隔离故障的区间及恢复供电。

其中，本发明实施例提供的系统，包括数个无线网络模块和数个无线配电终端模块。通常情况下，无线配电终端模块安装在配电网络的开闭所、环网柜、柱上开关等一次设备处，每个无线网络模块分别设置在相邻两个无线配电终端模块之间，由无线网络模块提供无线通信环境，以实现两个相邻无线配电终端模块之间的无线通信，通过无线网络的方式判断哪两个无线配电终端的采集区段之间出现了故障，以自动地将发生故障的两个终端的采集区段进行隔离，实现配电网的正常运行。

具体地，无线配电终端模块由开入开出组件1、无线通信模块7、通信管理组件6、数据处理组件5、信号控制器3和报文管理组件4组成；信号控制器3分别与开入开出组件1、报文管理组件4、数据处理组件5和通信管理组件6双向连接，以实现个组件、模块与信号控制器3之间信息的双向传输。

所述通信管理组件6分别与所述无线通信模块7和所述数据处理组件5双向连接，可同时实现信息的发送与接收；

开入开出组件1用于实时获取配电网中各终端的电气量信息；开入开出组件1是针对配电网中的终端而言的，开入表示外部接入终端的接点，本终端相关动作结束后去启动另外的回路的接点为开出接点。开入开出组件1是执行以上功能的硬件组合。

开入开出组件1将获取的电气量信息转换成模拟量与状态量发送至信号控制器3，由信号控制器3按照规约将模拟量与状态量打包成数据包，并发送至报文管理组件4。

报文管理组件4对数据包进行转换、解析处理，以得到组成完整的信息，并通过信号控制器3发送至数据处理组件5。

相邻终端内得到的组成完整的信息，通过无线通信模块7发送至本终端内，由通信管理组件6对接收到的组成完整的信息进行通信管理，并发送至本终端内的信号控制器3内，最后由信号控制器3将相邻终端内的组成完整的信息也发送至数据处理组件5，由数据处理组件5对接收到的两组组成完整的信息进行计算与分析比较，根据计算与分析比较结果确定发生故障的区段。

通信管理组件6可以保证在通过无线网络进行数据传输的安全性和隐私性，主要包括访问控制和加密两个功能。无线网络访问控制功能可以保证只有授权用户能访问敏感数据，加密功能可以保证只有正确的接收方才能理解数据。同时由于故障处理过程的实时性要求较高，需要设置“心跳功能”，以确保电路永远在线并激活。本发明提供的分布式故障定位系统中，采用了AES加密模式。

数据处理组件5主要负责对接收到的组成完整的信息进行计算与分析，针对于多联络多分段的多电源配电网络，还需要对转供能力进行分析，计算恢复供电区域内供电能力是否能够满足其区域内负荷的负载曲线，通过计算与分析的结果判断存在故障的区段，并由开入开出组件1控制配电网中的开关的开启，从而切除多电源情况下的故障恢复区域。

数据处理组件5是本发明实施例提供的系统的核心，实时模拟故障、以检测智能设备是否正确动作整个闭合过程，实现对原始采集数据的处理与计算，故障状态的定位与控制。具体地，它可以对相邻两个无线配电终端的数据信息进行计算与比较，分析相邻两个无线配电终端通过处理得到的组成完整的信息，通过获取两组组成完整的信息的过流信息，判断两组组成完整的信息的过流方向的情况；如果两组组成完整的信息的过流方向相反，或其中一组有过流，另一组没有过流，则说明此相邻两个终端的采集区段之间出现故障，相邻两个终端的采集区段为故障区段；如果两组组成完整的信息的过流方向相同或均没有过流，则说明相邻两个终端的采集区段之间没有故障。当由数据处理组件5计算分析出存在故障区段后，由信号控制器3向开入开出组件1发出控制指令，由开入开出组件1控制配电网中的开关的开启，将发生故障的故障区段切除。

本发明实施例提供的系统，其中的信号控制器3与其相连接的组件、模块进行双向通信，能够快速通过无线网络方式进行数据交换，也就是说，每两个组件之间或组件与模块之间要想实现通信，必须通过信号控制器3才能实现。信号控制器3可以起到协调、控制的作用。

本发明实施例提供的系统，其中的无线通信模块7可配置为AP(热点)或Client(客户端)，AP的可靠性和性能决定了该系统的可靠性、传输距离和传输速度。

具体地，如图3所示，无线通信模块7包括：无线发射设备和无线接收设备；所述无线发射设备通过所述无线网络模块与相邻所述无线配电终端模块的所述无线接收设备相连接；所述无线接收设备通过所述无线网络模块与相邻所述无线配电终端模块的所述无线发射设备相连接。

