CN112083279B - 一种电力自动化分布式信息采集系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力自动化分布式信息采集方法及系统，包括：用户采集模块，用于通过电压采集节点实时采集用户的用电电压，通过频率采集节点实时采集用户的用电频率，以及通过谐波采集节点采集用户的用电谐波；一级采集模块，用于根据接收的用电电压、用电频率及用电谐波生成相应的判别系数，将相应的判别系数与第一预设安全阈值比较得到第一预警信息；二级采集模块，用于将接收的相应的判别系数与第二预设安全阈值比较得到第二预警信息；三级采集模块，用于将接收的相应的判别系数与第三预设安全阈值比较得到第三预警信息，将第三预警信息进行显示并将所述第三预警信息进行存储。本发明准确定位故障的采集线路，及时判断和维修故障的采集线路。

Description

一种电力自动化分布式信息采集系统及方法

技术领域

本发明涉及电力系统自动化技术领域，特别是涉及一种电力自动化分布式信息采集系统及方法。

背景技术

电力信息采集系统是对各省各类电力用户的用电信息实施采集、处理和实时监控的系统。电力自动化系统采集变电站信息主要通过两种通信方式进行采集，即调度数据网络和专线方式。

随着现代化的快速发展，县、镇、村各级电力站的信息采集系统也在逐步建立和完善。集中式采集方式和简单的分布式采集系统经常会由于通讯故障未能及时维修而造成短时间通讯采集中断，且在系统终端未设置采集模拟装置，当采集系统发生故障时不能进行直观体现，导致工作人员不能及时判断和维修故障的采集线路。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种电力自动化分布式信息采集方法及系统，解决现有技术中当采集系统发生故障时不能准确直观的确定故障的采集线路，导致工作人员不能及时判断和维修故障的采集线路的技术问题。

本发明的一方面，提供一种电力自动化分布式信息采集系统，包括：

用户采集模块，用于通过电压采集节点实时采集用户的用电电压，通过频率采集节点实时采集用户的用电频率，以及通过谐波采集节点采集用户的用电谐波，将所述用电电压、所述用电频率及所述用电谐波发送给一级采集模块；

一级采集模块，用于根据所述用电电压、用电频率及用电谐波生成判别系数，将所述判别系数与第一预设安全阈值比较得到第一预警信息，将所述第一预警信息进行显示并将所述判别系数发送给二级采集模块；其中所述第一预警信息包括正常或异常；

二级采集模块，用于将所述判别系数与第二预设安全阈值比较得到第二预警信息，将所述第二预警信息进行显示并将所述判别系数发送给三级采集模块；其中所述第二预警信息包括正常或异常；

三级采集模块，用于将所述判别系数与第三预设安全阈值比较得到第三预警信息，将所述第三预警信息进行显示和存储；其中所述第三预警信息包括正常或异常。

优选的，所述用户采集模块包括：

大型专变采集模块，用于实时采集大型专变用户的用电电压、大型专变用户的用电频率以及大型专变用户的用电谐波；

中小型专变采集模块，用于实时采集中小型专变用户的用电电压、中小型专变用户的用电频率以及中小型专变用户的用电谐波；

集中器模块，用于实时采集常规用户的用电电压、常规用户的用电频率以及常规用户的用电谐波；

备用集中器模块，用于在所述集中器模块无法正常工作时，采集常规用户的用电电压、常规用户的用电频率以及常规用户的用电谐波，所述备用集中器模块与所述集中器模块每两个互相连接；

