CN210155232U

CN210155232U - 配电网监测设备及系统

Info

Publication number: CN210155232U
Application number: CN201920929027.7U
Authority: CN
Inventors: 赖永平; 刘振祥
Original assignee: Guangzhou Super Power Technology Co Ltd
Current assignee: GUANGZHOU SITAI INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2020-03-17
Anticipated expiration: 2029-06-19

Abstract

本申请涉及一种配电网监测设备及系统，其中一种配电网监测设备，包括嵌入式处理器；用于连接终端设备的无线通信模块；无线通信模块连接嵌入式处理器；用于连接配电网线路的采集设备；采集设备包括分别用于连接配电网线路的电流采集设备和电场能量采集设备；电流采集设备和电场能量采集设备均连接嵌入式处理器。本申请中，嵌入式处理器可接收电流采集设备采集到的配电网线路的电流信号，以及电场能量采集设备采集到的配电网线路的电场信号，并基于电流信号和电场信号对配电网进行监测，避免在环境因素影响配电网电流时，造成较高的误报率，进而可提高配电网监测的准确性。

Description

配电网监测设备及系统

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种配电网监测设备及系统。

背景技术

随着电力系统运行环境的日趋复杂，传统的电力网络也需要进行提升，并逐渐转变为智能电网。而自愈是使得智能电网能够安全可靠运行的主要功能之一，即电网应当能够具备故障检测、分析、隔离甚至使其恢复正常运行的功能，从而能够最小化或避免用户的供电中断。其中，快速可靠地对故障进行检测是自愈功能中最基础和最重要的功能之一。

然而，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：目前的配电网监测设备通过监测电流信号，从而可获知配电网是否发生故障，存在准确度低的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高监测准确度的配电网监测设备及系统。

为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种配电网监测设备，包括：

嵌入式处理器；

用于连接终端设备的无线通信模块；无线通信模块连接嵌入式处理器；

用于连接配电网线路的采集设备；采集设备包括分别用于连接配电网线路的电流采集设备和电场能量采集设备；电流采集设备和电场能量采集设备均连接嵌入式处理器。

在其中一个实施例中，采集设备还包括用于连接配电网线路的温度采集设备；

温度采集设备连接嵌入式处理器。

在其中一个实施例中，采集设备还包括湿度采集设备；湿度采集设备连接嵌入式处理器。

在其中一个实施例中，采集设备还包括图像采集设备；

图像采集设备连接嵌入式处理器。

在其中一个实施例中，配电网监测设备还包括数据存储器；

数据存储器连接在采集设备和嵌入式处理器之间。

在其中一个实施例中，配电网监测设备还包括与嵌入式处理器连接的供电设备。

在其中一个实施例中，无线通信模块为WIFI通信模块、蓝牙通信模块、ZigBee通信模块、2G通信模块、3G通信模块或4G通信模块。

在其中一个实施例中，电流采集设备悬挂安装于配电网线路上。

另一方面，本申请实施例还提供了一种配电网监测系统，包括终端设备，以及上述任一实施例中的配电网监测设备；配电网监测设备连接终端设备。

在其中一个实施例中，还包括连接在终端设备和配电网监测设备之间的服务器。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

无线通信模块用于连接终端设备，电流采集设备和电场能量采集设备均用于连接配电网线路，嵌入式处理器分别连接无线通信模块、电流采集设备和电场能量采集设备，从而使得嵌入式处理器可接收电流采集设备采集到的配电网线路的电流信号，以及电场能量采集设备采集到的配电网线路的电场信号，并基于电流信号和电场信号对配电网进行监测，避免在环境因素影响配电网电流时，造成较高的误报率，进而可提高配电网监测的准确性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一个实施例中配电网监测设备的第一示意性结构框图；

图2为一个实施例中配电网监测设备的第二示意性结构框图；

图3为一个实施例中配电网监测系统的结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“连接于……之间”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

随着电力系统运行环境的复杂化，以及电力领域技术的不断发展，传统电力网络亟待进一步提升，并实现向智能电网的转变。为使得智能电网安全、可靠地运行，一般要求电网具备自愈功能，即要求电网能够实现故障检测、分析、隔离甚至使其恢复正常运行，从而可最小化或避免用户的供电中断。因此电网的自愈功能中故障的快速、可靠检测是最为基础也是最重要的功能之一。

