CN116388387A - 一种电网设备在线监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电网设备在线监测方法及系统，包括：当远程通信出现异常时，发送端广播异常信号；接收端接收到异常信号，与发送端进行通信验证；通信验证通过后，发送端与接收端建立临时通信，发送端将监测数据与异常信号发送至接收端，由接收端上传至控制中心。本发明提供的一种电网设备在线监测方法及系统，当电网设备在线监测装置的远程通信出现异常时，通过与周边电网设备建立临时通信，可以将实时监测数据和故障信息通过通信状况良好的设备发出，保证了实时监测信息的及时上传和故障情况的及时上报。
Description
技术领域
本发明涉及在线监测技术领域，尤其涉及一种电网设备在线监测方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
设置于野外无人环境的电网设备，如电力杆塔、配电房、变电站、变压器、高、低压柜等，由于无法实现日常的人工巡检，需要设置在线监测装置，24小时不间断监测设备的运行情况，并将监测数据实时上传至控制中心或云端，以便当发现异常时，工作人员能够及时快速定位异常设备，在需要时及时前往现场进行检修维护。
目前安装在电网设备上的在线监测装置，通常通过GPRS、4G或5G等方式，直接向远端控制中心进行远程通信，上传数据。但这种方式对基站的依赖性较强。当遇到基站信号不好、信号波动，或因突发自然灾害或人为因素导致基站故障，无法进行数据传输时，控制中心便无法及时获得依赖故障基站进行数据传输的电网设备的实时监测信息。另外，当监测装置自身的GPRS、4G或5G等远程通信模块出现偶发故障时，也无法及时将实时监测信息进行上传。
发明内容
有鉴于此，为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种电网设备在线监测方法及系统，当电网设备在线监测装置的远程通信出现异常时，通过与周边电网设备建立临时通信，可以将实时监测数据和故障信息通过通信状况良好的设备发出，保证了实时监测信息的及时上传和故障情况的及时上报。
本发明的第一方面，提供了一种电网设备在线监测方法，包括：
当远程通信出现异常时，发送端广播异常信号；
接收端接收异常信号，与发送端进行通信验证；
通信验证通过后，发送端与接收端建立临时通信，发送端将监测数据与异常信号发送至接收端，由接收端上传至控制中心。
进一步的技术方案，所述异常信号由异常通信标识、验证符和时间戳组成。
进一步的技术方案，所述验证符为随机生成的设定长度的字符串。
进一步的技术方案，所述接收端接收到异常信号，与发送端进行通信验证，具体为：
当接收端接收到异常信号后，向发送端发送验证信号，所述验证信号包括验证标识、验证码和时间戳；
发送端接收验证信号，将验证符与验证码进行匹配，若匹配结果无误，则完成通信验证。
进一步的技术方案，所述验证码由验证符经设定规则运算得到。
进一步的技术方案，所述验证信号还包括定位信息。
进一步的技术方案，还包括：当多个接收端均与发送端完成通信验证时，发送端根据自身定位信息与多个接收端发送的验证信号中的定位信息进行比较，选择建立临时通信的接收端。
本发明的第二方面，提供了一种电网设备在线监测系统，包括配置在发送端的发送模块、第一数据传输模块和配置在接收端的接收验证模块、第二数据传输模块；
发送模块，被配置为当远程通信出现异常时，广播异常信号；
接收验证模块，被配置为接收异常信号，与发送模块进行通信验证；
第一数据传输模块，被配置为当通信验证通过后，将发送端的监测数据与异常信号发送至接收端；
第二数据传输模块，被配置为接收发送端发送的监测数据与异常信号，并上传至控制中心。
本发明的第三方面，提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的电网设备在线监测方法中的步骤。
本发明的第四方面，提供一种计算机设备。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的电网设备在线监测方法中的步骤。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
本发明提供了一种电网设备在线监测方法及系统，当电网设备在线监测装置的GPRS、4G或5G等远程通信出现异常时，通过与周边电网设备建立临时通信，可以将实时监测数据和故障信息通过通信状况良好的设备发出，保证了实时监测信息的及时上传和故障情况的及时上报。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本发明实施例一的一种电网设备在线监测方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种电网设备在线监测方法及系统，当电网设备在线监测装置的远程通信出现异常时，通过与周边电网设备建立临时通信，可以将实时监测数据和故障信息通过通信状况良好的设备发出，保证了实时监测信息的及时上传和故障情况的及时上报。
实施例一