无线发射设备包括：无线收发器71、带通滤波器72、功率放大器73、低通滤波器74、收发转换器75和发射天线76；所述无线收发器71的输出端与所述带通滤波器72的输入端相连接，所述带通滤波器72的输出端与所述功率放大器73的输入端相连接，所述功率放大器73的输出端与所述低通滤波器74的输入端相连接，所述低通滤波器74的输出端与所述收发转换器75的输入端相连接，所述收发转换器75的输出端与所述发射天线76相连接。

无线接收设备包括：接收天线77、低噪声放大器79和射频解码器78；所述接收天线77与所述收发转换器75的输入端相连接，所述收发转换器75的输出端与所述射频解码器78的输入端相连接，所述射频解码器78的输出端与所述低噪声放大器79的输入端相连接，所述低噪声放大器79的输出端与所述无线收发器71的输入端相连接。

所述收发转换器75包括信息接收器和发射源控制器，所述发射源控制器分别与所述低通滤波器74和所述发射天线76相连接，所述信息接收器分别与所述射频解码器78和所述接收天线77相连接。

当一个无线配电终端模块向与其相邻的终端发送信息时，首先无线发送设备的无线收发器71会产生一个微弱功率的射频信号，该射频信号通过带通滤波器72传输至功率放大器73进行功率放大处理，然后通过低通滤波器74的滤波处理后进入收发转换器75内的发射源控制器，最后通过发射天线76发射至空间。

此时，其中一个终端接收来自与其相邻的另一个终端发送的信息，信息接收时，接收天线77感应到发送终端发出的相应功率的电磁信号，并通过收发转换器75内的信息接收器将接收的信号发送至射频解码器78内，经过解码处理后再送至低噪声放大器79进行功率放大，最后经过功率放大的信号进入无线收发器71进行解调，将接收到的信息还原成原始信息，其中，该原始信息即为经过报文管理组件4处理得到的组成完整的信息。

举例说明，A终端与B终端为相邻的两个终端，A终端将处理得到的组成完整的信息发送至数据处理组件5缓存的同时，还通过无线通信模块7将此信息发送至B终端；B终端通过无线通信模块7接收来自A终端的信息，并缓存至自身的数据处理组件5内，与此同时，B终端也会将自身处理得到的组成完整的信息通过无线通信模块7发送至A终端；

此时，A终端的数据处理组件5内缓存有自身的信息和来自B终端的信息，而B终端的数据处理组件5内也缓存有自身的信息和来自A终端的信息，之后A终端和B终端分别对缓存在自身的两组组成完整的信息进行计算与分析比较，判断获取对方信息时采集的过流信息，通过判断过流方向来决定A终端与B终端之间是否存在故障区段。

优选地，所述系统还包括：GPS对时组件2，所述GPS对时组件2的输出端与所述信号控制器3的输入端相连接；所述GPS对时组件2用于提供唯一的GPS时钟，实现采集信息同步。

GPS对时组件2的作用是利用唯一的GPS时钟作为各个配电终端的标准时间，各个终端要保持同这个“唯一”时钟一致。这样故障发生时，能更好的确定时间同步性，进行相应的动作逻辑。

GPS对时组件2提供唯一的GPS时钟，并伴随每一次的数据交换过程，以保证每次进行数据交换时信息的同步，以免出现数据传输偏差，影响最终的判断故障定位的结果。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供了一种基于WIFI的分布式故障定位系统，包括：数个无线网络模块和数个无线配电终端模块，其中，所述无线配电终端模块包括开入开出组件1、无线通信模块7、通信管理组件6、数据处理组件5、信号控制器3和报文管理组件4；所述信号控制器3的输入端分别与所述开入开出组件1、所述报文管理组件4、所述数据处理组件5和所述通信管理组件6的输出端相连接；所述信号控制器3的输出端分别与所述开入开出组件1、所述报文管理组件4、所述数据处理组件5和所述通信管理组件6的输入端相连接；所述通信管理组件6分别与所述无线通信模块7和所述数据处理组件5相连接。本发明提供的系统，采用无线网络的通信方式，通过实时获取配电网中各终端的电气量信息，对该电气量信息进行转换和解析处理得到组成完整的信息，数据处理组件5将本终端内的组成完整的信息和接收来自相邻终端的组成完整的信息进行计算与分析比较，根据计算与分析结果判断存在故障的区段，最后通过开入开出组件1控制配电网中的开关的开启，以自动地隔离发生故障的区间，以实现及时地恢复供电。本发明提供的系统，可设置在无法铺设光缆或铺设光缆实施困难的场合，通过采用无线网络方式进行通信，实现分布式的配电自动化故障处理，解决配电终端间的通信困难的问题。