在实际应用中，配电网线路分布非常广阔，导致运维人员难以对配电网线路进行实施监管，特别是对于一些配置在偏远地区的配电网线路。当发生如树障、山火、人为攀爬、隧道电缆的人为破坏等的问题时，运维人员难以对配电网线路进行及时管理，容易引发不可预估的后果。

针对这种情况，现有的配电网监测设备多通过电流信号判断配电网线路是否发生故障，例如使用故障指示器实现对配电网线路的实时监测。通过采集配电网线路的电流信号，当电流信号超过预设阈值时，确认配电网线路发生故障。然而，只通过电流信号对配电网线路进行监测时，环境因素容易对电流信号造成影响，使得电流信号发生波动。在此情况下，现有的配电网监测设备发生误报，即确认配电网线路发生故障。综上，通过目前的配电网监测设备进行监测时，存在准确度低的情况。

本申请中，嵌入式处理器可接收电流采集设备采集到的配电网线路的电流信号，以及电场能量采集设备采集到的配电网线路的电场信号，并基于电流信号和电场信号对配电网进行监测，避免在环境因素影响配电网电流时，造成较高的误报率，进而可提高配电网监测的准确性。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种配电网监测设备，包括：

嵌入式处理器110；

用于连接终端设备的无线通信模块120；无线通信模块120连接嵌入式处理器110；

用于连接配电网线路的采集设备130；采集设备130包括分别用于连接配电网线路的电流采集设备132和电场能量采集设备134；电流采集设备132和电场能量采集设备134均连接嵌入式处理器110。

具体地，采集设备包括电流采集设备和电场能量采集设备。其中，电流采集设备连接配电网线路，从而可采集配电网电路的实时电流；电场能量采集设备连接配电网线路，从而可采集配电网线路的电场变化趋势。在一个示例中，电流采集设备可通过电磁感应采集配电网线路电流信号，例如电流采集设备可以为罗氏线圈或电流互感器；此外，电场能量采集设备可以通过接触式设备采集配电网线路的电场信号。

本申请中，还包括连接采集设备的嵌入式处理器，具体而言，嵌入式处理器分别连接电流采集设备和电场采集设备。电流采集设备将采集得到的、配电网线路的电流信号传输给嵌入式处理器；电场能量采集设备将采集得到的、配电网线路的电场信号传输给嵌入式处理器。嵌入式处理器对接收到的电流信号和电场信号进行数据融合处理，并做出故障判断。

具体而言，嵌入式处理器对接收到的电流信号和电场信号进行数据融合处理的过程可以为，分别比较接收到的电流信号和电场信号，即分别将电流信号和电场信号与对应的阈值进行比较。并根据比较结果进行故障判断，从而可根据配电网线路的电流信号和电场信号判断配电网线路的故障情况，避免在环境引起电流信号发生波动的时候，发出误报，降低误报率，并提高监测的准确度。

嵌入式处理器连接无线通信模块，无线通信模块用于连接终端设备，使得嵌入式处理器可通过无线通信模块将比较结果和/或判断结果发送到终端设备，例如可通过无线通信模块发送比较结果和/或判断结果至运维人员的终端设备。进一步地，嵌入式处理器可以在确认配电网线路发生故障时，将故障提示信息通过无线通信模块发送到终端设备，从而可告知运维人员故障情况的发生，便于运维人员及时对配电网线路进行维修。

上述配电网监测设备中，无线通信模块用于连接终端设备，电流采集设备和电场能量采集设备均用于连接配电网线路，嵌入式处理器分别连接无线通信模块、电流采集设备和电场能量采集设备，从而使得嵌入式处理器可接收电流采集设备采集到的配电网线路的电流信号，以及电场能量采集设备采集到的配电网线路的电场信号，并基于电流信号和电场信号对配电网进行监测，避免在环境因素影响配电网电流时，造成较高的误报率，进而可提高配电网监测的准确性。

在一个实施例中，提供了一种配电网监测设备，包括：

嵌入式处理器；

其中，采集设备还包括用于连接配电网线路的温度采集设备；

温度采集设备连接嵌入式处理器。

具体地，温度采集设备可采集配电网线路中的温度信号，并将采集得到的温度信号传输给嵌入式处理器。在一个示例中，温度采集设备可悬挂在配电网线路上，从而可采集配电网线路中的温度信号。