其中，所述大型专变用户为用电容量在100kVA以上的用户；所述中小型专变用户为用电容量在100kVA以下的非低压用户；所述常规用户为低压商业用户或居民用户。

优选的，所述一级采集模块包括：

一级控制模块，用于根据从所述用户采集模块接收的用电电压、用电频率及用电谐波生成判别系数，并通过判别系数与第一预设安全阈值比较生成第一预警信息；

一级智能终端模块，用于向所述一级控制模块发送控制指令，并反馈所述一级控制模块的状态；

一级预警显示模块，用于对所述一级控制模块生成的第一预警信息进行显示；

一级数据存储模块，用于存储所述一级控制模块接收的用电电压、用电频率及用电谐波；以及存储所述一级控制模块生成的判别系数及第一预警信息；

一级备用存储模块，用于定时对所述一级数据存储模块中的数据进行备份。

优选的，所述二级采集模块包括：

二级控制模块，用于根据从所述一级控制模块接收的用电电压、用电频率、用电谐波及判别系数，并通过判别系数与第二预设安全阈值比较生成第二预警信息；

二级智能终端模块，用于向所述二级控制模块发送控制指令，并反馈所述二级控制模块的状态；

二级预警显示模块，用于对所述二级控制模块生成的第二预警信息进行显示；

二级数据存储模块，用于存储所述二级控制模块接收的用电电压、用电频率及用电谐波；以及存储所述二级控制模块生成的判别系数及第二预警信息；

二级备用存储模块，用于定时对所述二级数据存储模块中的数据进行备份。

优选的，所述三级采集模块包括：

三级控制模块，用于根据从所述二级控制模块接收的用电电压、用电频率、用电谐波及判别系数，并通过判别系数与第三预设安全阈值比较生成第三预警信息；

三级智能终端模块，用于向所述三级控制模块发送控制指令，并反馈所述三级控制模块的状态；

三级预警显示模块，用于对所述三级控制模块生成的第三预警信息进行显示；

三级数据存储模块，用于存储所述三级控制模块接收的用电电压、用电频率及用电谐波；以及存储所述三级控制模块生成的判别系数及第三预警信息；

三级备用存储模块，用于定时对所述三级数据存储模块中的数据进行备份；

遥感预警模块，用于通过卫星图像对监测区域的自然灾害进行预警；所述遥感预警模块内至少设置卫星数据获取单元和图像处理单元，其中，所述卫星数据获取单元，用于获取通过卫星采集的图像数据；所述图像处理单元，用于分析卫星采集的数据是否会发生自然灾害。

本发明还提供一种电力自动化分布式信息采集方法，依靠所述的系统进行实现，包括以下步骤：

步骤S1，用户采集模块通过电压采集节点实时采集用户的用电电压，通过频率采集节点实时采集用户的用电频率，以及通过谐波采集节点采集用户的用电谐波，将所述用电电压、所述用电频率及所述用电谐波发送给一级采集模块；

步骤S2，一级采集模块接收所述用户采集模块采集的用电电压、用电频率及用电谐波，根据所述用电电压、所述用电频率及所述用电谐波生成所述判别系数，通过所述判别系数与第一预设安全阈值比较得到第一预警信息，将所述第一预警信息进行显示并发送给二级采集模块；其中所述第一预警信息包括正常或异常；

步骤S3，二级采集模块将所述判别系数与第二预设安全阈值比较得到第二预警信息，将所述第二预警信息进行显示并将所述判别系数发送给三级采集模块；其中所述第二预警信息包括正常或异常；

步骤S4，三级采集模块将所述判别系数与第三预设安全阈值比较得到第三预警信息，将所述第三预警信息进行显示和存储；其中所述第三预警信息包括正常或异常。

优选的，所述步骤S1包括：

通过大型专变采集模块的电压采集节点实时采集大型专变用户的用电电压，将大型专变用户的用电电压标记为UA_t；通过大型专变采集模块的频率采集节点实时采集大型专变用户的用电频率，将大型专变用户的用电频率标记为HA_t；通过大型专变采集模块的谐波采集节点采集大型专变用户的用电谐波，并计算大型专变用户的用电谐波畸变率，将大型专变用户的用电谐波畸变率其标记为TA_t，其中，t为采集的时刻；

通过中小型专变采集模块的电压采集节点实时采集中小型专变用户的用电电压，将中小型专变用户的用电电压标记为UB_t；通过中小型专变采集模块的频率采集节点实时采集中小型专变用户的用电频率，将中小型专变用户的用电频率标记为HB_t；通过中小型专变采集模块的谐波采集节点采集中小型专变用户的用电谐波，并计算中小型专变用户的用电谐波畸变率，将中小型专变用户的用电谐波畸变率标记为TB_t；

通过集中器模块的电压采集节点实时采集常规用户的用电电压，将常规用户的用电电压标记为UC_t；通过集中器模块的频率采集节点实时采集常规用户的用电频率，将常规用户的用电频率标记为HC_t；通过集中器模块的谐波采集节点采集常规用户的用电谐波，并计算常规用户的用电谐波畸变率，将常规用户的用电谐波畸变率标记为TC_t。

优选的，所述步骤S2包括：

一级控制模块将大型专变用户的用电电压标记为UA_ti；将大型专变用户的用电频率标记为HA_ti；以及将大型专变用户的用电谐波畸变率标记为TA_ti；

根据以下公式计算大型专变用户的第一工作系数D_t：

其中，i＝1、2、……、n，i为大型专变采集模块的编号；α为特定的比例系数，β为特定的比例系数，γ为特定的比例系数；

一级控制模块将中小型专变用户的用电电压标记为UB_tj；将中小型专变用户的用电频率标记为HB_tj；以及将中小型专变用户的用电谐波畸变率标记为TB_tj；

根据以下公式计算中小型专变用户的第二工作系数Z_t：

其中，j＝1、2、……、m，j表示中小型专变采集模块的编号；

一级控制模块将常规用户的用电电压标记为UC_tk；将常规用户的用电频率标记为HC_tk；以及将常规用户的用电谐波畸变率标记为TC_tk；

根据以下公式计算常规用户的第三工作系数X_t：

其中，k＝1、2、……、p，k为集中器模块的编号；

将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t分别与第一预设安全阈值比较，生成相应的第一预警信息；

