CN107785998B - 一种配电系统中配电自动化设备的监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电系统中配电网的监控方法，包括步骤配电网包括有多个设有网络模块的配网管理设备，分别以各配网管理设备为节点构建通讯网络；配网管理设备采集对应的回路和/或配电自动化终端的本地监测数据；配网管理设备通过通讯网络获取网间监测数据；配网管理设备根据以监测数据为参数根据预设的算法生成故障报告数据；监测数据包括本地监测数据和/或网间监测数据；配网管理设备通过其设有的无线通信模块将故障报告数据发送至预设的巡线装置。由于维运人员可以在配电自动化系统中的设备发生故障时第一时间接收到相关的报告；所以可以提高对于故障的反应速度；进而可以有效地提高了配电自动化系统内各个设备的维护效能。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，特别是涉及一种配电系统中配电自动化设备的监控方法。
背景技术
配电自动化系统是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统；
配网自动化系统一般由下列部分组成：配电主站、配电子站、配网管理设备和通信网络；
配网管理设备一般包括有馈线终端设备(Feeder Terminal Unit，FTU)，配电自动化终端（Distribution Terminal Unit ，DTU）和配电变压器监测终端 (distributionTransformer supervisory Terminal Unit，TTU)等设备。
以馈线终端设备为例，馈线终端设备是安装在配电室或馈线上的智能终端设备；馈线终端设备一般都具有遥控、遥信、遥测以及故障检测功能，并且可以与配电自动化系统中的主站实现数据通信。主站中的服务器根据馈线终端设备所采集的数据进行集中处理，可以生成检测结果。
现有技术中，馈线终端设备采集并上传配电自动化系统所属的多回路的线路电压、线路电流、零序电流、设备状态等运行及故障信息等监测数据，与位于主站中服务器的后台软件构成配电网自动化系统。这样，当某一回路中的配电设备发生故障时，主站服务器通过显示器呈现监测结果，只有监控人员从显示器看到该监测结果后才能得知故障情况；此时，需要该监控人员通知相应的运维人员，该运维人员根据该监测人员的通知内容找到故障设备，并进行故障维护。
发明人经过研究发现，现有技术中的故障维护方式，由于运维人员需要接收到主站中的监测人员的通知后进行相应维护，因此往往会由于检测人员的通知不及时或是通知内容有误而导致的影响配电网的维护效能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提高对于配电网的维护效能，具体的：
本发明实施例提供了一种配电系统中配电网的监控方法，包括步骤：
S11、配电网包括有多个设有网络模块的配网管理设备，分别以各配网管理设备为节点构建通讯网络；
S12、所述配网管理设备采集对应的回路和/或配电自动化终端的本地监测数据；
S13、所述配网管理设备通过所述通讯网络获取网间监测数据；所述网间监测数据为所述通讯网络内其他配网管理设备所采集的监测数据；
S14、所述配网管理设备以监测数据为参数，根据预设的算法生成故障报告数据；所述监测数据包括本地监测数据和/或网间监测数据；
S15、所述配网管理设备通过其设有的无线通信模块将所述故障报告数据发送至预设的巡线装置。
优选的，在本发明实施例中，还包括步骤：
S16、当检测到某一所述配电自动化终端或回路为故障时，构建屏蔽了故障配电自动化终端或回路后的临时配电网结构；
S17、根据所述临时配电网结构计算所述配电自动化系统内各开关状态的组合方式并生成相应的控制指令；
S18、根据控制指令控制相应的开关的开关状态。
优选的，在本发明实施例中，所述通讯网络包括以太网或令牌环网。
优选的，在本发明实施例中，所述通讯网络为令牌环网时，
所述监测数据还包括所述令牌环网的令牌帧的传递特性或反馈特性；所述令牌帧的传递或反馈特性包括节点是否能够应答令牌帧。
优选的，在本发明实施例中，包括：
所述配网管理设备包括有片上系统，所述片上系统包括与所述配网管理设备中各个实体的功能模块的数据交互接口，以及，用于实现步骤S11至S18中所包括的逻辑功能的应用软件。
优选的，在本发明实施例中，还包括：
巡线装置可通过所述配网管理设备的I/O接口与所述片上系统交互。
优选的，在本发明实施例中，所述监测数据包括线路电压、线路电流、零序电流和设备状态中的一种或任意组合。
优选的，在本发明实施例中，所述无线通信模块包括3G模块、4G模块或GSM模块。
优选的，在本发明实施例中，所述巡线装置设于手机、PAD或笔记本电脑中。
优选的，在本发明实施例中，所述故障报告数据包括无法应答令牌帧的节点的节点标识。