本申请中，温度采集设备连接嵌入式处理器，并将采集得到的配电网线路的温度信号传输给嵌入式处理器，从而使得嵌入式处理器可以对接收到的电流信号、电场信号和温度信号进行监测，并做出故障判断。

在一个具体的实施例中，采集设备还包括湿度采集设备；湿度采集设备连接嵌入式处理器。

具体地，湿度采集设备可采集配电网线路附近的环境湿度信号，并将采集得到的环境湿度信号传输给嵌入式处理器。本申请中，湿度采集设备连接嵌入式处理器，并将采集得到的环境湿度信号传输给嵌入式处理器，从而使得嵌入式处理器可以对接收到的电流信号、电场信号和湿度信号进行监测，并做出故障判断。

在一个具体的实施例中，采集设备还包括图像采集设备；

图像采集设备连接嵌入式处理器。

具体地，图像采集设备用于采集配电网线路附近的环境图像数据，并将采集得到的环境图像数据传输给嵌入式处理器。通过将嵌入式处理器连接图像采集设备，使得嵌入式处理器可通过图像对比算法对接收到的环境图像数据进行比较，从而可监测配电网线路附近的环境是否发生如树障、山火、作业入侵等情况。当确认发生如树障、山火、作业入侵等情况时，嵌入式处理器通过无线通信模块、将相关信息传输给终端设备，例如通过无线通信模块发送消息至运维人员的终端设备。在一个示例中，图像采集设备可以为摄像头。

在一个具体的实施例中，配电网监测设备还包括数据存储器；

数据存储器连接在采集设备和嵌入式处理器之间。

具体地，数据存储器连接在采集设备和嵌入式处理器之间，即本申请中，电流采集设备和电场能量采集设备均连接数据存储器，数据存储器连接嵌入式处理器，嵌入式处理器连接无线通信模块。进一步地，数据存储器还可连接温度采集设备、湿度采集设备和图像采集设备。

数据存储器用于对采集到的信号和/或数据进行数据存储，如可存储电流信号和电场信号。进一步地，还可存储湿度信号、温度信号和环境图像数据。嵌入式处理器通过读取数据存储器中的信号和/或数据，从而可获取到采集设备采集得到的电流信号、电场信号、温度信号、湿度信号和/或环境图像数据。

在一个示例中，嵌入式处理器可通过触发读取和/或定时读取的方式，读取数据存储器中的存储内容。当嵌入式处理器触发读取数据存储器中的存储内容时，嵌入式处理器通过对电流信号和电场信号进行数据融合，并结合温度信号、湿度信号和环境图像数据，对配电网线路及配电网线路周围环境是否发生故障进行判断，并通过无线通信模块将判断结果发送至运维人员的终端是设备。

当嵌入式处理器定时读取数据存储器中的存储内容时，嵌入式处理器对电流信号、电场信号、温度信号、湿度信号和环境图像数据等进行监测，从而实现对配电网线路进行监测，判断配电网新路是否异常。进一步地，通过图像对比算法可判断配电网线路附近的环境是否有树障、山火、作业入侵等情况发生，若有上述情况的发生，则通过无线通信模块发送故障提示信息至运维人员的终端设备。

在一个具体的实施例中，配电网监测设备还包括与嵌入式处理器连接的供电设备。

具体地，供电设备用于为采集设备、嵌入式处理器和无线通信模块进行供电。供电设备可包括电能存储设备和连接电能存储设备的充电电路，通过将电能存储设备分别连接采集设备、嵌入式处理器和无线通信模块，从而能够利用电能存储设备进行供电。此外，充电电路可用于为电能存储设备充电。在一个示例中，电能存储设备可以为电池。

或者供电设备还可以是电压转换电路，用于实现将交流电转换为直流电，进一步地，还可以用于实现降压，从而可为采集设备、嵌入式处理器和无线通信模块提供工作电压。

在一个具体的实施例中，无线通信模块为WIFI通信模块、蓝牙通信模块、ZigBee通信模块、2G通信模块、3G通信模块或4G通信模块。

其中，2G通信模块为支持一个或多个2G通信制式的通信模块；3G通信模块为支持一个或多个3G通信制式的通信模块；4G为支持一个或多个4G通信制式的通信模块。进一步地，无线通信模块还可以为5G通信模块，即支持一个或多个5G通信制式的通信模块。

