CN107478959A - 一种配电网监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种配电网监测系统和方法，该系统包括：对等无线传感器网络模块、同步模块和数据处理模块；所述同步模块，用于向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息；所述对等无线传感器网络模块，用于采集配电网的各条线路不同位置处的实时数据，根据接收的所述同步时钟信息确定所述实时数据的时标信息，以及通过公共移动通信网络将匹配的所述实时数据和所述时标信息发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块，用于根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置。

Description

一种配电网监测系统和方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种配电网监测系统和方法。

背景技术

目前，由于故障机理的特殊性使得配电线路故障检测与故障诊断的研究进展缓慢，而且国内外针对配电线路故障检测和智能化诊断的系统产品仍显不足，特别是10kV/20kV/35kV中低压电压等级配网线路故障监测、运行状态监测和故障录波产品更是明显不足。

配电网故障检测和故障诊断的技术手段和实现方式主要偏重于离线故障检测与诊断，而且研究对象主要是过渡电阻较低的故障(“低阻故障”或永久性故障)，即线路发生低阻故障后，通过某种手段或者方法检测、辨识和定位故障，功能相对单一，不能检测配电线路中的一些瞬时性故障和故障特征不明显的高阻故障等，而这些故障发生后，故障电流较小，电压降小，不影响线路的正常运行，从而加大故障检测难度，而且更不具备对线路早期隐患进行分析和预警的能力，无法针对多种故障的进行全方位的定位。

发明内容

本申请实施例提供一种配电网监测系统和方法，用以解决现有技术中无法针对多种故障进行全方位定位的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种配电网监测系统，包括对等无线传感器网络模块、同步模块和数据处理模块；

所述同步模块，用于向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息；

所述对等无线传感器网络模块，用于采集配电网的各条线路不同位置处的实时数据，根据接收的所述同步时钟信息确定所述实时数据的时标信息，以及通过公共移动通信网络将匹配的所述实时数据和所述时标信息发送给所述数据处理模块；

所述数据处理模块，用于根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置。

可选地，所述同步模块包括北斗卫星导航系统、全球定位系统、伽利略卫星导航系统和格洛纳斯卫星导航系统中的至少一个。

可选地，所述对等无线传感器网络模块包括多个对等无线传感器，所述配电网的每条线路的每个位置对应设置有至少一个所述对等无线传感器。

可选地，所述公共移动通信网络包括全球移动通信网络、通用分组无线服务技术网络和时分同步码分多址接入网络。

可选地，所述数据处理模块包括服务器、至少一个计算设备、至少一个移动终端，所述服务器通过无线局域网与所述至少一个计算设备、所述至少一个移动终端通信连接。

第二方面，本发明实施例提供一种配电网监测方法，应用于如上所述的配电网监测系统，该方法包括：

通过同步模块向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息；

通过对等无线传感器网络模块采集配电网的各条线路不同位置处的实时数据，根据接收的所述同步时钟信息确定所述实时数据的时标信息，以及通过公共移动通信网络将匹配的所述实时数据和所述时标信息发送给数据处理模块；

通过数据处理模块根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置。

可选地，所述通过同步模块向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息，包括：

通过北斗卫星导航系统、全球定位系统、伽利略卫星导航系统和格洛纳斯卫星导航系统中的至少一个向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息。

可选地，所述采集配电网的各条线路不同位置处的实时数据，包括：

采集配电网的每条线路的每个位置对应设置的至少一个无线传感器处的实时数据。

可选地，所述公共移动通信网络包括全球移动通信网络、通用分组无线服务技术网络和时分同步码分多址接入网络。

可选地，所述通过数据处理模块根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置，包括：

通过服务器、至少一个计算设备和至少一个移动终端根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置，其中，所述服务器通过无线局域网与所述至少一个计算设备、所述至少一个移动终端通信连接。

