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CN110739774B - 低压配电网的物联网系统 - Google Patents

低压配电网的物联网系统 Download PDF

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CN110739774B CN201911137068.3A CN201911137068A CN110739774B CN 110739774 B CN110739774 B CN 110739774B CN 201911137068 A CN201911137068 A CN 201911137068A CN 110739774 B CN110739774 B CN 110739774B
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Abstract

本发明提供一种低压配电网的物联网系统，包括智能配变终端、集中器、采集主站和若干智能电表，所述智能配变终端分别与所述集中器和所述采集主站相连，所述集中器与所述智能电表相连，所述集中器内设置有第一载波模块，所述智能电表内设置有第二载波模块，其中；所述集中器，用于获取载波通信网络的动态网络拓扑信息；所述智能配变终端，用于接收并将所述动态网络拓扑信息传输至所述采集主站；所述采集主站，用于根据所述动态网络拓扑信息，确定网络通信节点的当前通信质量状况。可以最大限度的减少新设备的布置，节约设备成本、施工成本，且安全可靠。此外，基于智能配变终端与智能电表的信息交互可以实现分析确定网络通信节点的通信质量状况。

Description

低压配电网的物联网系统
技术领域
本发明涉及低压配变网技术领域，具体涉及一种低压配电网的物联网系统。
背景技术
进入新时代，物联网、移动互联、人工智能等新技术快速发展，并与能源生产、输送、消费和储能深度融合，不断推动能源变革。作为能源革命中心环节的电网，从技术特征和功能形态上看，正向泛在电力物联网演进。泛在电力物联网是传统工业技术与以物联网为代表的新一代信息通信技术深度融合而产生的一种新型电力网络运行形态。通过赋予电网设备灵敏准确的感知能力及设备间互联、互通、互操作功能，构建基于软件定义的高度灵活和分布式智能协作的电力网络体系，实现对电网的全面感知、实时传输、高效处理和智能应用，实时在线连接能源电力生产与消费各环节的人、机、物，全面承载并贯通电网生产运行、企业经营管理和对外客户服务等业务，助推电网管控方式、经营模式、服务体系全面变革，助力电网高质量发展。
低压配电网作为供电服务“最后一公里”，直接承担着用户的供电服务，低压配电网的运行管理水平直接影响着用户的供电质量。长期以来，低压配电网自动化程度落后，同时面临着管理需求变化快，管理设备规模大，服务要求高三大挑战。近年来随着电动汽车、分布式能源、微电网、储能装置等设施大量接入，以及电力市场开放和各种用电需求的出现，对配电网的安全性、经济性、适应性提出更高要求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种低压配电网的物联网系统。
本发明提供一种低压配电网的物联网系统，包括智能配变终端、集中器、采集主站和若干智能电表，所述智能配变终端分别与所述集中器和所述采集主站相连，所述集中器与所述智能电表相连，所述集中器内设置有第一载波模块，所述智能电表内设置有第二载波模块，其中；
所述集中器，用于获取载波通信网络的动态网络拓扑信息；
所述智能配变终端，用于接收并将所述动态网络拓扑信息传输至所述采集主站；
所述采集主站，用于根据所述动态网络拓扑信息，确定网络通信节点的当前通信质量状况。
可选地，所述采集主站包括存储单元和比较单元，其中，
所述存储单元，用于预先存储表征不同信道质量等级的信道特征阈值；
所述比较单元，用于根据所述动态网络拓扑信息，提取表征当前通信质量状况的当前信道特征值，并将所述当前信道特征值与所述信道特征阈值进行比较，根据比较结果，确定所述网络通信节点的当前信道质量等级。
可选地，所述采集主站，还用于根据所述动态网络拓扑信息，识别各所述智能电表的相位。
可选地，所述采集主站，具体用于：
根据所述动态网络拓扑信息，提取各所述智能电表所对应的电力线网络；
根据各所述电力线网络的电力线工频周期和过零点时刻，识别各所述智能电表的相位。
可选地，所述采集主站，还用于根据所述动态网络拓扑信息进行台区归属识别。