若第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t都小于等于第一预设安全阈值，则判定第一预警信息为正常，一级控制模块发送绿色显示指令至一级预警显示模块；当第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t任意一个大于第一预设安全阈值，则判定第一预警信息为异常，一级控制模块发送红色显示指令至一级预警显示模块并发送智能监控指令至一级智能终端模块，以及将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t发送至二级控制模块。

优选的，所述步骤S3包括：

二级控制模块接收第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t；

将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t分别与第二预设安全阈值比较，生成相应的第二预警信息；

若第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t都小于等于第二预设安全阈值，则判定第二预警信息为正常，二级控制模块发送绿色显示指令至二级预警显示模块；当第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t任意一个大于第二预设安全阈值，则判定第二预警信息为异常，二级控制模块发送红色显示指令至二级预警显示模块并发送智能监控指令至二级智能终端模块，以及将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t发送至三级控制模块。

优选的，所述步骤S4包括：

三级控制模块接收第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t；

将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t分别与第三预设安全阈值比较，生成相应的第三预警信息；

若第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t都小于等于第三预设安全阈值，则判定第三预警信息为正常，三级控制模块发送绿色显示指令至三级预警显示模块；当第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t任意一个大于第三预设安全阈值，则判定第三预警信息为异常，三级控制模块发送红色显示指令至三级预警显示模块并发送智能监控指令至三级智能终端模块，以及将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t、第三工作系数X_t及第三预警信息存储至三级数据存储模块。

综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：

本发明实施例提供的电力自动化分布式信息采集系统及方法，分别设置了大型专变采集模块、中小型专变采集模块和集中器模块对不同类型用户的用电数据进行采集，提高了采集效率的同时提高了采集的准确度，保证了对用户数据采集的连续性；分别设置了不同级别的存储模块，保证了对系统采集数据及运行数据的备份保存，避免因各级数据存储模块的损坏导致数据的丢失；上一级的显示模块在接收地指令的同时会显示下一级采集模块的状态，提高了监控能力，准确定位故障的采集线路，及时判断和维修故障的采集线路。

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性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例中一种电力自动化分布式信息采集系统的结构示意图。

图2为本发明实施例中一种电力自动化分布式信息采集方法的主流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，为本发明提供的一种电力自动化分布式信息采集系统的一个实施例的示意图。在该实施例中，所述系统包括：

用户采集模块；与所述用户采集模块连接的一级采集模块；与所述一级采集模块连接的二级采集模块；与所述二级采集模块连接的三级采集模块；

用户采集模块，用于通过电压采集节点实时采集用户的用电电压，通过频率采集节点实时采集用户的用电频率，以及通过谐波采集节点采集用户的用电谐波，将所述用电电压、所述用电频率及所述用电谐波发送给一级采集模块(镇级采集模块)；

具体实施例中，所述用户采集模块包括：

大型专变采集模块，用于实时采集大型专变用户的用电电压、大型专变用户的用电频率以及大型专变用户的用电谐波；中小型专变采集模块，用于实时采集中小型专变用户的用电电压、中小型专变用户的用电频率以及中小型专变用户的用电谐波；集中器模块，用于实时采集常规用户的用电电压、常规用户的用电频率以及常规用户的用电谐波；备用集中器模块，用于在所述集中器模块无法正常工作时，采集常规用户的用电电压、常规用户的用电频率以及常规用户的用电谐波，所述备用集中器模块与所述集中器模块每两个互相连接；其中，用电容量在100kVA以上的用户为大型专变用户；用电容量在100kVA以下的非低压用户为中小型专变用户；低压商业用户和居民用户为常规用户；大型转变用户、中小型转变用户及常规用户与用户采集模块线性连接；

可以理解的，通过大型专变采集模块的电压采集节点实时采集大型专变用户的用电电压，将大型专变用户的用电电压标记为UA_t；通过大型专变采集模块的频率采集节点实时采集大型专变用户的用电频率，将大型专变用户的用电频率标记为HA_t；通过大型专变采集模块的谐波采集节点采集大型专变用户的用电谐波，并计算大型专变用户的用电谐波畸变率，将大型专变用户的用电谐波畸变率其标记为TA_t，其中，t为采集的时刻；

通过中小型专变采集模块的电压采集节点实时采集中小型专变用户的用电电压，将中小型专变用户的用电电压标记为UB_t；通过中小型专变采集模块的频率采集节点实时采集中小型专变用户的用电频率，将中小型专变用户的用电频率标记为HB_t；通过中小型专变采集模块的谐波采集节点采集中小型专变用户的用电谐波，并计算中小型专变用户的用电谐波畸变率，将中小型专变用户的用电谐波畸变率标记为TB_t；

通过集中器模块的电压采集节点实时采集常规用户的用电电压，将常规用户的用电电压标记为UC_t；通过集中器模块的频率采集节点实时采集常规用户的用电频率，将常规用户的用电频率标记为HC_t；通过集中器模块的谐波采集节点采集常规用户的用电谐波，并计算常规用户的用电谐波畸变率，将常规用户的用电谐波畸变率标记为TC_t。