本发明实施例中的配电自动化控制系统构建了以配网管理设备为节点的通讯网络，并且在配网管理设备进行判断故障时，以其自身采集的监测数据再加上通过网络所获取的其他的配网管理设备所采集的监测数据，进行比对和分析，来获得更加准确的故障判断参数。接着再通过无线通讯模块将判断结果发送到维运人员的巡线装置中，在实际应用中，巡线装置可以设置在可以直接由维运人员随身携带的移动终端中（如手机、PAD或笔记本电脑等），所以维运人员可以在配电自动化系统中的设备发生故障时第一时间接收到相关的报告；所以可以提高对于故障的反应速度；此外，由于本发明实施例中减去了现有技术中监控人员的转述环节，所以也避免了由于故障情况转述错误所造成的负面影响；
由上可知通过本发明实施例，可以有效地提高配电自动化系统内各个设备的维护效能。
进一步的，本发明实施例中的通讯网络还可以是令牌环网，可以实现令牌环内各个节点间的数据交互；通过令牌环网中沿环状拓扑结构依次传递的令牌帧的传递或反馈特性，可以辅助的判断出配电自动化系统内发生故障的节点。
在本发明实施例中，配网管理设备还包括有片上系统，通过设有的处理器和相应的软件来实现数据的处理；这样就可以数据采集模块所采集的监测数据和令牌环网的令牌帧的传递或反馈特性为依据，来生成故障报告数据，即，在本发明实施例中，在配网管理设备中即可获得故障报告数据；接下来，在本发明实施例中，在生成了故障报告数据后，可以实时的将该故障报告数据通过无线通讯模块发送到相应的巡线装置上。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请中记载的一些实施例，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为本申请中所述配电系统中配电网的监控方法的步骤示意图；
图2为本申请中所述配电系统中配电网的监控方法的又一步骤示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
为了提高配电网的维护效能，本发明实施例提供了一种配电系统中配电网的监控方法，如图1所示，包括步骤：
S11、配电网包括有多个设有网络模块的配网管理设备，分别以各配网管理设备为节点构建通讯网络；
在本发明实施例中，配网管理设备是指通过检测配电网的等设备的电气参数来实现对于配电网的管理和维护的设备，典型来说，配网管理设备可以包括馈线终端设备(Feeder Terminal Unit，FTU)，配电自动化终端（Distribution Terminal Unit ，DTU）和配电变压器监测终端 (distribution Transformer supervisory Terminal Unit，TTU)等设备。
本发明实施例中的配网管理设备均设有网络模块，比如可以是以太网模块，或是，用于构建令牌环网的多站访问部件（MAU，Multistation Access Unit），这样，通过设有MAU可以以配网管理设备为节点将配电系统中的多个配网管理设备连接在一个令牌环网中，以实现以令牌环网内的节点间的数据交互。
S12、配网管理设备采集对应的回路和/或配电自动化终端的本地监测数据；
配网管理设备的主要功能就是对与其对应的回路和/或配电自动化终端进行监测数据，从而可以根据监测数据的是否异常，以及监测数据异常时的数据特征来判断回路和/或配电自动化终端是否发生故障或是故障的类型等。
在实际应用中，本发明实施例中的配网管理设备可以包括有微处理器系统，即，通过处理器和相应的软件来实现本发明实施例中的技术方案，比如可以是通过设有一个片上系统（SOC，System on a chip）来实现。其中的软件可以包括有多个，可以是本发明实施例中各种可以通过软件来实现的方发步骤或功能模块的具体实现。
这样，在本发明实施例中，配网管理设备中既包括实体的功能模块，如 MAU、无线通讯模块、数据采集模块等；也还可以包括具有逻辑功能的应用软件，应用软件可以根据功能的需要设定，如可以是用于根据令牌帧的传递特性或反馈特性或监测数据生成故障报告数据的应用软件，或是，实现构建屏蔽了故障配电自动化终端后的临时配电网结构的应用软件等。在实际应用中，配网管理设备通过设有片上系统，从而可以构建一个微型的计算机系统，从而通过与配网管理设备中各个实体的功能模块的数据交互接口，并且可以实现本发明实施例中所包括的逻辑功能的应用软件。
进一步的，本发明实施例中的片上系统还可以包括有I/O接口，这样，通过巡线装置入该I/O接口，就可以实现与片上系统的交互。具体来说，用户通过其携带的巡线装置接入配网管理设备后，可以实现对于片上系统的操作和数据处理，如，修改各种应用软件的参数，或是下载配网管理设备所存储的各种数据等。在实际应用中，巡线装置可以设置于手机、PAD或笔记本电脑等移动终端内，这样在接入配网管理设备后，可以以通过这些移动终端的键盘和鼠标等设备作为I/O设备来实现对于片上系统的操作和数据处理。