可选地，所述采集主站，具体用于：
根据所述动态网络拓扑信息，识别出各台区的载波信号和邻居网络串扰信号；
根据各所述载波信号和所述邻居网络串扰信号进行台区归属识别。
可选地，所述采集主站，还用于：
根据所述动态网络拓扑信息，确定出当前网络中的实际智能电表信息；
将所述实际智能电表信息与预先存储的用电信息采集系统档案进行匹配，对于未匹配的实际智能电表信息进行自动建档，并更新所述用电信息采集系统档案。
可选地，所述配变智能终端采用RS-485网络与所述集中器相连，并采用1376.1协议进行交互。
可选地，所述集中器采用PLC、微功率无线网络和485网络中的一者与所述智能电表相连。
可选地，所述智能配变终端采用4G无线网络与所述配电主站相连，并采用IEC104协议交互。
本发明的低压配电网的物联网系统，包括智能配变终端、集中器、采集主站和若干智能电表，所述智能配变终端分别与所述集中器和所述采集主站相连，所述集中器与所述智能电表相连，所述集中器内设置有第一载波模块，所述智能电表内设置有第二载波模块，所述集中器，用于获取载波通信网络的动态网络拓扑信息；所述智能配变终端，用于接收并将所述动态网络拓扑信息传输至所述采集主站；所述采集主站，用于根据所述动态网络拓扑信息，确定网络通信节点的当前通信质量状况。其中的I型集中器采集智能电表的系统是原有的远程抄表系统的组成部分，因此不需要增加设备，且运行可靠。由于智能配变终端只采集I型集中器中电能表数据，不会对集中器数据进行修改，因此不会对集中器造成安全隐患，不需要在智能配变终端中做主站侧的加密工作。并且可以最大限度的减少新设备的布置，节约设备成本、施工成本，且安全可靠。此外，基于智能配变终端与智能电表的信息交互可以实现分析确定网络通信节点的通信质量状况。
附图说明
图1为本发明第一实施例中低压配电网的物联网系统的结构示意图；
图2为本发明第二实施例中低压配电网的物联网系统的结构示意图；
图3为本发明第三实施例中低压配电网的物联网系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1和图2所示，本发明提供一种低压配电网的物联网系统，该系统包括智能配变终端110、集中器120、采集主站130和若干智能电表140，所述智能配变终端110分别与所述集中器120和所述采集主站130相连，所述集中器120与所述智能电表140相连，所述集中器120内设置有第一载波模块121，所述智能电表140内设置有第二载波模块122。所述集中器120，用于获取载波通信网络的动态网络拓扑信息。所述智能配变终端110，用于接收并将所述动态网络拓扑信息传输至所述采集主站130。所述采集主站130，用于根据所述动态网络拓扑信息，确定网络通信节点的当前通信质量状况。
本实施例的低压配电网的物联网系统，利用智能电表技术、数据交互技术、通信技术，获取智能电表计量的电压、电流、有功功率、电能示值及表号ID等信息。然后再采用LINUX技术、容器技术，实现配变终端与智能电表的信息交互功能。
具体地，所述配变智能终端110采用RS-485网络与所述集中器120相连，并采用1376.1协议进行交互，集中器120可以采用I型集中器。所述集中器120采用PLC、微功率无线网络和485网络中的一者与所述智能电表140相连。所述智能配变终端110采用4G无线网络与所述采集主站130相连，并采用IEC104协议交互。
本实施例的低压配电网的物联网系统，其中的I型集中器采集智能电表的系统是原有的远程抄表系统的组成部分，因此不需要增加设备，且运行可靠。由于智能配变终端只采集I型集中器中电能表数据，不会对集中器数据进行修改，因此不会对集中器造成安全隐患，不需要在智能配变终端中做主站侧的加密工作。并且可以最大限度的减少新设备的布置，节约设备成本、施工成本，且安全可靠。此外，基于智能配变终端与智能电表的信息交互可以实现分析确定网络通信节点的通信质量状况。
在一些可选地实施方式中，如图3所示，所述采集主站130包括存储单元131和比较单元132，其中，
所述存储单元131，用于预先存储表征不同信道质量等级的信道特征阈值；
所述比较单元132，用于根据所述动态网络拓扑信息，提取表征当前通信质量状况的当前信道特征值，并将所述当前信道特征值与所述信道特征阈值进行比较，根据比较结果，确定所述网络通信节点的当前信道质量等级。
具体地，信道质量等级可以根据实际需要，划分为信道不可用、信道质量差、信道质量中等、信道质量优等四个等级，每个等级均对应一个信道特征阈值，当当前信道特征值满足其中一个等级(例如，信号质量中等)的信号特征阈值时，可以确定当前通信质量状况满足该等级的信号质量。
