CN112881840A - 一种台区供电状态监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种台区供电状态监测方法及系统。台区供电状态监测方法包括：根据第一过零检测信息判断从节点是否发生停电故障，若从节点发生停电故障则生成第一停电故障信息，若从节点未发生停电故障，则根据用户节点的用电电流和用电电压计算并生成用电负载信息，若从节点未发生停电故障，则采用电力载波或无线通信的方式上报用电负载信息，若从节点发生停电故障则通过无线通信的方式上报第一停电故障信息。本发明提出的台区供电状态监测方法可以通过第一过零检测信息判断从节点是否发生停电故障，当从节点发生停电故障时，可以通过无线通信的方式将停电事件上报至上一级节点，使相关人员可以及时获知从节点的停电事件，提高了供电可靠性。

Description

一种台区供电状态监测方法及系统

技术领域

本发明涉及电网技术，尤其涉及一种台区供电状态监测方法及系统。

背景技术

现有的智能电表与用电信息采集系统暂不具备停电上报功能，在小区楼栋的配电箱停电时，只能根据停电用户拨打的投诉电话来确定发生停电故障以及确定停电故障发生的位置。现有用电信息采集系统给用户的体验较差，供电公司在用户投诉前无法了解故障位置与原因，难以及时制定对应的处理方案。

发明内容

本发明提供一种台区供电状态监测方法及系统，以达到可以监测并自动上报停电故障事件的目的。

第一方面，本发明提供了一种台区供电状态监测方法，包括：

根据第一过零检测信息判断从节点是否发生停电故障，若所述从节点发生停电故障则生成第一停电故障信息，若所述从节点未发生停电故障，则根据用户节点的用电电流和用电电压计算并生成用电负载信息，

若所述从节点未发生停电故障，则采用电力载波或无线通信的方式上报所述用电负载信息，若所述从节点发生停电故障则通过无线通信的方式上报所述第一停电故障信息。

进一步的，还包括采集第二停电故障信息，所述第二停电故障信息表示用户节点发生停电故障，

若所述从节点发生停电故障且所述用户节点发生停电故障，则根据所述第一停电故障信息以及所述第二停电故障信息生成停电事件上报信息；

若所述从节点未发生停电故障且所述用户节点发生停电故障，则根据所述第二停电故障信息生成所述停电事件上报信息。

进一步的，还包括采集第一电压信息，根据所述第一电压信息以及所述第一过零检测信息判断所述从节点是否发生停电故障。

进一步的，所述第一过零检测信息包括所述从节点的第一标识。

第二方面，本发明还提供了一种台区供电状态监测系统，包括从节点，所述从节点与三相电线相连接，

所述从节点配置有第一控制器，所述第一控制器配置有电力载波通信模块和无线通信模块，

所述第一控制器用于根据第一过零检测信息判断所述从节点是否发生停电故障，若发生停电故障则生成第一停电故障信息，若所述从节点未发生停电故障，则根据用户节点的用电电流和用电电压计算并生成用电负载信息，

若所述从节点未发生停电故障，则所述第一控制器通过所述电力载波通信模块或所述无线通信模块上报所述用电负载信息，若所述从节点发生停电故障则通过所述无线通信模块上报所述第一停电故障信息。

进一步的，所述第一控制器还用于采集第一电压信息，根据所述第一电压信息以及所述第一过零检测信息判断所述从节点是否发生停电故障。

进一步的，所述第一过零检测信息包括所述从节点的第一标识。

进一步的，还包括用户节点，所述用户节点与所述三相电线的一相相连接，

所述用户节点配置有第二控制器，所述第二控制器根据第二过零检测信息判断用户节点是否发生停电故障，

所述第二控制器与所述第一控制器通信连接，若所述用户节点发生停电故障则所述第二控制器生成并向所述第一控制器发送第二停电故障信息，

所述第一控制器还用于若所述从节点发生停电故障且所述用户节点发生停电故障，则根据所述第一停电故障信息以及所述第二停电故障信息生成停电事件上报信息；

若所述从节点未发生停电故障且所述用户节点发生停电故障，则根据所述第二停电故障信息生成所述停电事件上报信息。

进一步的，所述第二控制器还用于采集第二电压信息，根据所述第二电压信息以及所述第二过零检测信息判断所述用户节点是否发生停电故障。

进一步的，所述第二过零检测信息包括所述用户节点的第二标识。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提出的台区供电状态监测方法中，通过第一过零检测信息判断从节点是否发生停电故障，当从节点发生停电故障时，可以通过无线通信的方式将停电事件上报至上一级节点，使相关人员可以及时获知从节点的停电事件，进而第一时间进行故障排查和维修，以减少故障停电时间，提高供电可靠性。