S13、配网管理设备通过所述通讯网络获取网间监测数据；网间监测数据为通讯网络内其他配网管理设备所采集的监测数据；
为了能够获取更多的监测数据，来实现更加精准的故障判断，在本发明实施例中，配网管理设备不但获取自身的本地监测数据，也可以获得网内其他配网管理设备的网间监测数据。
S14、配电远配网管理设备B方终端以监测数据为参数，根据预设的算法生成故障报告数据；所述监测数据包括本地监测数据和/或网间监测数据；
具体来说，在实际应用中，对于故障判断来说，某一配网管理设备A在获取自身的监测数据的同时，其在配电网中上游的配网管理设备B的监测数据也具有很大的参考意义。具体来说，通过对比配网管理设备A所采集的监测数据和配网管理设备B所采集的监测数据，可以准确的判断出配网管理设备A本体，以及配网管理设备B到配网管理设备A之间的线路是否发生故障，以及，所发生故障的类型。
当通讯网络为令牌环网时，本发明实施例中的监测数据还可以包括令牌环网的令牌帧的传递特性或反馈特性；令牌帧的传递或反馈特性包括节点是否能够应答令牌帧。当某一节点无法应答令牌帧时，说明该节点（配网管理设备）的通讯失联，应该是发生了故障，所以可以用于辅助判断设备的故障与否。
S15、配网管理设备通过其设有的无线通信模块将故障报告数据发送至预设的巡线装置。
在本发明实施例中，配网管理设备还可以通过无线通讯模块将故障报告数据发送到相应的巡线装置上。在实际应用中，无线通讯模块具体可以是3G模块、4G模块或GSM模块等无线通信模块；这样，通过电信网络，维运人员可以摆脱接收位置的限定，通过其随身携带的巡线装置可以在配电网中的设备发生故障时第一时间接收到相关的报告；所以维运人员可以提高对于配电网中故障的反应速度；此外，由于本发明实施例中减去了现有技术中监控人员的转述环节，所以也避免了由于故障情况由于转述错误造成的负面影响。
综上所述，本发明实施例中的配电自动化控制系统构建了以配网管理设备为节点的通讯网络，并且在配网管理设备进行判断故障时，以其自身采集的监测数据再加上通过网络所获取的其他的配网管理设备所采集的监测数据，进行比对和分析，来获得更加准确的故障判断参数。接着再通过无线通讯模块将判断结果发送到维运人员的巡线装置中，在实际应用中，巡线装置可以设置在可以直接由维运人员随身携带的移动终端中（如手机、PAD或笔记本电脑等），所以维运人员可以在配电自动化系统中的设备发生故障时第一时间接收到相关的报告；所以可以提高对于故障的反应速度；此外，由于本发明实施例中减去了现有技术中监控人员的转述环节，所以也避免了由于故障情况转述错误所造成的负面影响；
由上可知通过本发明实施例，可以有效地提高配电自动化系统内各个设备的维护效能。
进一步的，本发明实施例中的通讯网络可以是令牌环网，可以实现令牌环内各个节点间的数据交互；通过令牌环网中沿环状拓扑结构依次传递的令牌帧的传递或反馈特性，可以辅助的判断出配电自动化系统内发生故障的节点。在本发明实施例中，配网管理设备还包括有片上系统，通过设有的处理器和相应的软件来实现数据的处理；这样就可以数据采集模块所采集的监测数据和令牌环网的令牌帧的传递或反馈特性为依据，来生成故障报告数据，即，在本发明实施例中，在配网管理设备中即可获得故障报告数据；接下来，在本发明实施例中，在生成了故障报告数据后，可以实时的将该故障报告数据通过无线通讯模块发送到相应的巡线装置上。
进一步的，如图2所示，在本发明实施例中，还可以包括以下的步骤：
S16、当检测到某一所述配电自动化终端或回路为故障时，构建屏蔽了故障配电自动化终端或回路后的临时配电网结构；
当配电网中的某个配电自动化终端发生故障时，可以临时的通过改变配电网结构的方式来屏蔽故障设备的方式，使配电网还可以继续的处于运行状态，从而尽量的减小设备故障所造成的损失或影响。为此，在本发明实施例中，还可以通过设定相应的应用软件来构建临时配电网结构；具体来说，通过在片上系统装设相应的应用软件，从而可以根据配电网中的配电网结构，以及所获取的故障设备所处的位置以及该故障设备所实现的功能等信息，来构建屏蔽故障设备后的临时配电网结构。
S17、根据所述临时配电网结构计算所述配电自动化系统内各开关的开关状态组合方式并生成相应的控制指令；
构建屏蔽故障设备后的临时配电网结构的目的是为了可以控制配电网中的开关的状态来实现配电网按照临时配电网结构构建和运行，因此，需要根据临时配电网结构计算配电自动化系统内各回路和/或配电自动化终端的开关状态的组合方式并生成相应的控制指令。在本发明实施例中，通过根据设备的故障位置和故障种类的不同，还可以自动生成相应的控制策略，来自动的执行初步的维护，以提高整个配电网的容错性，降低设备故障带来的负面影响。
在本发明实施中，各个开关状态的组合方式是指，配电网中的各个开关应当怎样调整自己的状态，通过与其他开关的配合，来构建临时配电网结构。