请参阅图4，第二方面，本发明实施例提供了一种基于WIFI的分布式故障定位方法，应用于本发明第一方面提供的基于WIFI的分布式故障定位系统，包括以下步骤：

S1、实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量；

S2、将所述模拟量与所述状态量根据标准格式进行数据打包，得到数据包；

S3、对所述数据包进行转换报文和解析处理，得到组成完整的信息；

S4、将所述组成完整的信息通过WIFI网络分别发送至相邻两个所述终端，并接收来自相邻所述终端发送的所述组成完成的信息；

S5、对两组所述组成完整的信息进行计算与分析比较，根据所述计算与分析比较的结果判断是否存在故障区段；

S6、如果存在所述故障区段，则控制所述配电网中的开关的开启，自动隔离存在所述故障区段的线路，恢复所述配电网中非故障区段的供电。

本发明实施例提供的方法，与第一方面实施例提供的系统相对应，第一方面提供的系统的实施过程，可相应参照本发明实施例提供的方法。本发明实施例提供的方法，其具体实施过程由本发明第一方面提供的系统中各组件实施，其实施过程可相应参照上述关于系统的实施过程的描述，此处不再赘述。

本发明实施例提供的方法应用在无法铺设光缆或者铺设光缆实施困难的场合，通过采用无线网络方式进行通信，实现分布式的配电自动化故障处理，解决配电终端间的通信困难的问题。本发明实施例提供的方法同时具备实时采集配电网运行数据检测、故障识别、开关设备遥控等功能，根据采集到的信息对故障点定位，自动隔离故障的区间及恢复供电。

优选地，所述实时获取配电网中各终端的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量的过程还包括：

实时提供GPS时钟，根据所述GPS时钟同步采集所述配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量。

GPS时钟由GPS对时组件2提供，在对配电终端实时采集数据、对数据进行处理或两组件之间进行数据交换的过程中，GPS对时组件2始终提供唯一的GPS时钟，使得在进行数据采集、数据处理及交换的过程中均是同步的，这样在故障发生时，能更好的确定时间同步性，进行相应的动作逻辑，以免出现数据传输偏差，影响最终的判断故障定位的结果。

如图5所示，所述步骤S4中，将所述组成完整的信息通过WIFI网络分别发送至相邻两个所述终端，并接收来自相邻所述终端发送的所述组成完成的信息的过程具体包括：

S41、将所述组成完整的信息转换成射频信号；

S42、对所述射频信号进行功率放大和滤波处理，得到放大后的射频信号；

S43、所述放大后的射频信号通过WIFI网络发送至相邻的所述终端；

S44、接收相邻的所述终端发送的所述放大后的射频信号；

S45、对所述放大后的射频信号进行解码、降噪和功率放大处理，得到接收信号；

S46、对所述接收信号进行解调处理，将所述解调后的接收信号与所述射频信号发送至缓存区。

在对本终端的实时数据进行采集和处理后，得到的信息要与其相邻的终端的信息进行对比，才能确定此两终端的采集区段间是否存在故障区段，因此本终端的信息通过无线网络方式发送至与其相邻的终端内，此时，每个终端的缓存区同时含有自身的信息和与其相邻的终端的信息，之后对这两组信息进行计算与分析比较，通过判断过流信息的方式确定此两终端的采集区段内是否存在故障。

采用无线的传输方式，可实现距离较远的终端间的数据传输，可应用在无法通过光缆通信的场合，实现分布式智能的配电自动化故障处理，解决配电终端间通孔困难的问题。

如图6所示，所述步骤S5中，对两组所述组成完整的信息进行计算与分析比较，根据所述计算与分析比较的结果判断是否存在故障区段的过程具体包括：

S51、读取所述缓存区的所述解调后的接收信号与所述射频信号，并将所述解调后的接收信号与所述射频信号分别还原成所述组成完整的信息；

S52、获取相邻两个所述终端的两组所述组成完整的信息的过流信息，判断两组所述组成完整的信息的过流方向及大小；

S53、如果两组所述组成完整的信息的过流方向相反，或其中一组有过流，另一组没有过流，则所述相邻两个终端的采集区段之间出现故障，所述相邻两个终端的采集区段为故障区段；