一级采集模块(镇级采集模块)，用于根据所述用电电压、用电频率及用电谐波生成判别系数，将所述判别系数与第一预设安全阈值比较得到第一预警信息，将所述第一预警信息进行显示并将所述判别系数发送给二级采集模块；其中所述第一预警信息包括正常或异常；

具体实施例中，所述一级采集模块(镇级采集模块)包括：

一级控制模块(镇调控制模块)，用于根据从所述用户采集模块接收的用电电压、用电频率及用电谐波生成判别系数，并通过判别系数与第一预设安全阈值比较生成第一预警信息；可以理解，一级控制模块将大型专变用户的用电电压标记为UA_ti；将大型专变用户的用电频率标记为HA_ti；以及将大型专变用户的用电谐波畸变率标记为TA_ti；

根据以下公式计算大型专变用户的第一工作系数D_t：

其中，i＝1、2、……、n，i为大型专变采集模块的编号；α为特定的比例系数，β为特定的比例系数，γ为特定的比例系数；

一级控制模块将中小型专变用户的用电电压标记为UB_tj；将中小型专变用户的用电频率标记为HB_tj；以及将中小型专变用户的用电谐波畸变率标记为TB_tj；

根据以下公式计算中小型专变用户的第二工作系数Z_t：

其中，j＝1、2、……、m，j表示中小型专变采集模块的编号；

一级控制模块将常规用户的用电电压标记为UC_tk；将常规用户的用电频率标记为HC_tk；以及将常规用户的用电谐波畸变率标记为TC_tk；

根据以下公式计算常规用户的第三工作系数X_t：

其中，k＝1、2、……、p，k为集中器模块的编号；

将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t分别与第一预设安全阈值比较，生成相应的第一预警信息；

若所述第一工作系数D_t、所述第二工作系数Z_t及所述第三工作系数X_t都小于或等于第一预设安全阈值，则判定第一预警信息为正常，一级控制模块发送绿色显示指令至一级预警显示模块；当第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t任意一个大于第一预设安全阈值，则判定第一预警信息为异常，一级控制模块发送红色显示指令至一级预警显示模块并发送智能监控指令至一级智能终端模块，以及将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t发送至二级控制模块。

一级智能终端模块(镇调智能终端模块)，用于向所述一级控制模块发送控制指令，并反馈所述一级控制模块的状态。

一级预警显示模块(镇调预警显示模块)，用于对所述一级控制模块生成的第一预警信息进行显示；当第一预警信息为正常时，显示一级控制模块发送的绿色显示指令；当第一预警信息为异常时，显示一级控制模块发送的红色显示指令。

一级数据存储模块(镇调数据存储模块)，用于存储所述一级控制模块接收的用电电压、用电频率及用电谐波；以及存储所述一级控制模块生成的判别系数及第一预警信息；可以理解的，存储大型专变用户的用电电压UA_ti、大型专变用户的用电频率HA_ti、大型专变用户的用电谐波畸变率TA_ti、中小型专变用户的用电电压UB_tj、中小型专变用户的用电频率HB_tj、中小型专变用户的用电谐波畸变率TB_tj、常规用户的用电电压UC_tk、常规用户的用电频率HC_tk、常规用户的用电谐波畸变率TC_tk、第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t、第三工作系数X_t及第一预警信息。

一级备用存储模块(镇调备用存储模块)，用于定时对所述一级数据存储模块(镇调数据存储模块)中的数据进行备份。

二级采集模块(县级采集模块)，用于将所述判别系数与第二预设安全阈值比较得到第二预警信息，将所述第二预警信息进行显示并将所述判别系数发送给三级采集模块；其中所述第二预警信息包括正常或异常；

具体实施例中，所述二级采集模块(县级采集模块)包括：

二级控制模块(县调控制模块)，用于根据从所述一级控制模块接收的用电电压、用电频率、用电谐波及判别系数，并通过判别系数与第二预设安全阈值比较生成第二预警信息；可以理解的，二级控制模块接收第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t；将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t分别与第二预设安全阈值比较，生成相应的第二预警信息；若第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t都小于等于第二预设安全阈值，则判定第二预警信息为正常，二级控制模块发送绿色显示指令至二级预警显示模块；当第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t任意一个大于第二预设安全阈值，则判定第二预警信息为异常，二级控制模块发送红色显示指令至二级预警显示模块并发送智能监控指令至二级智能终端模块，以及将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t发送至三级控制模块。

二级智能终端模块(县调智能终端模块)，用于向所述二级控制模块发送控制指令，并反馈所述二级控制模块的状态。

二级预警显示模块(县调预警显示模块)，用于对所述二级控制模块生成的第二预警信息进行显示；当第二预警信息为正常时，显示二级控制模块发送的绿色显示指令；当第二预警信息为异常时，显示二级控制模块发送的红色显示指令。