本申请实施例提供了一种配电网监测系统和方法，该系统包括：包括对等无线传感器网络模块、同步模块和数据处理模块；所述同步模块，用于向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息；所述对等无线传感器网络模块，用于采集配电网的各条线路不同位置处的实时数据，根据接收的所述同步时钟信息确定所述实时数据的时标信息，以及通过公共移动通信网络将匹配的所述实时数据和所述时标信息发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块，用于根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置。本发明提供的配电网监测系统，通过无线传感器网络模块对配电网中的各个线路的不同位置进行监测，提高了该系统的监测能力，通过公共移动通信网络将监测获取到的数据传输到数据处理模块，提高了传输效率，增强了系统的坚固性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的一种配电网监测系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的一种配电网监测系统的应用示意图；

图3示出了本发明实施例提供的另一种配电网监测系统的结构示意图；

图4示出了本发明实施例提供的一种配电网监测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

本发明实施例提供一种配电网监测系统，如图1所示，该系统包括：同步模块11、对等无线传感器网络模块12和数据处理模块13。

所述同步模块11，用于向所述对等无线传感器网络模块12发送同步时钟信息；

所述对等无线传感器网络模块12，用于采集配电网的各条线路不同位置处的实时数据，根据接收的所述同步时钟信息确定所述实时数据的时标信息，以及通过公共移动通信网络将匹配的所述实时数据和所述时标信息发送给所述数据处理模块13；

所述数据处理模块13，用于根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置。

具体地，同步模块通过卫星网络与对等无线传感器网络模块通信连接，即同步模块通过卫星网络向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息；同步时钟信息包括时间信息，对等无线传感器网络模块接收时间信息可以实现系统时间的一致；实时数据包括电压信号、电流信号、位置信息、时间信息等，如，时间信息可以是世界时信息、地方时信息、原子时信息、协调世界时信息、GPS时信息等，电压信号可以为三相电压，电流信号可以为三相电流。

进一步地，所述公共移动通信网络包括全球移动通信网络(GSM网络)、通用分组无线服务技术网络(GPRS网络)和时分同步码分多址接入网络(TD-CDMA网络)，本发明对此不予限制。

进一步地，同步模块11可以包括北斗卫星导航系统(BD系统)、全球定位系统(GPS系统)、伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system，GSNS系统)和格洛纳斯卫星导航系统(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM，GLONASS系统)中的至少一个。

其中，北斗卫星导航系统由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，实现亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力；格洛纳斯系统有24颗卫星正常工作、3颗维修中、3颗备用、1颗测试中，而18颗卫星就能保证该系统为俄罗斯境内用户提供全部卫星通信服务；伽利略卫星导航系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星，为用户提供商业数据(差分校正量、地图和数据库)和附加导航信息(伪卫星)，在接收GSM和UMTS基站计算位置信号不良的地区(如地下停车场和车库)，可以增强定位数据信号；全球定位系统以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。

本发明可以采用上述卫星导航系统中的一个或多个的结合(可参考图2)，采用多个卫星导航系统同时进行通信，可以提高卫星导航系统的覆盖率，使得粗码精度和精码精度更加精确，可靠性更高。

本发明提供的配电网监测系统，通过无线传感器网络模块对配电网中的各个线路的不同位置进行监测，提高了该系统的监测能力，通过公共移动通信网络将监测获取到的数据传输到数据处理模块，提高了传输效率，增强了系统的坚固性。

本发明实施例提供的又一种配电网监测系统，如图1所示，该配电网监测系统与图1的配电网监测系统相比，所述对等无线传感器网络模块12包括多个对等无线传感器121，所述配电网的每条线路的每个位置对应设置有至少一个所述对等无线传感器121。

具体地，每个对等无线传感器121通过卫星网络与同步模块通信连接。

例如，配电网中的每条线路都设置有至少一个对等无线传感器121，针对每条线路中的每个对等无线传感器，该对等无线传感器可以获取该线路中的实时数据，根据接收到的同步模块传输的时钟信息，确定上述实时数据的时标信息，将实时数据和与该实时数据匹配的时标信息以及该对等无线传感器的标识发送至数据处理模块，其中，实时数据包括多种传感器参数的值。

