电网信息自动采集监控系统.pdf

为了提高电网故障的自动化监控效率和故障查出效率，本发明提供了一种电网信息自动采集监控系统，包括：监控服务器、多个智能监控节点、多个电网信息采集模块，所述的监控服务器与多个智能监控节点无线连接并进行数据交换，多个智能监控节点的每一个均与若干个电网信息采集模块无线连接并进行数据交换，且智能监控节点根据与其无线连接的电网信息采集模块分析可能出现的第一区域电网故障，将该第一区域电网故障发送给监控服务器，所述监控服务器根据至少一个第一区域电网故障，控制智能监控节点改变所述若干个电网信息采集模块中的一个或多个的无线连接，并使该智能监控节点还连接一个或多个不同的电网信息采集模块。

权利要求书1.  一种电网信息自动采集监控系统，包括：监控服务器、多个智能监控节 点、多个电网信息采集模块，其特征在于，所述的监控服务器与多个智能监控 节点无线连接并进行数据交换，多个智能监控节点的每一个均与若干个电网信 息采集模块无线连接并进行数据交换，且智能监控节点根据与其无线连接的电 网信息采集模块分析可能出现的第一区域电网故障，将该第一区域电网故障发 送给监控服务器，所述监控服务器根据至少一个第一区域电网故障，控制智能 监控节点改变所述若干个电网信息采集模块中的一个或多个的无线连接，并使 该智能监控节点还连接一个或多个不同的电网信息采集模块。 2.  根据权利要求1的电网信息自动采集监控系统，其特征在于，所述电网 信息采集模块包括：电压检测模块、电流检测模块、脉冲发生器、脉冲接收器、 AD转换器、第一存储器以及通信模块。 3.  根据权利要求1的电网信息自动采集监控系统，其特征在于，所述智能 监控节点包括：电压检测模块、电流检测模块、脉冲发生器、脉冲接收器、AD 转换器、第二存储器、第一处理器以及通信模块。 4.  根据权利要求2或3的电网信息自动采集监控系统，其特征在于，所述 脉冲发生器为可编程脉冲发生器。 5.  根据权利要求1的电网信息自动采集监控系统，其特征在于，所述智能 监控节点被设置在电网的主干线上。 6.  根据权利要求1的电网信息自动采集监控系统，其特征在于，所述智能 监控节点被设置在电网的支线上。 7.  根据权利要求1的电网信息自动采集监控系统，其特征在于，所述电网 信息自动采集监控系统还包括通信状态检测模块，该模块检测所述智能监控节 点和所述电网信息采集模块的通信状态是否正常。 8.  根据权利要求7的电网信息自动采集监控系统，其特征在于，所述通信 状态检测模块包括定时器、无线收发器以及第二处理器。 9.  根据权利要求2的电网信息自动采集监控系统，其特征在于，所述第一 存储器中存储有如下故障的特征信息：短路、超负荷、断路、低电流、低电压、 三相相序不对应，以及第一辅助故障，所述第一辅助故障是指需要借由智能监 控节点和/或监控服务器判别的故障。 10.  根据权利要求4的电网信息自动采集监控系统，其特征在于，所述第 二存储器中存储有如下故障的特征信息：短路、超负荷、断路、继电器击穿、 低功率，以及第二辅助故障，所述第二辅助故障是指需要借由监控服务器判别 的故障。

说明书电网信息自动采集监控系统
技术领域
本发明涉及电网监控技术领域，更具体地，涉及一种电网信息自动采集监 控系统。
背景技术
随着电网的快速发展，电网结构日趋复杂，电网内外部威胁电网安全运行 的各种风险因素越来越多，这些都给电网运行管理带来很大挑战。
尤其是2009年5月，国家电网公司正式发布“坚强智能电网”发展战略， 我国进入智能电网建设的新时期。电能信息数据自动采集，是实现电网智能化 管理的前提，在智能电网建设过程中将最先受益。智能电网数据采集终端是电 能信息自动采集系统的核心设备，迎来了崭新的发展机遇，其市场需求量增长 迅猛。智能电网更加强调对电网信息的自动获取能力。