二级数据存储模块(县调数据存储模块)，用于存储所述二级控制模块接收的用电电压、用电频率及用电谐波；以及存储所述二级控制模块生成的判别系数及第二预警信息；可以理解的，存储大型专变用户的用电电压UA_ti、大型专变用户的用电频率HA_ti、大型专变用户的用电谐波畸变率TA_ti、中小型专变用户的用电电压UB_tj、中小型专变用户的用电频率HB_tj、中小型专变用户的用电谐波畸变率TB_tj、常规用户的用电电压UC_tk、常规用户的用电频率HC_tk、常规用户的用电谐波畸变率TC_tk、第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t，还存储第一预警信息、第二预警信息。

二级备用存储模块(县调备用存储模块)，用于定时对所述二级数据存储模块中的数据进行备份。

三级采集模块(地级采集模块)，用于将所述判别系数与第三预设安全阈值比较得到第三预警信息，将所述第三预警信息进行显示和存储；其中所述第三预警信息包括正常或异常；

具体实施例中，所述三级采集模块(地级采集模块)包括：

三级控制模块(地调控制模块)，用于根据从所述二级控制模块接收的用电电压、用电频率、用电谐波及判别系数，并通过判别系数与第三预设安全阈值比较生成第三预警信息；可以理解的，三级控制模块接收第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t；将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t分别与第三预设安全阈值比较，生成相应的第三预警信息；若第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t都小于等于第三预设安全阈值，则判定第三预警信息为正常，三级控制模块发送绿色显示指令至三级预警显示模块；当第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t任意一个大于第三预设安全阈值，则判定第三预警信息为异常，三级控制模块发送红色显示指令至三级预警显示模块并发送智能监控指令至三级智能终端模块，以及将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t、第三工作系数X_t及第三预警信息存储至三级数据存储模块。

三级智能终端模块(地调智能终端模块)，用于向所述三级控制模块发送控制指令，并反馈所述三级控制模块的状态；

三级预警显示模块(地调预警显示模块)，用于对所述三级控制模块生成的第三预警信息进行显示；当第三预警信息为正常时，显示三级控制模块发送的绿色显示指令；当第三预警信息为异常时，显示三级控制模块发送的红色显示指令。

三级数据存储模块(地调数据存储模块)，用于存储所述三级控制模块接收的用电电压、用电频率及用电谐波；以及存储所述三级控制模块生成的判别系数及第三预警信息；可以理解的，存储大型专变用户的用电电压UA_ti、大型专变用户的用电频率HA_ti、大型专变用户的用电谐波畸变率TA_ti、中小型专变用户的用电电压UB_tj、中小型专变用户的用电频率HB_tj、中小型专变用户的用电谐波畸变率TB_tj、常规用户的用电电压UC_tk、常规用户的用电频率HC_tk、常规用户的用电谐波畸变率TC_tk、第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t、第三工作系数X_t及第一预警信息、第二预警信息及第三预警信息。

三级备用存储模块(地调备用存储模块)，用于定时对所述三级数据存储模块中的数据进行备份。

遥感预警模块，用于通过卫星图像对监测区域的自然灾害进行预警；所述遥感预警模块内至少设置卫星数据获取单元和图像处理单元，其中，所述卫星数据获取单元，用于获取通过卫星采集的图像数据；所述图像处理单元，用于分析卫星采集的数据是否会发生自然灾害；具体实施例中，卫星数据获取单元每四小时从资源卫星应用中心获取监测区域的卫星数据，并将获取的数据标记为O_z，z＝1、2、……、6；图像处理单元对获取的遥感影像进行预处理，预处理包括图像裁剪、辐射定标、正射校正、大气校正和图像融合，对处理完之后的图像进行逐像素点的光谱信息统计；将图像的光谱统计结果与现有自然灾害光谱库中的洪涝、山洪、台风、地震的光谱信息进行比较，若图像中像素点的光谱信息与洪涝光谱信息吻合度超过75％以上，则将该像素点方圆5个像素点记为洪涝区域，将其标记为H；若图像中像素点的光谱信息与山洪光谱信息吻合度超过75％以上，则将该像素点方圆5个像素点记为山洪区域，将其标记为S；若图像中像素的光谱信息点与台风光谱信息吻合度超过75％以上，则将该像素点方圆5个像素点记为台风区域，将其标记为T；若图像中像素点的光谱信息与地震光谱信息吻合度超过75％以上，则将该像素点方圆5个像素点记为地震区域，将其标记为D；若图像中像素点的光谱信息与洪涝、山洪、台风、地震的光谱信息的吻合度均为达到75％，则该像素点方圆5个像素点记为正常区域，当正常区域与自然灾害区域重合时，将重合区域标记为对应的自然灾害区域；将图像标记结果通过地调控制模块发送至显示设备。

如图2所示，为本发明提供的一种电力自动化分布式信息采集方法的一个实施例的示意图,该方法依靠所述电力自动化分布式信息采集系统进行实现。在该实施例中，所述方法包括以下步骤：