如图1所示，本实施例提供了一种电网设备在线监测方法，包括：
当远程通信出现异常时，发送端广播异常信号；
接收端接收异常信号，与发送端进行通信验证；
通信验证通过后，发送端与接收端建立临时通信，发送端将监测数据与异常信号发送至接收端，由接收端上传至控制中心。
其中，所述异常信号由异常通信标识、验证符和时间戳组成；所述验证符为随机生成的设定长度的字符串。
电网设备在线监测过程中，需要对监测数据实时上传，从而保证控制中心能够及时获取各设备的实时监测数据。尤其是随着配电网系统的不断完善，偏远山区以及人迹罕至地区的输电系统中，存在着数量庞大的电力杆塔及配电房、变压器、电气柜等电网设备，无法通过传统日常人工巡检方式进行监测，需要通过在线监测装置进行实时数据监测，包括但不限于设备运行状态、设备健康度、设备位置姿态、环境信息等信息。
现有在线监测装置通常通过远程通信的方式，如GPRS、4G或5G，将监测数据实时上传至控制中心，但这种通信方式依赖于远程通信的稳定性，如发生信号波动、基站故障或装置本身的GPRS、4G或5G模块故障时，无法实现实时数据上传。
因此，本实施例提出在现有技术的基础上，在在线监测装置中额外设置一个应急通信单元，负责当一个在线监测装置的远程通信出现异常时，可以与其他在线监测装置实现无线通信，通过其他正常运行的在线监测装置上的远程通信模块，向控制中心上传监测数据与异常报告。
每个应急通信单元的结构和功能相同，均具有接收和发送的全部功能，正常运行时均设置为接收模式且均工作在统一的设定频率下。为了描述方便，在本实施例中，将出现异常的装置称作发送端，将正常运行的装置称作接收端。
当发送端的远程通信模块发生故障后，发送端持续向外广播发送异常信号。由于所有接收端均工作在统一的设定频率下，因此当发送端的发送频率与预设的接收频率相匹配时，理论上发送端附近所有接收端均可接收到异常信号。
发送端发出的异常信号是由异常通信标识、验证符和时间戳三个字符串组成的一个长字符串。其中异常通信标识包括异常标识符和发送端的接入地址，验证符为随机生成的设定长度的字符串，时间戳代表了发送端发出信号时的本地时间。
根据实际需要，为了防止信息的泄露，可以对时间戳和异常通信标识中的接入地址进行加密处理，也可以对验证符进行加密处理。
异常信号中的验证符长度是固定的，但并不包含任何实际意义，仅仅是一串随机生成的字符串，因此即使不进行额外加密，直接通过广播形式向外发送信号，也不会造成设备信息的泄露。
接收端接收异常信号，与发送端进行通信验证的过程，具体包括：
当接收端接收到异常信号后，向发送端发送验证信号，所述验证信号包括验证标识、验证码和时间戳；
发送端接收验证信号，将验证符与验证码进行匹配，若匹配结果无误，则完成通信验证。
当接收端监听到异常信号，并识别出异常信号中的异常标识符号后，对接收到的信号进行解密与分解。根据预先存储的验证算法，将验证符经运算后得到验证码，并根据异常信号中提取到的发送端的接入地址，向发送端返回验证信号。
验证信号包含验证标识、验证码和时间戳，其中验证标识包含验证标识符和加密处理后的接收端身份信息，用于与发送端进行连接准备。
验证码由验证符运算得到。在本实施例中，接收端和发送端均预先配置了相同的验证算法，当发送端随机生成验证符后，即同时生成了根据验证算法运算得到的验证码；而接收端接收到异常信号后，提取验证符，根据验证算法运算得到验证码，并向发送端返回运算得到的验证码。发送端接收验证信号，将验证符与验证码进行匹配，即将接收端返回的验证码与自身生成的验证码进行匹配，若完全一致则完成验证。该方法一方面用于发送端与接收端的通信验证，另一方面还可以用于测试发送端和接收端之间数据传输的准确性。由于发送端和接收端之间的距离未知，信号传输时的环境状态也未知，因此有可能出现部分丢包现象，即标识信号正确传输，但其他数据存在错误或丢包。通过验证码和验证符的匹配，也能够对传输正确性进行验证。
验证符的长度预先设定，验证算法也是预先储存的，因此如需提高准确率，可以增加验证符长度或通过验证算法延长验证码的长度，如需提高传输速度和效率，也可以根据实际需求相应缩短验证符和验证码的长度。
在一些实施方式中，考虑到可能会存在多个接收端同时应答，且还有可能存在区域内应答的接收端均无法实现远程通信，即区域内的远程通信均发生了中断，因此接收端发出的身份信息中还包含有当前接收端的远程通信状态和该接收端的北斗或GPS定位信息。
当多个接收端均与发送端完成通信验证时，发送端根据自身定位信息与多个接收端发送的验证信号中的定位信息进行比较，选择建立临时通信的接收端。
完成了通信验证的发送端与接收端，即代表可以实现正常的数据通信且数据传输准确。发送端与多个接收端完成通信验证后，首先判断多个接收端中的一个或多个能否正常实现远程通信，若能，则根据定位信息选择与发送端距离最近的一个接收端建立临时通信；若多个接收端均无法正常实现远程通信，则根据定位信息选择距离最远的一个或多个接收端建立临时通信。
当存在能实现正常远程通信的接收端时，选择距离最近的接收端建立临时通信，能够提高临时通信的准确率、稳定性和传输效率。
