CN106712298B - 一种用于配电自动化系统的监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于配电自动化系统的监控系统，包括巡线装置和多个配网管理设备；配网管理设备包括：网络模块用于构建令牌环网，并实现令牌环网内各节点的数据交互；数据采集模块用于获取对应的回路和/或设备的监测数据；报告生成模块用于通过处理器根据监测数据和/或令牌环网的令牌帧的反馈特性，生成报告数据；无线通信模块，用于将报告数据发送至预设的巡线装置。巡线装置用于接收并显示故障报告数据，以及，通过访问接口接入配网管理设备，并作为配网管理设备的输入输出设备；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；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

一种用于配电自动化系统的监控系统

技术领域

本发明涉及电力领域，特别是涉及一种用于配电自动化系统的监控系统。

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用于配电自动化系统的监控系统，包括巡线装置和多个配网管理设备；

所述配网管理设备包括网络模块、数据采集模块、报告生成模块、无线通信模块和访问接口；

网络模块用于通过以属于同一配电自动化系统内的配网管理设备为节点构建令牌环网，并实现所述令牌环网内各节点的数据交互；所述数据采集模块用于获取对应的回路和/或配电自动化终端的监测数据；所述报告生成模块用于通过处理器根据所述监测数据和/或所述令牌环网的令牌帧的传递特性或反馈特性，生成报告数据；所述无线通信模块，用于将所述报告数据发送至预设的巡线装置；

所述巡线装置用于接收并显示所述故障报告数据，以及，通过所述访问接口接入所述配网管理设备，并作为所述配网管理设备的输入输出设备。

优选的，在本发明实施例中，所述网络模块包括多站访问部件MAU。

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、4G或GSM无线通信模块。

优选的，在本发明实施例中，所述巡线装置设于置手机、PAD或笔记本电脑中。

优选的，在本发明实施例中，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，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。

优选的，在本发明实施例中，所述配网管理设备还包括：

故障分析模块，用于根据所述监测数据和/或所述令牌环网的令牌帧的传递或反馈特性，生成相应的控制策略；所述控制策略包括所述配电自动化系统内各回路和/或配电自动化终端的开关启闭状态的组合方式；

控制单元，用于根据所述控制策略控制回路和/或配电自动化终端的开关启闭状态。

本发明实施例通过构建以配网管理设备为节点的令牌环网，可以实现令牌环网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微处理系统，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特性或反馈特性为依据，来生成报告数据，即，在本发明实施例中，在配网管理设备中即可获得报告数据；接下来，在本发明实施例中，还包括有无线通讯模块，所以在生成了报告数据后，可以实时的将该报告数据发送到相应的巡线装置上。在实际应用中，巡线装置（可设置于手机等移动终端内）可以直接由运维人员随身携带，所以运维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调控中心的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；

同时，由于现有技术中的，还需要主站系统的监控人员对馈线自动化方案进行人为进行设置（比如先分开哪个开关，后合上哪个开关，等等），所以，对工作人员的技术水平要求较高，普通人难以胜任，导致配网自动化线路自动化程度不高，且较为依赖人员经验；通过本发明实施例，可以自动的生成与故障相应的控制策略，所以可以进一步的减少人力成本。

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。

此外，由于本发明实施例中，无需通过主站的服务器进行24小时的人工监控，所以还可以有效地节约人力成本。

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为本申请中所述用于配电自动化系统的监控系统的网络拓扑结构示意图；

图2为本申请中所述用于配电自动化系统的监控系统中配网管理设备的结构示意图。

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用于配电自动化系统的监控系统，如图1和图2所示，包括多个配网管理设备01和巡线装置02 ；

配网管理设备包括网络模块11、数据采集模块12、报告生成模块13、无线通信模块14和访问接口15；

网络模块11用于通过以属于同一配电自动化系统内的配网管理设备为节点构建令牌环网，并实现令牌环网内各节点的数据交互；数据采集模块12用于获取对应的回路和/或配电自动化终端的监测数据；报告生成模块13用于通过处理器根据所述监测数据和/或所述令牌环网的令牌帧的传递特性或反馈特性，生成报告数据；无线通信模块14用于将报告数据发送至预设的巡线装置；

所述巡线装置02用于接收并显示故障报告数据，以及，通过访问接口15接入配网管理设备01，并作为配网管理设备01的输入输出设备。

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。

在实际应用中，本发明实施例中的配网管理设备01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功能模块的具体实现，如，报告生成模块13等；此外，本发明实施例中的软件也可以包括用于辅助实现具体硬件设备功能的程序模块，比如可以是网络模块11、数据采集模块12或无线通讯模块14的驱动程序以及应用实现程序等。

发明实施例中的配网管理设备01包括有网络模块11，由于本发明实施例构建的是令牌环网，所以网络模块11具体可以是多站访问部件（MAU，Multistation Access Unit）；通过设有网络模块11可构建一个拓扑结构为环状的网络，并实现网络间各节点的数据交互。本发明实施中的令牌环网的拓扑结构可以如图2所示，各个节点中的配网管理设备01通过其数据采集模块12分别监测和采集其对应的配电网的各个回路以及配电自动化终端的监测数据，通过令牌环网，各节点可以共享该监测数据。具体的，监测数据一般可以包括线路电压、线路电流、零序电流和设备状态等数据。