步骤S1，用户采集模块通过电压采集节点实时采集用户的用电电压，通过频率采集节点实时采集用户的用电频率，以及通过谐波采集节点采集用户的用电谐波，将所述用电电压、所述用电频率及所述用电谐波发送给一级采集模块；

具体实施例中，通过大型专变采集模块的电压采集节点实时采集大型专变用户的用电电压，将大型专变用户的用电电压标记为UA_t；通过大型专变采集模块的频率采集节点实时采集大型专变用户的用电频率，将大型专变用户的用电频率标记为HA_t；通过大型专变采集模块的谐波采集节点采集大型专变用户的用电谐波，并计算大型专变用户的用电谐波畸变率，将大型专变用户的用电谐波畸变率其标记为TA_t，其中，t为采集的时刻；

通过中小型专变采集模块的电压采集节点实时采集中小型专变用户的用电电压，将中小型专变用户的用电电压标记为UB_t；通过中小型专变采集模块的频率采集节点实时采集中小型专变用户的用电频率，将中小型专变用户的用电频率标记为HB_t；通过中小型专变采集模块的谐波采集节点采集中小型专变用户的用电谐波，并计算中小型专变用户的用电谐波畸变率，将中小型专变用户的用电谐波畸变率标记为TB_t；

通过集中器模块的电压采集节点实时采集常规用户的用电电压，将常规用户的用电电压标记为UC_t；通过集中器模块的频率采集节点实时采集常规用户的用电频率，将常规用户的用电频率标记为HC_t；通过集中器模块的谐波采集节点采集常规用户的用电谐波，并计算常规用户的用电谐波畸变率，将常规用户的用电谐波畸变率标记为TC_t。

步骤S2，一级采集模块接收所述用户采集模块采集的用电电压、用电频率及用电谐波，根据所述用电电压、所述用电频率及所述用电谐波生成所述判别系数，通过所述判别系数与第一预设安全阈值比较得到第一预警信息，将所述第一预警信息进行显示并发送给二级采集模块；其中所述第一预警信息包括正常或异常；

具体实施例中，一级控制模块将大型专变用户的用电电压标记为UA_ti；将大型专变用户的用电频率标记为HA_ti；以及将大型专变用户的用电谐波畸变率标记为TA_ti；

根据以下公式计算大型专变用户的第一工作系数D_t：

其中，i＝1、2、……、n，i为大型专变采集模块的编号；α为特定的比例系数，β为特定的比例系数，γ为特定的比例系数；

一级控制模块将中小型专变用户的用电电压标记为UB_tj；将中小型专变用户的用电频率标记为HB_tj；以及将中小型专变用户的用电谐波畸变率标记为TB_tj；

根据以下公式计算中小型专变用户的第二工作系数Z_t：

其中，j＝1、2、……、m，j表示中小型专变采集模块的编号；

一级控制模块将常规用户的用电电压标记为UC_tk；将常规用户的用电频率标记为HC_tk；以及将常规用户的用电谐波畸变率标记为TC_tk；

根据以下公式计算常规用户的第三工作系数X_t：

其中，k＝1、2、……、p，k为集中器模块的编号；

将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t分别与第一预设安全阈值比较，生成相应的第一预警信息；

若第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t都小于等于第一预设安全阈值，则判定第一预警信息为正常，一级控制模块发送绿色显示指令至一级预警显示模块；当第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t任意一个大于第一预设安全阈值，则判定第一预警信息为异常，一级控制模块发送红色显示指令至一级预警显示模块并发送智能监控指令至一级智能终端模块，以及将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t发送至二级控制模块。

步骤S3，二级采集模块将所述判别系数与第二预设安全阈值比较得到第二预警信息，将所述第二预警信息进行显示并将所述判别系数发送给三级采集模块；其中所述第二预警信息包括正常或异常；

具体实施例中，二级控制模块接收第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t；

将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t分别与第二预设安全阈值比较，生成相应的第二预警信息；

若第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t都小于等于第二预设安全阈值，则判定第二预警信息为正常，二级控制模块发送绿色显示指令至二级预警显示模块；当第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t任意一个大于第二预设安全阈值，则判定第二预警信息为异常，二级控制模块发送红色显示指令至二级预警显示模块并发送智能监控指令至二级智能终端模块，以及将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t发送至三级控制模块。

步骤S4，三级采集模块将所述判别系数与第三预设安全阈值比较得到第三预警信息，将所述第三预警信息进行显示和存储；其中所述第三预警信息包括正常或异常；

具体实施例中，三级控制模块接收第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t；

将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t分别与第三预设安全阈值比较，生成相应的第三预警信息；

若第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t都小于等于第三预设安全阈值，则判定第三预警信息为正常，三级控制模块发送绿色显示指令至三级预警显示模块；当第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t任意一个大于第三预设安全阈值，则判定第三预警信息为异常，三级控制模块发送红色显示指令至三级预警显示模块并发送智能监控指令至三级智能终端模块，以及将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t、第三工作系数X_t及第三预警信息存储至三级数据存储模块。