S18、根据控制指令控制相应的开关的开关状态。
本发明实施例中的配电自动化终端和开关可接受配网管理设备指令控制，即，本发明实施例的实施需要开放配电网中配电自动化终端和开关与对应的控制功能，这样，配电自动化终端就能够通过设定的控制装置来实现其开关的状态的控制。
由上可知，本发明实施中通过预设的算法，可以制定相应的控制策略，来分析出应该打开或是关闭哪些配电网中的配电自动化终端和开关，以及配电自动化终端和开关的当前状态；接着，控制单元就可以根据控制策略生成相应的控制命令来实施对于相应的配电自动化终端和开关进行控制；从而实现了对于配电网中故障区间的自动隔离和非故障取件的自愈。
由上可知，通过本发明实施例，可以无需维护人员的人工干涉即可实现故障的实时的且自动维护操作，从而极大提高了配电网的维护效能。
在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，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，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，在本发明各个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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元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全部或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-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、ReRAM、MRAM、PCM、NAND Flash，NOR Flash， Memristor、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种配电系统中配电自动化设备的监控方法，其特征在于，包括步骤：
S11、配电网包括有多个设有网络模块的配网管理设备，分别以各配网管理设备为节点构建通讯网络；
S12、所述配网管理设备采集对应的回路和/或配电自动化终端的本地监测数据；
S13、所述配网管理设备通过所述通讯网络获取网间监测数据；所述网间监测数据为所述通讯网络内其他配网管理设备所采集的监测数据；
S14、所述配网管理设备以监测数据为参数，根据预设的算法生成故障报告数据；所述监测数据包括本地监测数据和/或网间监测数据；
通过对比配网管理设备本身所采集的监测数据和其在配电网中上游的配网管理设备所采集的监测数据，判断出配网管理设备本体以及该配网管理设备到其上游配网管理设备之间的线路是否发生故障，以及所发生故障的类型；
S15、所述配网管理设备通过其设有的无线通信模块将所述故障报告数据发送至预设的巡线装置；
S16、当检测到某一所述配电自动化终端或回路为故障时，构建屏蔽了故障配电自动化终端或回路后的临时配电网结构；
S17、根据所述临时配电网结构计算所述配电自动化终端内各开关的开关状态组合方式并生成相应的控制指令；
S18、根据控制指令控制相应的开关状态；
所述通讯网络包括以太网或令牌环网，
所述令牌环网包括多站访问部件MAU，通过设有MAU以配网管理设备为节点将配电系统中的多个配网管理设备连接在一个令牌环网；
所述配网管理设备包括有片上系统，所述片上系统包括与所述配网管理设备中各个实体的功能模块的数据交互接口，以及，用于实现步骤S11至S18中所包括的逻辑功能的应用软件。
2.根据权利要求1所述配电系统中配电自动化设备的监控方法，其特征在于，所述通讯网络为令牌环网时，
所述监测数据还包括所述令牌环网的令牌帧的传递特性或反馈特性；所述令牌帧的传递或反馈特性包括节点是否能够应答令牌帧。
3.根据权利要求1所述配电系统中配电自动化设备的监控方法，其特征在于，还包括：
巡线装置可通过所述配网管理设备的I/O接口与所述片上系统交互。
4.根据权利要求1所述配电系统中配电自动化设备的监控方法，其特征在于，所述监测数据包括线路电压、线路电流、零序电流和设备状态中的一种或任意组合。
5.根据权利要求1所述配电系统中配电自动化设备的监控方法，其特征在于，
所述无线通信模块包括3G模块、4G模块或GSM模块。
6.根据权利要求3所述配电系统中配电自动化设备的监控方法，其特征在于，所述巡线装置设于手机、PAD或笔记本电脑中。
7.根据权利要求1所述配电系统中配电自动化设备的监控方法，其特征在于，所述故障报告数据包括无法应答令牌帧的节点标识。
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