在本发明实施例中，还包括有无线通讯模块14，所以在生成了故障报告数据后，可以实时的将该故障报告数据发送到相应的巡线装置02上。在实际应用中，无线通讯模块14具体可以是3G、4G或GSM等无线通信模块，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02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；本发明实施例中，巡线装置可以是一个软件程序，可以设置于机、PAD或具有无线通讯功能的笔记本等移动终端内，只要该移动终端可以接收经由电信网络传输信息即可。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。

本发明实施例中的令牌帧的传递或反馈特性典型的可以是节点（配网管理设备）是否能够应答令牌帧，即，在令牌帧在令牌网的环状拓扑结构依次传递时，如果某一个节点无法应答，则说该配网管理设备发生了故障。

进一步的，在本发明实施例中，还可以在故障报告数据包括有无法应答令牌帧的节点的节点标识，从而可以用于辅助的确定配电网的设备故障的故障点。

此外，在本发明实施例中，巡线装置02还可以来对配网管理设备01中的各种软件或参数等进行修正，以及，进行数据的接收和查看。由于巡线装置02设置于维运人员方便携带的移动终端，可以通过接通配网管理设备01上的访问接口15来方便的一一访问各个配网管理设备01。巡线装置02可以通过其显示单元和键盘或鼠标等输入输出装置来实现对配网管理设备01的访问和控制。

综上所述，本发明实施例中的配电自动化监控系统，通过构建以配网管理设备为节点的令牌环网，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微处理系统，通过设有的处理器和相应的软件应用系统来实现数据的处理；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，还包括有无线通讯模块，所以在生成了故障报告数据后，可以实时的将该故障报告数据发送到相应的巡线装置上。在实际应用中，巡线装置可以直接由维运人员随身携带，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还减去了现有技术中监控人员的转述环节，所以也避免了因为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，可以有效地提高了配电自动化系统内各个设备的维护效能。

优选的，在本发明实施例中，还可以包括有故障分析模块（图中未示出）和控制单元（图中未示出）；

故障分析模块用于通过处理器根据所述监测数据和/或所述令牌环网的令牌帧的传递特性或反馈特性，生成相应的控制策略；控制策略包括配电自动化系统内各回路和/或配电自动化终端的开关启闭状态的组合方式；控制单元用于根据控制策略控制回路和/或配电自动化终端的开关启闭状态。

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。

在实际应用中，本发明实施例的实施需要开放配电网中配电自动化终端与对应的控制功能，即，配电自动化终端能够通过设定的控制装置来实现其运行状态，以及其开关的启闭状态的控制。

举例来说，在配电网中，如果某一个或多个设备发生故障，可以通过关闭或打开某些设备的开关的方式，来绕过某些故障设备；这样就等于临时构建了一个新的配电网结构来维持配电网的整体运行，从而尽量的减小了设备故障带来的影响；此外，相应的操作还可以包括有调节某些设备的运行状态。

具体到本发明实施例中，由于在本发明实施例中，各个节点中的配网管理设备分别监测和采集其对应的配电网的各个回路以及配电自动化终端的监测数据，通过令牌环网，各节点可以共享该监测数据。所以通过故障分析模块进行相邻节点的监测数据的比对，可以获知本节点的实时状态，以及当前节点的上下游节点的实时状态。故障分析模块在获知了报告数据中的内容以后，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的开关，或是调节哪些配电自动化终端的运行状态；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进行开关控制；从而实现了对于配电网中故障区间的自动隔离和非故障区间的自愈。

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 (4)

1.一种用于配电自动化系统的监控系统，其特征在于，包括巡线装置和多个配网管理设备；

所述配网管理设备包括网络模块、数据采集模块、报告生成模块、无线通信模块和访问接口；

网络模块用于通过以属于同一配电自动化系统内的配网管理设备为节点构建令牌环网，并实现所述令牌环网内各节点的数据交互；所述数据采集模块用于获取对应的回路和/或配电自动化终端的监测数据；所述报告生成模块用于通过处理器根据所述监测数据和/或所述令牌环网的令牌帧的传递特性或反馈特性，生成报告数据；所述无线通信模块，用于将所述报告数据发送至预设的巡线装置；监测数据包括线路电压、线路电流、零序电流和设备状态数据；

所述巡线装置用于接收并显示故障报告数据，以及，通过所述访问接口接入所述配网管理设备，并作为所述配网管理设备的输入输出设备；

所述配网管理设备还包括：

故障分析模块，用于根据所述监测数据和/或所述令牌环网的令牌帧的传递或反馈特性，生成相应的控制策略；所述控制策略包括所述配电自动化系统内各回路和/或配电自动化终端的开关启闭状态的组合方式；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，令牌帧在令牌网的环状拓扑结构依次传递时，如果某一个节点无法应答，则说明该配网管理设备发生了故障；在故障报告数据包括有无法应答令牌帧的节点的节点标识，用于辅助确定配电网的设备故障的故障点；

控制单元，用于根据所述控制策略控制回路和/或配电自动化终端的开关启闭状态。

2.根据权利要求1所述用于配电自动化系统的监控系统，其特征在于，所述网络模块包括多站访问部件MAU。

3.根据权利要求1所述用于配电自动化系统的监控系统，其特征在于，所述无线通信模块包括3G、4G或GSM无线通信模块。

4.根据权利要求1所述用于配电自动化系统的监控系统，其特征在于，所述巡线装置设置于手机、PAD或笔记本电脑中。