综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：

本发明提供的电力自动化分布式信息采集系统及方法，分别设置了大型专变采集模块、中小型专变采集模块和集中器模块对不同类型用户的用电数据进行采集，提高了采集效率的同时提高了采集的准确度，保证了对用户数据采集的连续性；分别设置了不同级别的存储模块，保证了对系统采集数据及运行数据的备份保存，避免因各级数据存储模块的损坏导致数据的丢失；上一级的显示模块在接收地指令的同时会显示下一级采集模块的状态，提高了监控能力，准确定位故障的采集线路，及时判断和维修故障的采集线路。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种电力自动化分布式信息采集系统，其特征在于，包括：

用户采集模块，用于通过电压采集节点实时采集用户的用电电压，通过频率采集节点实时采集用户的用电频率，以及通过谐波采集节点采集用户的用电谐波，将所述用电电压、所述用电频率及所述用电谐波发送给一级采集模块；

一级采集模块，用于根据所述用电电压、用电频率及用电谐波生成判别系数，将所述判别系数与第一预设安全阈值比较得到第一预警信息，将所述第一预警信息进行显示并将所述判别系数发送给二级采集模块；其中所述第一预警信息包括正常或异常；

所述一级采集模块包括：一级控制模块，用于根据从所述用户采集模块接收的用电电压、用电频率及用电谐波生成判别系数，并通过判别系数与第一预设安全阈值比较生成第一预警信息；一级控制模块将大型专变用户的用电电压标记为UA_ti；将大型专变用户的用电频率标记为HA_ti；以及将大型专变用户的用电谐波畸变率标记为TA_ti；

根据以下公式计算大型专变用户的第一工作系数D_t：

其中，i∈(1～n)，i为大型专变采集模块的编号；α为特定的比例系数，β为特定的比例系数，γ为特定的比例系数；

一级控制模块将中小型专变用户的用电电压标记为UB_tj；将中小型专变用户的用电频率标记为HB_tj；以及将中小型专变用户的用电谐波畸变率标记为TB_tj；

根据以下公式计算中小型专变用户的第二工作系数Ｚ_ｔ：

其中，j∈(1～m)，j表示中小型专变采集模块的编号；

一级控制模块将常规用户的用电电压标记为UC_tk；将常规用户的用电频率标记为HC_tk；以及将常规用户的用电谐波畸变率标记为TC_tk；

根据以下公式计算常规用户的第三工作系数X_t：

其中，k∈(1～p)，k为集中器模块的编号；

将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t分别与第一预设安全阈值比较，生成相应的第一预警信息；

若第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t都小于等于第一预设安全阈值，则判定第一预警信息为正常，一级控制模块发送绿色显示指令至一级预警显示模块；当第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t任意一个大于第一预设安全阈值，则判定第一预警信息为异常，一级控制模块发送红色显示指令至一级预警显示模块并发送智能监控指令至一级智能终端模块，以及将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t发送至二级控制模块；

二级采集模块，用于将所述判别系数与第二预设安全阈值比较得到第二预警信息，将所述第二预警信息进行显示并将所述判别系数发送给三级采集模块；其中所述第二预警信息包括正常或异常；

所述二级采集模块包括：二级控制模块，用于根据从所述一级控制模块接收的用电电压、用电频率、用电谐波及判别系数，并通过判别系数与第二预设安全阈值比较生成第二预警信息；二级控制模块接收第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t；

将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t分别与第二预设安全阈值比较，生成相应的第二预警信息；

若第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t都小于等于第二预设安全阈值，则判定第二预警信息为正常，二级控制模块发送绿色显示指令至二级预警显示模块；当第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t任意一个大于第二预设安全阈值，则判定第二预警信息为异常，二级控制模块发送红色显示指令至二级预警显示模块并发送智能监控指令至二级智能终端模块，以及将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t发送至三级控制模块；

三级采集模块，用于将所述判别系数与第三预设安全阈值比较得到第三预警信息，将所述第三预警信息进行显示和存储；其中所述第三预警信息包括正常或异常；

所述三级采集模块包括：三级控制模块，用于根据从所述二级控制模块接收的用电电压、用电频率、用电谐波及判别系数，并通过判别系数与第三预设安全阈值比较生成第三预警信息；三级控制模块接收第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t；

将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t分别与第三预设安全阈值比较，生成相应的第三预警信息；

若第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t都小于等于第三预设安全阈值，则判定第三预警信息为正常，三级控制模块发送绿色显示指令至三级预警显示模块；当第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t及第三工作系数X_t任意一个大于第三预设安全阈值，则判定第三预警信息为异常，三级控制模块发送红色显示指令至三级预警显示模块并发送智能监控指令至三级智能终端模块，以及将第一工作系数D_t、第二工作系数Z_t、第三工作系数X_t及第三预警信息存储至三级数据存储模块。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用户采集模块包括：