当多个接收端均无法正常实现远程通信时，即代表此时负责这一片区域通信的基站可能出现了故障，因此需要跳出目前基站服务覆盖区域才能够实现正常远程通信。此时选择能够准确传输数据的距离最远的接收端，并以该接收端作为下一个发送端，继续向外寻找下一个接收端，直至找到能够正常实现远程通信的在线监测装置，并将异常信息发送至控制中心。
还可以通过时间戳辅助选择建立临时通信的接收端。本实施例默认各个在线监测装置均可通过GPS或北斗定位模型实现卫星对时，即各个装置的时间是准确的。通过时间戳可以判断发送端与接收端之间的信号延迟情况，相同条件下选择延迟更低的接收端建立临时通信，以保证传输效率。
此外，发送端还可以根据定位信息选择不同方向上的多个接收端作为新的发送端，从而可以在多个方向上向外延伸寻找最近的能够实现远程通信的监测设备，进一步提高搜索效率。
多个新的发送端接收初始发送端发送的初始发送端的位置信息和所有新的发送端的位置信息，从而在寻找下一级接收端时选择距离已建立临时通信的设备较远的设备，增加向外搜索的范围。
建立临时通信的发送端可以将自身的实时监测数据和自身设备状态、异常信息发送给接收端，由接收端通过远程通信方式上传至控制中心，或向下一级接收端继续传输。
此外，考虑到不同电网设备的重要性不同，还可以对不同电网设备设置不同的优先级，优先连接优先级更高的设备进行通信。
还可以对区域内无法实现远程通信的低优先级的设备设定静默状态，即当一个发送端的所有可进行临时通信的接收端均无法实现远程通信时，在选择一个或多个距离较远的接收端或优先级较高的接收端继续向外搜索后，还向区域内其余优先级较低的接收端发送静默指令，阻止其响应后续接收到的异常信号，减少无意义的通信，提高通信和搜索效率。
实施例二
本实施例提供了一种电网设备在线监测系统，包括配置在发送端的发送模块、第一数据传输模块和配置在接收端的接收验证模块、第二数据传输模块；
发送模块，被配置为当远程通信出现异常时，广播异常信号；
接收验证模块，被配置为接收异常信号，与发送模块进行通信验证；
第一数据传输模块，被配置为当通信验证通过后，将发送端的监测数据与异常信号发送至接收端；
第二数据传输模块，被配置为接收发送端发送的监测数据与异常信号，并上传至控制中心。
此处需要说明的是，本实施例的一种电网设备在线监测系统的各个模块，与实施例一中的一种电网设备在线监测方法中的各个步骤一一对应，其具体实施过程相同，此处不再累述。
实施例三
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述一种电网设备在线监测方法中的步骤。
实施例四
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例一所述的一种电网设备在线监测方法中的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电网设备在线监测方法，其特征在于，包括：
当远程通信出现异常时，发送端广播异常信号；
接收端接收异常信号，与发送端进行通信验证；
通信验证通过后，发送端与接收端建立临时通信，发送端将监测数据与异常信号发送至接收端，由接收端上传至控制中心。
2.如权利要求1所述的一种电网设备在线监测方法，其特征在于，所述异常信号由异常通信标识、验证符和时间戳组成。
3.如权利要求2所述的一种电网设备在线监测方法，其特征在于，所述验证符为随机生成的设定长度的字符串。
4.如权利要求1所述的一种电网设备在线监测方法，其特征在于，所述接收端接收异常信号，与发送端进行通信验证，具体为：
当接收端接收到异常信号后，向发送端发送验证信号，所述验证信号包括验证标识、验证码和时间戳；
发送端接收验证信号，将验证符与验证码进行匹配，若匹配结果无误，则完成通信验证。
5.如权利要求4所述的一种电网设备在线监测方法，其特征在于，所述验证码由验证符经设定规则运算得到。
6.如权利要求4所述的一种电网设备在线监测方法，其特征在于，所述验证信号还包括定位信息。
7.如权利要求6所述的一种电网设备在线监测方法，其特征在于，还包括：当多个接收端均与发送端完成通信验证时，发送端根据自身定位信息与多个接收端发送的验证信号中的定位信息进行比较，选择建立临时通信的接收端。
8.一种电网设备在线监测系统，其特征在于，包括配置在发送端的发送模块、第一数据传输模块和配置在接收端的接收验证模块、第二数据传输模块；
发送模块，被配置为当远程通信出现异常时，广播异常信号；
接收验证模块，被配置为接收异常信号，与发送模块进行通信验证；
第一数据传输模块，被配置为当通信验证通过后，将发送端的监测数据与异常信号发送至接收端；
第二数据传输模块，被配置为接收发送端发送的监测数据与异常信号，并上传至控制中心。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述的电网设备在线监测方法中的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一所述的电网设备在线监测方法中的步骤。
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