现有技术中，例如，申请号为CN201110045869.4的发明专利申请公开了一 种智能电网中双模式网络数据采集装置，其包括分别连接对时模块、I/O状态模 块、总线通信模块和网络通信模块的信号接入模块，I/O状态模块还分别连接总 线通信模块和网络通信模块；本发明还涉及一种具有该装置的数据采集系统， 其还包括数据分析终端，所述的总线通信模块或网络通信模块连接于数据分析 终端。这类系统主要是依靠对电网信息的实时监控。然而，电网存在负荷的不 确定性和设备失效模式的不确定性，电网中设备的故障、负荷、外部自然和人 为等因素的影响都具有不确定性，机械式的实时监控势必带来监控人力、物力 和财力资源的浪费。
发明内容
为了提高电网故障的自动化监控效率和故障查出效率，本发明提供了一种 电网信息自动采集监控系统，包括：监控服务器、多个智能监控节点、多个电 网信息采集模块，所述的监控服务器与多个智能监控节点无线连接并进行数据 交换，多个智能监控节点的每一个均与若干个电网信息采集模块无线连接并进 行数据交换，且智能监控节点根据与其无线连接的电网信息采集模块分析可能 出现的第一区域电网故障，将该第一区域电网故障发送给监控服务器，所述监 控服务器根据至少一个第一区域电网故障，控制智能监控节点改变所述若干个 电网信息采集模块中的一个或多个的无线连接，并使该智能监控节点还连接一 个或多个不同的电网信息采集模块。
进一步地，所述电网信息采集模块包括：电压检测模块、电流检测模块、 脉冲发生器、脉冲接收器、AD转换器、第一存储器以及通信模块。
进一步地，所述脉冲发生器为可编程脉冲发生器。
进一步地，所述智能监控节点包括：电压检测模块、电流检测模块、脉冲 发生器、脉冲接收器、AD转换器、第二存储器、第一处理器以及通信模块。
进一步地，所述智能监控节点被设置在电网的主干线上。
进一步地，所述智能监控节点被设置在电网的支线上。
进一步地，所述电网信息自动采集监控系统还包括通信状态检测模块，该 模块检测所述智能监控节点和所述电网信息采集模块的通信状态是否正常。
进一步地，所述通信状态检测模块包括定时器、无线收发器以及第二处理 器。
进一步地，所述第一存储器中存储有如下故障的特征信息：短路、超负荷、 断路、低电流、低电压、三相相序不对应，以及第一辅助故障，所述第一辅助 故障是指需要借由智能监控节点和/或监控服务器判别的故障。
进一步地，所述第二存储器中存储有如下故障的特征信息：短路、超负荷、 断路、继电器击穿、低功率，以及第二辅助故障，所述第二辅助故障是指需要 借由监控服务器判别的故障。
本发明的有益效果是：将电网故障按照级别和范围进行监控，并根据各个 节点的监控结果适时地开启电网信息采集模块与服务器之间的信息传输，减少 了现有技术中监控节点与服务器之间的通信数据，降低了电网监控的维护成本。 此外，通过智能监控节点的设置可以改变获取电网参数的来源，在在线调试电 网方面起到了显著效果。
附图说明
图1示出了根据本发明的电网信息自动采集监控系统的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，电网信息自动采集监控系统包括：监控服务器、多个智能监 控节点、多个电网信息采集模块，所述的监控服务器与多个智能监控节点无线 连接并进行数据交换，多个智能监控节点的每一个均与若干个电网信息采集模 块无线连接并进行数据交换，且智能监控节点根据与其无线连接的电网信息采 集模块分析可能出现的第一区域电网故障，将该第一区域电网故障发送给监控 服务器，所述监控服务器根据至少一个第一区域电网故障，控制智能监控节点 改变所述若干个电网信息采集模块中的一个或多个的无线连接，并使该智能监 控节点还连接一个或多个不同的电网信息采集模块。在特定的时刻，智能监控 节点与电网信息采集模块之间的连接是一对一的。
所述电网信息采集模块包括：电压检测模块、电流检测模块、可编程脉冲 发生器、脉冲接收器、AD转换器、第一存储器以及通信模块。所述智能监控节 点包括：电压检测模块、电流检测模块、脉冲发生器、脉冲接收器、AD转换器、 第二存储器、第一处理器以及通信模块。所述电流检测模块为4-20mA滞留模拟 量检测单元。