附图说明

图1是实施例中的台区供电状态监测方法流程图；

图2是实施例中的另一种台区供电状态监测方法流程图；

图3是实施例中的台区供电状态监测系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是实施例中的台区供电状态监测方法流程图，参考图1，台区供电状态监测方法包括：

S101.根据第一过零检测信息判断从节点是否发生停电故障，若从节点发生停电故障则生成第一停电故障信息，若从节点未发生停电故障，则根据用户节点的用电电流和用电电压计算并生成用电负载信息。

示例性的，本实施例中，从节点可以为配电线路中表箱或者塑壳开关所在的节点，用户节点指用户端，从节点发生停电故障指上一级节点经过表箱或塑壳开关至用户端之间的线路段失电。

示例性的，步骤中，从节点的上一级节点为台区智能终端。

示例性的，本步骤中，通过过零检测的方式判断从节点是否发生停电故障，可选的，从节点处配置有控制器和交流电过零检测装置，交流电过零检测装置用于检测一相配电线路的信号过零时间。当配电线路正常供电时，交流信号相邻两个过零点之间的时间间隔相对固定，若无法检测过零点以及相邻过零点之间的时间间隔或者相邻过零点之间的时间间隔大于设定的阈值(例如设定为相邻两个过零点之间时间间隔的三倍)时，则判断从节点发生停电故障。

示例性的，本步骤中，控制器可以接收交流电过零检测装置发送的第一过零检测信息，即相邻过零点之间的时间间隔，若相邻过零点之间的时间间隔异常则控制器判断从节点发生停电故障。

示例性的，本步骤中，用户节点配置有电表，电表可以向从节点中的控制器发送用户的用电情况，包括用户的用电电流和用电电压，控制器可以根据单个用户的用电电流和用电电压计算该用户的用电负载，综合多个用户的用电负载可以生成该从节点的用电负载信息。

作为一种可实施方案，本步骤中，判断从节点是否发生停电故障时还可以包括采集第一电压信息，根据第一电压信息以及第一过零检测信息判断从节点是否发生停电故障。

示例性的，第一电压信息为控制器或者交流电过零检测装置供电端口处的供电电压，若供电端口处的供电电压发生明显下降则说明从节点可能发生停电故障，通过第一电压信息以及第一过零检测信息判断从节点是否发生停电故障，可以提高判定发生停电故障时的准确性。

示例性的，作为一种可实施方案，本步骤中，第一过零检测信息还可以包括从节点的第一标识。

示例性的，配电网络中可以包括多个从节点，相应的，上一级节点经过各从节点至用户端之间包含多段线路段。本步骤中，每个从节点中的交流电过零检测装置可以配置一个唯一的标识ID，过零检测装置向控制器发送第一过零检测信息包括该过零检测装置检测的相邻过零点之间的时间间隔以及该过零检测装置的标识ID，进而当从节点发生停电故障时，控制器生成的第一停电故障信息可以包括该从节点配置的过零检测装置的标识ID，使得上一级节点接收到第一停电故障信息可以获取具体是哪个从节点发生了停电故障，便于快速的进行故障定位。

S102.若从节点未发生停电故障，则采用电力载波或无线通信的方式上报用电负载信息，若从节点发生停电故障则通过无线通信的方式上报第一停电故障信息。

示例性的，本步骤中，从节点与上一级节点通信连接，从节点可以通过电力载波通信或者无线通信的方式与台区智能终端进行数据交互。

示例性的，电力载波属于有线通信技术，其信道特征受配电网网络结构、用电负荷大小、干扰和噪声等因素影响，而无线通信技术受地理环境、天气因素影响较大，由于二者信道特征具有互补特性，因此同时配置两种通信方式可以提高从节点与上一级节点之间通信的可靠性。

本实施例中，通过第一过零检测信息判断从节点是否发生停电故障，当从节点发生停电故障时，可以通过无线通信的方式将停电事件上报至上一级节点，使相关人员可以及时获知从节点的停电事件，进而第一时间进行故障排查和维修，以减少故障停电时间，提高供电可靠性。

图2是实施例中的另一种台区供电状态监测方法流程图，参考图2，作为一种可实施方案，台区供电状态监测方法可以为：

S201.根据第一过零检测信息判断从节点是否发生停电故障，若从节点发生停电故障则生成第一停电故障信息，若从节点未发生停电故障，则根据用户节点的用电电流和用电电压计算并生成用电负载信息。