数据处理模块13根据接收到的各个对等无线传感器传输的实时数据，如，三相电压、三相电流等，以及预设的每一项的正常取值范围，确定配电网是否发生故障。如，获取的实时数据为三相电压数据，判断三相电压中的每一相电压的标准差是否超出预设的正常取值范围；如果存在至少一相电压的标准差超出预设的正常取值范围，则确定配电网存在安全隐患或发生故障。在确定配电网存在安全隐患或发生故障后，根据传输数据的对等无线传感器的标识，以及预设的对等无线传感器的标识与位置信息的对应关系，确定配电网发生故障的位置。

进一步地，所述数据处理模块13包括服务器131、至少一个计算设备132、至少一个移动终端133，所述服务器131通过无线局域网与所述至少一个计算设备132、所述至少一个移动终端133通信连接。

其中，计算设备132包括计算机、PC、便携式设备等设备，移动终端133包括手机、平板、PDA等，具体应用的示意图可以参考图2，本发明对此不予限制。

本发明实施例提供了一种配电网监测方法，如图4所示，该方法包括以下步骤：

S401，通过同步模块向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息；

S402，通过对等无线传感器网络模块采集配电网的各条线路不同位置处的实时数据，根据接收的所述同步时钟信息确定所述实时数据的时标信息，以及通过公共移动通信网络将匹配的所述实时数据和所述时标信息发送给数据处理模块；

S403，通过数据处理模块根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置。

可选地，所述通过同步模块向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息，包括：

通过北斗卫星导航系统、全球定位系统、伽利略卫星导航系统和格洛纳斯卫星导航系统中的至少一个向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息。

可选地，所述采集配电网的各条线路不同位置处的实时数据，包括：

采集配电网的每条线路的每个位置对应设置的至少一个无线传感器处的实时数据。

可选地，所述公共移动通信网络包括全球移动通信网络、通用分组无线服务技术网络和时分同步码分多址接入网络。

可选地，所述通过数据处理模块根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置，包括：

通过服务器、至少一个计算设备和至少一个移动终端根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置，其中，所述服务器通过无线局域网与所述至少一个计算设备、所述至少一个移动终端通信连接。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种配电网监测系统，其特征在于，包括对等无线传感器网络模块、同步模块和数据处理模块；

所述同步模块，用于向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息；

所述对等无线传感器网络模块，用于采集配电网的各条线路不同位置处的实时数据，根据接收的所述同步时钟信息确定所述实时数据的时标信息，以及通过公共移动通信网络将匹配的所述实时数据和所述时标信息发送给所述数据处理模块；

所述数据处理模块，用于根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述同步模块包括北斗卫星导航系统、全球定位系统、伽利略卫星导航系统和格洛纳斯卫星导航系统中的至少一个。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述对等无线传感器网络模块包括多个对等无线传感器，所述配电网的每条线路的每个位置对应设置有至少一个所述对等无线传感器。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述公共移动通信网络包括全球移动通信网络、通用分组无线服务技术网络和时分同步码分多址接入网络。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理模块包括服务器、至少一个计算设备、至少一个移动终端，所述服务器通过无线局域网与所述至少一个计算设备、所述至少一个移动终端通信连接。

6.一种配电网监测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5中任一项所述的配电网监测系统，该方法包括：

通过同步模块向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息；

通过对等无线传感器网络模块采集配电网的各条线路不同位置处的实时数据，根据接收的所述同步时钟信息确定所述实时数据的时标信息，以及通过公共移动通信网络将匹配的所述实时数据和所述时标信息发送给数据处理模块；

通过数据处理模块根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过同步模块向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息，包括：

通过北斗卫星导航系统、全球定位系统、伽利略卫星导航系统和格洛纳斯卫星导航系统中的至少一个向所述对等无线传感器网络模块发送同步时钟信息。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述采集配电网的各条线路不同位置处的实时数据，包括：

采集配电网的每条线路的每个位置对应设置的至少一个无线传感器处的实时数据。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述公共移动通信网络包括全球移动通信网络、通用分组无线服务技术网络和时分同步码分多址接入网络。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过数据处理模块根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置，包括：

通过服务器、至少一个计算设备和至少一个移动终端根据所述实时数据和所述时标信息确定所述配电网是否存在安全隐患或发生故障的位置，其中，所述服务器通过无线局域网与所述至少一个计算设备、所述至少一个移动终端通信连接。