自动采集监控的过程如下：
电网信息采集模块利用其电压检测模块和电流检测模块采集(优选为定时 地，此时的电网信息采集模块中包括定时器)其所在电网线路上的电压、电流、 相位等参数，根据第一存储器中保存的短路、超负荷、断路、低电流、低电压、 三相相序不对应故障时电压和电流的特征判断是否发生了相应的故障以及判断 是否出现了第一辅助故障。这种第一辅助故障是根据电网运行过程中遇到过的 难以判断故障是由某电网线路或设备自身引起的还是由其他线路或设备干扰和 作用而引起的，需要借由智能监控节点和/或监控服务器判别的故障。这种第一 辅助故障也被事先存储到第一存储器中。如果检测到的电压、电流、相位等参 数不符合第一存储器中预先存储的故障特征，则确定此次检测未发现问题。反 之，如果确定了出现短路、超负荷、断路、低电流、低电压、三相相序不对应 故障，则直接通过通信模块向监控服务器报警。如果确定了出现第一辅助故障， 则向与其通信的智能监控节点进行通信。
上述智能监控节点接收到上述第一辅助故障的信息以后，根据其自身的第 二存储器中预先存储的故障特征查找是否属于可能的短路、超负荷、断路、继 电器击穿、低功率等故障。如果是，则向上报所述第一辅助故障的电网信息采 集模块发送调试脉冲，进行在线调试。调试完成后再根据第二存储器中存储的 与其相连的电网信息采集模块的路由图，连接与上报所述第一辅助故障的电网 信息采集模块相关的其他线路的电网信息采集模块。然后，向其他线路的电网 信息采集模块发送脉冲信息。
为了简洁起见，以其他线路的电网信息采集模块为例加以说明。在其他线 路的电网信息采集模块中，其可编程脉冲发生器根据通信模块接收到的来自智 能监控节点的信息产生在线调试/检测脉冲，发送到相应的电网线路上。该电网 线路上的其他电网信息采集模块接收到该在线调试/检测脉冲时，不进行处理而 直接返回该脉冲。发射该在线调试/检测脉冲的电网信息采集模块的脉冲接收器 接收由其他电网信息采集模块返回的脉冲。该返回的脉冲经过AD转换器转换为 数字信号并被通信单元被发送到与该电网采集模块无线通信的智能监控节点。 智能监控节点的处理器根据其第二存储器中存储的故障特征进行诊断，如果无 法诊断出结果，则将上报所述第一辅助故障的电网信息采集模块以及上述其他 线路上的电网信息采集模块发送过来的信息以及调试脉冲均发送给监控服务 器，监控服务器根据其中存储的其他智能监控节点已有的状态给出一种或多种 故障的发生概率判断。这种发生概率判断是基于预先存储到监控服务器的故障 情形以及依据例如神经网络算法得到的。
根据本发明的一个实施例，所述智能监控节点被设置在电网的主干线上。 在其他的实施例中，所述智能监控节点被设置在电网的支线上。优选地，本发 明中，智能监控节点被设置在容易出现故障的电网线路的区段上，而不进行统 一的主干线、支线的布置。
为了确保上述各个环节中的信息传输正常，所述电网信息自动采集监控系 统还包括通信状态检测模块，该模块检测所述智能监控节点和所述电网信息采 集模块的通信状态是否正常。优选地，所述通信状态检测模块包括定时器、无 线收发器以及第二处理器。通信状态检测模块通过定时器定时地通过第二处理 器产生检测信息，通过无线收发器发送给各个电网信息采集模块和智能监控节 点，并接收它们的返回信息。如果返回信息正确(例如，未出现无法收到的情 形)，则认为通向该电网信息采集模块和智能监控节点的无线通信线路正常且该 电网信息采集模块和智能监控节点的通信模块工作正常。
本领域技术人员应当清楚的是，上述故障只是举例而并非穷举。在实施时， 本领域技术人员应根据特定线路一般出现的故障进行适应性的调整，并在使用 过程中不断向第一存储器和第二存储器中补充各种故障的特征。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍 可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图 应被认为是说明性的而非限制性的。