S202.采集用户节点发生停电故障时生成的第二停电故障信息。

示例性的，本步骤中，用户节点发生停电故障指配电线路中表箱或塑壳开关至用户端之间的线路段失电。

示例性的，本步骤中，用户节点处配置有控制器和交流电过零检测装置，交流电过零检测装置用于检测用户端供电线路的信号过零时间。控制器用于根据信号过零时间判断用户节点是否发生停电故障，当发生停电故障时生成第二停电故障信息。

本步骤中，用户节点处的控制器与从节点处的控制器通信连接，当用户节点发生停电故障时，从节点的控制器可以接收用户节点控制器发送的第二停电故障信息。

示例性的，本步骤中，用户节点的控制器通过无线通信的方式向从节点发送第二停电故障信息。

S203.若从节点发生停电故障且用户节点发生停电故障，则根据第一停电故障信息以及第二停电故障信息生成停电事件上报信息；若从节点未发生停电故障且用户节点发生停电故障，则根据第二停电故障信息生成停电事件上报信息。

示例性的，本步骤中，从节点的控制器可以整合从节点的第一停电故障信息以及用户节点的第二停电故障信息，进行生成停电事件上报信息。

具体的，当从节点发生停电故障且用户节点未发生停电故障时，停电事件上报信息包括第一停电故障信息，当从节点未发生停电故障且用户节点发生停电故障时，停电事件上报信息包括第二停电故障信息，当从节点发生停电故障且用户节点发生停电故障时，停电事件上报信息包括第一停电故障信息和第二故障信息。

示例性的，第一停电故障信息用于表示从节点发生停电故障，第二停电故障信息用于表示用户节点发生停电故障。

示例性的，本步骤中，从节点用于向上一级节点发送停电事件上报信息。通过停电事件上报信息，相关人员可以准确的知晓配电线路中各级节点的故障状态，减少故障定位的时间。

实施例二

图3是实施例中的台区供电状态监测系统结构示意图，参考图3，本实施例提出一种台区供电状态监测系统，包括从节点100，从节点100与三相电线相连接。从节点100配置有第一控制器，第一控制器配置有电力载波通信模块和无线通信模块。

参考图3，台区供电状态监测系统还包括用户节点200和主节点300，从节点100分别与用户节点200以及主节点通信连接。

台区供电状态监测系统的工作过程包括：

步骤1.第一控制器根据第一过零检测信息判断从节点100是否发生停电故障，若发生停电故障则生成第一停电故障信息，若从节点未发生停电故障，则根据用户节点的用电电流和用电电压计算并生成用电负载信息。

示例性的，从节点100为配电线路的塑壳开关，用户节点200为配电线路中的用户端的电表，电表与三相电线的一相相连接，主节点300为台区智能终端。

示例性的，本实施例中，台区智能终端安装于配电站室、箱变或柱上台变处，其可以配置对配电变压器、0.4kV低压设备、无功补偿设备的运行监测和本地控制功能，也可以配置对电动汽车充电桩、电采暖设备、分布式电源等负荷信息运行监测与本地控制调节功能。

具体的，台区智能终端配置的功能包括：

配变监测：对台区电压、电流、温度等实时数据采集和上传。

自动抄表：台区总表采集，获得台区精细化运行数据。可扩展宽带载波抄读用户电表数据。

台区设备监控：对台区馈线开关、漏电开关等设备自动监控。

无功补偿控制：无功补偿装置设备信息实时采集和自动投切。

示例性的，从节点发生停电故障指主节点经过塑壳开关至用户端之间的线路段失电。

示例性的，用户节点200配置有电表，电表可以向第一控制器发送用户的用电情况，包括用户的用电电流和用电电压，第一控制器可以根据单个用户的用电电流和用电电压计算该用户的用电负载，综合多个用户的用电负载可以生成该从节点100的用电负载信息。

示例性的，从节点100还配置有第一交流电过零检测装置，第一交流电过零检测装置用于检测一相配电线路的信号过零时间。若第一交流电过零检测装置无法检测过零点以及相邻过零点之间的时间间隔或者相邻过零点之间的时间间隔大于设定的阈值时，则从节点100发生停电故障。

示例性的，本步骤中，第一交流电过零检测装置线第一控制器发送第一过零检测信息，即相邻过零点之间的时间间隔，若相邻过零点之间的时间间隔异常则第一控制器判断从节点100发生停电故障。