S54、如果两组所述组成完整的信息的过流方向相同或均没有过流，则所述相邻两个终端的采集区段之间没有故障。

对接收到的两组组成完整的信息的计算与分析比较的过程，是本发明实施例提供的方法的核心步骤，通过对两相邻终端的组成完整的信息进行处理，获取两组组成完整的信息的过流信息，进而判断两组组成完整的信息的过流方向的情况；如果两组组成完整的信息的过流方向相反，或其中一组有过流，另一组没有过流，则说明此相邻两个终端的采集区段之间出现故障，相邻两个终端的采集区段为故障区段；如果两组组成完整的信息的过流方向相同或均没有过流，则说明相邻两个终端的采集区段之间没有故障。当计算分析出存在故障区段后，发出控制指令，控制配电网中的开关的开启，将发生故障的线路隔离。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供了一种基于WIFI的分布式故障定位方法，包括以下步骤：实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量；将所述模拟量与所述状态量根据标准格式进行数据打包，得到数据包；对所述数据包进行转换报文和解析处理，得到组成完整的信息；将所述组成完整的信息通过WIFI网络分别发送至相邻两个所述终端，并接收来自相邻所述终端发送的所述组成完成的信息；对两组所述组成完整的信息进行计算与分析比较，根据所述计算与分析比较的结果判断是否存在故障区段；如果存在所述故障区段，则控制所述配电网中的开关的开启，自动隔离存在所述故障区段的线路，恢复所述配电网中非故障区段的供电。本发明提供的方法，采用无线网络的通信方式，通过实时获取配电网中各终端的电气量信息，对该电气量信息进行转换和解析处理得到组成完整的信息，数据处理组件5将本终端内的组成完整的信息和接收来自相邻终端的组成完整的信息进行计算与分析比较，根据计算与分析结果判断存在故障的区段，最后通过开入开出组件1控制配电网中的开关的开启，以自动地隔离发生故障的区间，以实现及时地恢复供电。本发明提供的方法，可设置在无法铺设光缆或铺设光缆实施困难的场合，通过采用无线网络方式进行通信，实现分布式的配电自动化故障处理，解决配电终端间的通信问题。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种基于WIFI的分布式故障定位系统，其特征在于，包括：数个无线网络模块和数个无线配电终端模块，其中，

所述无线配电终端模块包括开入开出组件、无线通信模块、通信管理组件、数据处理组件、信号控制器和报文管理组件；

所述信号控制器的输入端分别与所述开入开出组件、所述报文管理组件、所述数据处理组件和所述通信管理组件的输出端相连接；

所述信号控制器的输出端分别与所述开入开出组件、所述报文管理组件、所述数据处理组件和所述通信管理组件的输入端相连接；

所述通信管理组件分别与所述无线通信模块和所述数据处理组件相连接；

所述开入开出组件用于实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量；

所述信号控制器用于通过无线方式进行数据交换，将所述模拟量和状态量按照标准格式进行数据打包，得到数据包；

所述报文管理组件用于对所述数据包进行转换报文和解析处理，得到组成完整的信息；

所述无线通信模块用于实现所述无线网络模块与所述无线配电终端模块之间的通信；

所述无线网络模块设置于每相邻两个所述无线配电终端模块之间；

所述无线网络模块与所述无线配电终端模块的无线通信模块相连接；

所述无线网络模块用于实现每相邻两个所述无线配电终端模块之间的无线通信，所述无线网络模块还用于将所述组成完整的信息通过WIFI网络分别发送至相邻两个所述终端，并接收来自相邻所述终端发送的所述组成完整的信息，具体包括：将所述组成完整的信息转换成射频信号；对所述射频信号进行功率放大和滤波处理，得到放大后的射频信号；所述放大后的射频信号通过WIFI网络发送至相邻的所述终端；接收相邻的所述终端发送的所述放大后的射频信号；对所述放大后的射频信号进行解码、降噪和功率放大处理，得到接收信号；对所述接收信号进行解调处理，将解调后的所述接收信号与所述射频信号发送至缓存区；