具体地，无线通信模块可以支持WIFI(行动热点)通信模块、蓝牙通信模块、ZigBee(紫蜂协议)通信模块、2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块或5G通信模块。进一步地，无线通信模块可以支持WIFI、蓝牙、ZigBee、2G通信制式、3G通信制式、4G通信制式和5G通信制式中的任意一种或任意多种，即无线通信模块可同时支持2G、3G和4G的通信制式。

在一个具体的实施例中，电流采集设备悬挂安装于配电网线路上。

在一个具体的实施例中，配电网监测设备还包括壳体；嵌入式处理器、无线通信模块和采集设备均设于壳体内。

为便于理解本申请的方案，下面通过一个具体的示例进行说明，如图2所示，提供了一种配电网监测设备，包括嵌入式处理器210、电流采集设备231、电场能量采集设备233、温度采集设备237235、湿度采集设备、摄像头239和用于连接终端设备的无线通信模块220。

具体地，嵌入式处理器210分别连接无线通信模块220、电流采集设备231、电场能量采集设备233、温度采集设备235、湿度采集设备237和摄像头239。电流采集设备231悬挂安装于配电网线路上，电场能量采集设备233和温度采集设备235连接配电网线路。

上述配电网监测设备中，通过对多种信号和数据进行融合，从而能够对更加精确地进行配电线路故障判断、定位，实现配电线路的实时在线监测。本申请可综合监测配电网线路的电流信号、电场信号和温度信号，并对配电网线路的环境湿度以及环境图像等数据进行监测，从而可大规模在监测区域内协作地实时感知、监测各种环境或目标对象信息。通过嵌入式处理器对多种信号和数据进行比较判断，从而可得到故障判断结果，并可自动组织无线通信网络故障提示信息传输给终端设备，进而实现配电网无线实时监控。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种配电网监测系统，包括终端设备，以及上述任一实施例中的配电网监测设备；配电网监测设备连接终端设备。

具体地，终端设备可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。

在一个具体的实施例中，还包括连接在终端设备和配电网监测设备之间的服务器。

具体地，嵌入式处理器通过无线通信模块可将故障提示信息传输到服务器，终端设备通过访问服务器从而可获取到故障提示信息。进一步地，嵌入式处理器还可将采集设备采集得到的数据，如电流信号、电场信号、温度信号、湿度信号和环境图像数据中的任意一种或任意多种传输到服务器上。终端设备通过访问服务器即可获知配电网线路的参数，从而使得运维人员能够通过配电网线路的信号和数据、对配电网线路进行远程监测。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种配电网监测设备，其特征在于，包括：

嵌入式处理器；

用于连接终端设备的无线通信模块；所述无线通信模块连接所述嵌入式处理器；

用于连接配电网线路的采集设备；所述采集设备包括分别用于连接所述配电网线路的电流采集设备和电场能量采集设备；所述电流采集设备和所述电场能量采集设备均连接所述嵌入式处理器。

2.根据权利要求1所述的配电网监测设备，其特征在于，所述采集设备还包括用于连接所述配电网线路的温度采集设备；

所述温度采集设备连接所述嵌入式处理器。

3.根据权利要求1所述的配电网监测设备，其特征在于，所述采集设备还包括湿度采集设备；所述湿度采集设备连接所述嵌入式处理器。

4.根据权利要求1所述的配电网监测设备，其特征在于，所述采集设备还包括图像采集设备；

所述图像采集设备连接所述嵌入式处理器。

5.根据权利要求1所述的配电网监测设备，其特征在于，所述配电网监测设备还包括数据存储器；

所述数据存储器连接在所述采集设备和所述嵌入式处理器之间。

6.根据权利要求1至5任一项所述的配电网监测设备，其特征在于，所述配电网监测设备还包括与所述嵌入式处理器连接的供电设备。

7.根据权利要求1至5任一项所述的配电网监测设备，其特征在于，所述无线通信模块为WIFI通信模块、蓝牙通信模块、ZigBee通信模块、2G通信模块、3G通信模块或4G通信模块。

8.根据权利要求1至5任一项所述的配电网监测设备，其特征在于，所述电流采集设备悬挂安装于所述配电网线路上。

9.一种配电网监测系统，其特征在于，包括终端设备，以及如权利要求1至8任一项所述的配电网监测设备；所述配电网监测设备连接所述终端设备。

10.根据权利要求9所述的配电网监测系统，其特征在于，还包括连接在所述终端设备和所述配电网监测设备之间的服务器。