作为一种可实施方案，第一控制器还用于采集第一电压信息，第一控制器根据第一电压信息以及第一过零检测信息判断从节点100是否发生停电故障。

示例性的，第一电压信息为第一控制器或者第一交流电过零检测装置供电端口处的供电电压，若供电端口处的供电电压发生明显下降则说明从节点100可能发生停电故障。

示例性的，作为一种可实施方案，本步骤中，第一过零检测信息还可以包括从节点100的第一标识。

示例性的，配电网络中可以包括多个从节点100，相应的，主节点经过各从节点至用户端之间包含多段线路段。本步骤中，每个从节点100中的第一交流电过零检测装置可以配置一个唯一的标识ID，第一过零检测装置向第一控制器发送的第一过零检测信息包括该第一过零检测装置检测的相邻过零点之间的时间间隔以及该第一过零检测装置的标识ID，进而当从节点100发生停电故障时，第一控制器生成的第一停电故障信息可以包括该从节点100配置的第一过零检测装置的标识ID，使得主节点300接收到第一停电故障信息可以获取具体是哪个从节点100发生了停电故障，便于快速的进行故障定位。

步骤2.若从节点100未发生停电故障，则第一控制器通过电力载波通信模块或无线通信模块上报用电负载信息，若从节点100发生停电故障则通过无线通信模块上报第一停电故障信息。

示例性的，本步骤中，从节点100向主节点300上报用电负载信息或者第一停电故障信息。

示例性的，本实施例中，电力载波通信模块、无线通信模块可以采用双模模块LME2981替代，LME2981集成单片双模通信芯片，PLC部分采用窄带高速电力线载波技术gPLC，基于OFDM技术研发的，链路采用CSMA冲突检测、路由层基于IP的并发路由。微功率无线部分支持425-525MHz频段，支持FSK/GFSK调制和解调，符合802.15.4g规范，芯片内置+20dBm功放。利用LME2981便于形成自组网络。

示例性的，本实施例中，主节点300中可配置双模模块的主模块，从节点100中可以配置双模模块的从模块，双模模块的电容在失电60秒内能保证通信正常，当从节点100发生停电故障时，可以有效的上报第一停电故障信息。

作为一种可实施方案，用户节点200配置有第二控制器，第二控制器与第一控制器通信连接，第二控制器根据第二过零检测信息判断用户节点是否发生停电故障。

示例性的，用户节点发生停电故障指配电线路中塑壳开关至用户端之间的线路段失电。

台区供电状态监测系统的工作过程包括：

步骤1.第一控制器根据第一过零检测信息判断从节点100是否发生停电故障，若发生停电故障则生成第一停电故障信息，若从节点未发生停电故障，则根据从节点的用电电流和用电电压计算并生成用电负载信息。

步骤2.第二控制器根据第二过零检测信息判断用户节点200是否发生停电故障，若发生停电故障则生成第二停电故障信息。

示例性的，用户节点200还配置有第二交流电过零检测装置，第二交流电过零检测装置用于检测一相配电线路的信号过零时间，第二交流电过零检测装置线第二控制器发送第二过零检测信息，即相邻过零点之间的时间间隔，若相邻过零点之间的时间间隔异常则第二控制器判断用户节点200发生停电故障，若用户节点发生停电故障则第二控制器生成并向第一控制器发送第二停电故障信息。

作为一种可实施方案，第二控制器还用于采集第二电压信息，根据第二电压信息以及第二过零检测信息判断用户节点200是否发生停电故障。

第二电压信息为第二控制器或者第二交流电过零检测装置供电端口处的供电电压，若供电端口处的供电电压发生明显下降则说明用户节点200可能发生停电故障。通过第二电压信息以及第二过零检测信息判断用户节点200是否发生停电故障，可以提高判定发生停电故障时的准确性。

作为一种可实施方案，第二过零检测信息包括用户节点200的第二标识。示例性的，一个从节点100可以适配多个用户节点200，本步骤中，每个用户节点200中的第二交流电过零检测装置可以配置一个唯一的标识ID，第二过零检测装置向第二控制器发送的第二过零检测信息包括该第二过零检测装置检测的相邻过零点之间的时间间隔以及该第二过零检测装置的标识ID，进而当用户节点200发生停电故障时，第二控制器生成的第二停电故障信息可以包括该用户节点200配置的第二过零检测装置的标识ID，使得从节点300接收到第二停电故障信息可以获取具体是哪个用户节点200发生了停电故障，便于快速的进行故障定位。