在一些可选地实施方式中，如图1和图2所示，所述采集主站130，还用于根据所述动态网络拓扑信息，识别各所述智能电表的相位。
具体地，所述采集主站130，根据所述动态网络拓扑信息，提取各所述智能电表所对应的电力线网络；根据各所述电力线网络的电力线工频周期和过零点时刻，识别各所述智能电表的相位。
本实施例的低压配电网的物联网系统，一个电力线网络中属于同一个相线的终端设备，具有相同的电力线工频周期，具有相同的过零点时刻，而不同相线的终端设备虽然具有相同的电力线工频周期，但是过零点时刻却不相同，因此，可以利用这一特性进行相位识别。
在一些可选地实施方式中，如图1和图2所示，所述采集主站130，还用于根据所述动态网络拓扑信息进行台区归属识别。
具体地，所述采集主站130，根据所述动态网络拓扑信息，识别出各台区的载波信号和邻居网络串扰信号；根据各所述载波信号和所述邻居网络串扰信号进行台区归属识别。
一般地，高速载波信号在多个台区间存在串扰的原因主要有两个，一是共零线导致，二是空间耦合。邻居网络串扰信号强度通常要比本网络弱，利用这一特性，可以优先的进行台区归属识别。
在一些可选地实施方式中，如图1和图2所示，所述采集主站130，还用于：
根据所述动态网络拓扑信息，确定出当前网络中的实际智能电表信息；
将所述实际智能电表信息与预先存储的用电信息采集系统档案进行匹配，对于未匹配的实际智能电表信息进行自动建档，并更新所述用电信息采集系统档案。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种低压配电网的物联网系统，其特征在于，包括智能配变终端、集中器、采集主站和若干智能电表，所述智能配变终端分别与所述集中器和所述采集主站相连，所述集中器与所述智能电表相连，所述集中器内设置有第一载波模块，所述智能电表内设置有第二载波模块，所述智能配变终端只采集所述集中器中电能表数据，其中；
所述集中器，用于获取载波通信网络的动态网络拓扑信息；
所述智能配变终端，用于接收并将所述动态网络拓扑信息传输至所述采集主站；
所述采集主站，用于根据所述动态网络拓扑信息，确定网络通信节点的当前通信质量状况；
所述采集主站包括存储单元和比较单元，其中，
所述存储单元，用于预先存储表征不同信道质量等级的信道特征阈值；
所述比较单元，用于根据所述动态网络拓扑信息，提取表征当前通信质量状况的当前信道特征值，并将所述当前信道特征值与所述信道特征阈值进行比较，根据比较结果，确定所述网络通信节点的当前信道质量等级；
所述采集主站，还用于根据所述动态网络拓扑信息进行台区归属识别，具体用于：
根据所述动态网络拓扑信息，识别出各台区的载波信号和邻居网络串扰信号；
根据各所述载波信号和所述邻居网络串扰信号进行台区归属识别。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集主站，还用于根据所述动态网络拓扑信息，识别各所述智能电表的相位。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述采集主站，具体用于：
根据所述动态网络拓扑信息，提取各所述智能电表所对应的电力线网络；
根据各所述电力线网络的电力线工频周期和过零点时刻，识别各所述智能电表的相位。
4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述采集主站，还用于：
根据所述动态网络拓扑信息，确定出当前网络中的实际智能电表信息；
将所述实际智能电表信息与预先存储的用电信息采集系统档案进行匹配，对于未匹配的实际智能电表信息进行自动建档，并更新所述用电信息采集系统档案。
5.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述智能配变终端采用RS-485网络与所述集中器相连，并采用1376.1协议进行交互。
6.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述集中器采用PLC、微功率无线网络和485网络中的一者与所述智能电表相连。
7.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述智能配变终端采用4G无线网络与所述采集主站相连，并采用IEC104协议交互。
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