大型专变采集模块，用于实时采集大型专变用户的用电电压、大型专变用户的用电频率以及大型专变用户的用电谐波；

中小型专变采集模块，用于实时采集中小型专变用户的用电电压、中小型专变用户的用电频率以及中小型专变用户的用电谐波；

集中器模块，用于实时采集常规用户的用电电压、常规用户的用电频率以及常规用户的用电谐波；

备用集中器模块，用于在所述集中器模块无法正常工作时，采集常规用户的用电电压、常规用户的用电频率以及常规用户的用电谐波，所述备用集中器模块与所述集中器模块每两个互相连接；

其中，所述大型专变用户为用电容量在100kVA以上的用户；所述中小型专变用户为用电容量在100kVA以下的非低压用户；所述常规用户为低压商业用户或居民用户。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述一级采集模块还包括：

一级智能终端模块，用于向所述一级控制模块发送控制指令，并反馈所述一级控制模块的状态；

一级预警显示模块，用于对所述一级控制模块生成的第一预警信息进行显示；

一级数据存储模块，用于存储所述一级控制模块接收的用电电压、用电频率及用电谐波；以及存储所述一级控制模块生成的判别系数及第一预警信息；

一级备用存储模块，用于定时对所述一级数据存储模块中的数据进行备份。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述二级采集模块还包括：

二级智能终端模块，用于向所述二级控制模块发送控制指令，并反馈所述二级控制模块的状态；

二级预警显示模块，用于对所述二级控制模块生成的第二预警信息进行显示；

二级数据存储模块，用于存储所述二级控制模块接收的用电电压、用电频率及用电谐波；以及存储所述二级控制模块生成的判别系数及第二预警信息；

二级备用存储模块，用于定时对所述二级数据存储模块中的数据进行备份。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述三级采集模块还包括：

三级智能终端模块，用于向所述三级控制模块发送控制指令，并反馈所述三级控制模块的状态；

三级预警显示模块，用于对所述三级控制模块生成的第三预警信息进行显示；

三级数据存储模块，用于存储所述三级控制模块接收的用电电压、用电频率及用电谐波；以及存储所述三级控制模块生成的判别系数及第三预警信息；

三级备用存储模块，用于定时对所述三级数据存储模块中的数据进行备份；

遥感预警模块，用于通过卫星图像对监测区域的自然灾害进行预警；所述遥感预警模块内至少设置卫星数据获取单元和图像处理单元，其中，所述卫星数据获取单元，用于获取通过卫星采集的图像数据；所述图像处理单元，用于分析卫星采集的数据是否会发生自然灾害。

6.一种电力自动化分布式信息采集方法，基于如权利要求1-5任一所述的系统进行实现，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，用户采集模块通过电压采集节点实时采集用户的用电电压，通过频率采集节点实时采集用户的用电频率，以及通过谐波采集节点采集用户的用电谐波，将所述用电电压、所述用电频率及所述用电谐波发送给一级采集模块；

步骤S2，一级采集模块接收所述用户采集模块采集的用电电压、用电频率及用电谐波，根据所述用电电压、所述用电频率及所述用电谐波生成所述判别系数，通过所述判别系数与第一预设安全阈值比较得到第一预警信息，将所述第一预警信息进行显示并发送给二级采集模块；其中所述第一预警信息包括正常或异常；

步骤S3，二级采集模块将所述判别系数与第二预设安全阈值比较得到第二预警信息，将所述第二预警信息进行显示并将所述判别系数发送给三级采集模块；其中所述第二预警信息包括正常或异常；

步骤S4，三级采集模块将所述判别系数与第三预设安全阈值比较得到第三预警信息，将所述第三预警信息进行显示和存储；其中所述第三预警信息包括正常或异常。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

通过大型专变采集模块的电压采集节点实时采集大型专变用户的用电电压，将大型专变用户的用电电压标记为UA_t；通过大型专变采集模块的频率采集节点实时采集大型专变用户的用电频率，将大型专变用户的用电频率标记为HA_t；通过大型专变采集模块的谐波采集节点采集大型专变用户的用电谐波，并计算大型专变用户的用电谐波畸变率，将大型专变用户的用电谐波畸变率其标记为TA_t，其中，t为采集的时刻；

通过中小型专变采集模块的电压采集节点实时采集中小型专变用户的用电电压，将中小型专变用户的用电电压标记为UB_t；通过中小型专变采集模块的频率采集节点实时采集中小型专变用户的用电频率，将中小型专变用户的用电频率标记为HB_t；通过中小型专变采集模块的谐波采集节点采集中小型专变用户的用电谐波，并计算中小型专变用户的用电谐波畸变率，将中小型专变用户的用电谐波畸变率标记为TB_t；

通过集中器模块的电压采集节点实时采集常规用户的用电电压，将常规用户的用电电压标记为UC_t；通过集中器模块的频率采集节点实时采集常规用户的用电频率，将常规用户的用电频率标记为HC_t；通过集中器模块的谐波采集节点采集常规用户的用电谐波，并计算常规用户的用电谐波畸变率，将常规用户的用电谐波畸变率标记为TC_t。

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