所述数据处理组件用于将每相邻两个所述无线配电终端模块的所述组成完整的信息之间进行计算与分析比较，并根据所述计算与分析比较的结果判断存在故障的区段；其中，将每相邻两个所述无线配电终端模块的所述组成完整的信息之间进行计算与分析比较，并根据所述计算与分析比较的结果判断存在故障的区段过程包括：读取所述缓存区的所述解调后的接收信号与所述射频信号，并将所述解调后的接收信号与所述射频信号分别还原成所述组成完整的信息；获取相邻两个所述终端的两组所述组成完整的信息的过流信息，判断两组所述组成完整的信息的过流方向及大小；如果两组所述组成完整的信息的过流方向相反，或其中一组有过流，另一组没有过流，则所述相邻两个终端的采集区段之间出现故障，所述相邻两个终端的采集区段为故障区段；如果两组所述组成完整的信息的过流方向相同或均没有过流，则所述相邻两个终端的采集区段之间没有故障；

所述开入开出组件还用于根据所述计算与分析比较的结果，控制所述配电网中开关的开启和闭合；

所述通信管理组件用于对数据信息的输入和输出进行通信管理；所述数据信息包括所述数据包、所述组成完整的信息和所述计算与分析的结果。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：GPS对时组件，所述GPS对时组件的输出端与所述信号控制器的输入端相连接；所述GPS对时组件用于提供唯一的GPS时钟，实现采集信息同步。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线通信模块包括：无线发射设备和无线接收设备；所述无线发射设备通过所述无线网络模块与相邻所述无线配电终端模块的所述无线接收设备相连接；所述无线接收设备通过所述无线网络模块与相邻所述无线配电终端模块的所述无线发射设备相连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述无线发射设备包括：无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发转换器和发射天线；所述无线收发器的输出端与所述带通滤波器的输入端相连接，所述带通滤波器的输出端与所述功率放大器的输入端相连接，所述功率放大器的输出端与所述低通滤波器的输入端相连接，所述低通滤波器的输出端与所述收发转换器的输入端相连接，所述收发转换器的输出端与所述发射天线相连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述无线接收设备包括：接收天线、低噪声放大器和射频解码器；所述接收天线与所述收发转换器的输入端相连接，所述收发转换器的输出端与所述射频解码器的输入端相连接，所述射频解码器的输出端与所述低噪声放大器的输入端相连接，所述低噪声放大器的输出端与所述无线收发器的输入端相连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述收发转换器包括信息接收器和发射源控制器，所述发射源控制器分别与所述低通滤波器和所述发射天线相连接，所述信息接收器分别与所述射频解码器和所述接收天线相连接。

7.一种基于WIFI的分布式故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量；

将所述模拟量与所述状态量根据标准格式进行数据打包，得到数据包；

对所述数据包进行转换报文和解析处理，得到组成完整的信息；

将所述组成完整的信息通过WIFI网络分别发送至相邻两个所述终端，并接收来自相邻所述终端发送的所述组成完整的信息；

对两组所述组成完整的信息进行计算与分析比较，根据所述计算与分析比较的结果判断是否存在故障区段；

如果存在所述故障区段，则控制所述配电网中的开关的开启，自动隔离存在所述故障区段的线路，恢复所述配电网中各非故障区段的供电；

其中，将所述组成完整的信息通过WIFI网络分别发送至相邻两个所述终端，并接收来自相邻所述终端发送的所述组成完整的信息的过程，具体包括：将所述组成完整的信息转换成射频信号；对所述射频信号进行功率放大和滤波处理，得到放大后的射频信号；所述放大后的射频信号通过WIFI网络发送至相邻的所述终端；接收相邻的所述终端发送的所述放大后的射频信号；对所述放大后的射频信号进行解码、降噪和功率放大处理，得到接收信号；对所述接收信号进行解调处理，将解调后的所述接收信号与所述射频信号发送至缓存区；

其中，对两组所述组成完整的信息进行计算与分析比较，根据所述计算与分析比较的结果判断是否存在故障区段过程包括：读取所述缓存区的所述解调后的接收信号与所述射频信号，并将所述解调后的接收信号与所述射频信号分别还原成所述组成完整的信息；获取相邻两个所述终端的两组所述组成完整的信息的过流信息，判断两组所述组成完整的信息的过流方向及大小；如果两组所述组成完整的信息的过流方向相反，或其中一组有过流，另一组没有过流，则所述相邻两个终端的采集区段之间出现故障，所述相邻两个终端的采集区段为故障区段；如果两组所述组成完整的信息的过流方向相同或均没有过流，则所述相邻两个终端的采集区段之间没有故障。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量的过程还包括：

实时提供GPS时钟，根据所述GPS时钟同步采集所述配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量。