步骤3.第一控制器生成停电事件上报信息，第一控制器向主节点300上报停电事件上报信息。

示例性的，本步骤中，若从节点100发生停电故障且用户节点200发生停电故障，则第一控制器根据第一停电故障信息以及第二停电故障信息生成停电事件上报信息；若从节点100未发生停电故障且用户节点200发生停电故障，则第一控制器根据第二停电故障信息生成停电事件上报信息；若从节点100发生停电故障且用户节点200未发生停电故障，则第一控制器根据第一停电故障信息生成停电事件上报信息。

示例性的，本实施例中，主节点300的上一级节点为配电主站，配电主站安装在供电局，其用于对所有台区智能终端的管理，实时监控配电线路、设备的运行情况，记录配电线路历史运行及异常情况，便于供电公司对台区的运行情况进行全面了解。

本实施例提出的台区供电状态监测系统具备停电上报事件功能，当停电故障发生时，调度人员可以根据停电事件上报信息第一时间对停电故障进行分析判断，判定故障发生的位置，可以在客户投诉前，提前安排电力维护人员到达现场进行抢修，与通过投诉电话来确定用户停电事件的方法相比，采用智能台区系统实现停电主动上报，具有更高自动化水平，提高了供电可靠性，降低了故障处理时间，可以提升客户满意度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种台区供电状态监测方法，其特征在于，包括：

根据第一过零检测信息判断从节点是否发生停电故障，若所述从节点发生停电故障则生成第一停电故障信息，若所述从节点未发生停电故障，则根据用户节点的用电电流和用电电压计算并生成用电负载信息；

若所述从节点未发生停电故障，则采用电力载波或无线通信的方式上报所述用电负载信息，若所述从节点发生停电故障则通过无线通信的方式上报所述第一停电故障信息。

2.如权利要求1所述的台区供电状态监测方法，其特征在于，还包括采集第二停电故障信息，所述第二停电故障信息表示用户节点发生停电故障；

若所述从节点发生停电故障且所述用户节点发生停电故障，则根据所述第一停电故障信息以及所述第二停电故障信息生成停电事件上报信息；

若所述从节点未发生停电故障且所述用户节点发生停电故障，则根据所述第二停电故障信息生成所述停电事件上报信息。

3.如权利要求1所述的台区供电状态监测方法，其特征在于，还包括采集第一电压信息，根据所述第一电压信息以及所述第一过零检测信息判断所述从节点是否发生停电故障。

4.如权利要求2所述的台区供电状态监测方法，其特征在于，所述第一过零检测信息包括所述从节点的第一标识。

5.一种台区供电状态监测系统，其特征在于，包括从节点，所述从节点与三相电线相连接；

所述从节点配置有第一控制器，所述第一控制器配置有电力载波通信模块和无线通信模块；

所述第一控制器用于根据第一过零检测信息判断所述从节点是否发生停电故障，若发生停电故障则生成第一停电故障信息，若所述从节点未发生停电故障，则根据用户节点的用电电流和用电电压计算并生成用电负载信息；

若所述从节点未发生停电故障，则所述第一控制器通过所述电力载波通信模块或所述无线通信模块上报所述用电负载信息，若所述从节点发生停电故障则通过所述无线通信模块上报所述第一停电故障信息。

6.如权利要求5所述的台区供电状态监测系统，其特征在于，所述第一控制器还用于采集第一电压信息，根据所述第一电压信息以及所述第一过零检测信息判断所述从节点是否发生停电故障。

7.如权利要求5所述的台区供电状态监测系统，其特征在于，所述第一过零检测信息包括所述从节点的第一标识。

8.如权利要求5所述的台区供电状态监测系统，其特征在于，还包括用户节点，所述用户节点与所述三相电线的一相相连接；

所述用户节点配置有第二控制器，所述第二控制器根据第二过零检测信息判断用户节点是否发生停电故障；

所述第二控制器与所述第一控制器通信连接，若所述用户节点发生停电故障则所述第二控制器生成并向所述第一控制器发送第二停电故障信息；

所述第一控制器还用于若所述从节点发生停电故障且所述用户节点发生停电故障，则根据所述第一停电故障信息以及所述第二停电故障信息生成停电事件上报信息；

若所述从节点未发生停电故障且所述用户节点发生停电故障，则根据所述第二停电故障信息生成所述停电事件上报信息。

9.如权利要求8所述的台区供电状态监测系统，其特征在于，所述第二控制器还用于采集第二电压信息，根据所述第二电压信息以及所述第二过零检测信息判断所述用户节点是否发生停电故障。

10.如权利要求9所述的台区供电状态监测系统，其特征在于，所述第二过零检测信息包括所述用户节点的第二标识。

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