基于ＳＯＡ架构的电网设备监测与故障定位无线系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ＳＯＡ架构的电网设备监测与故障定位无线系统，该系统包括信息采集模块、数据处理模块、通信模块、电源模块和后台处理模块，信息采集模块采集电网设备运行状态参数，并将采集到的参数传送到数据处理模块，数据处理模块对参数进行处理和显示，并将处理后的电网设备数据通过通信模块和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络传输给后台处理模块，后台处理模块对收到的电网设备数据进行监测并对故障进行定位，电源模块与信息采集模块、数据处理模块和通信模块连接。本发明专利技术采用无线传感器网络，并通过ＧＰＲＳ网络与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络连接，应用ＧＰＳ和ＧＩＳ技术，实现电网设备实时监测与故障定位，满足了当前配电网安全运行。本发明专利技术可以广泛应用于配电网中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电网设备监测与故障定位系统，具体地说是一种基于SOA架构 的电网设备监测与故障定位无线系统。
技术介绍
在配电网自动化系统中，故障的快速定位和隔离是最重要的组成部分之一。我 国配电网继电保护一般采用以电流、电压为主的阶段式保护方式，按照预设整定值定位 故障点。随着配电网不断发展，网络日趋庞大且复杂，配电网的故障处理一直是个难以 解决的技术问题。城市变电站供电距离一般只有3 — 5km，由分段开关分成3-5段。在 这样短的线路上采用传统的过流、距离等阶段式保护整定配合越来越困难，致使线路上 任何一点故障，都需要变电站出口断路器跳闸，造成全线路停电，扩大了停电面积，降 低了配电网运行可靠性。特别是随着新能源接入配电网，颠覆了传统配电网单向潮流的 特点，使传统配电网保护更加难以确定故障区段。因此传统的故障定位方式已不能满足 要求，需要有新的故障定位方式，以解决当前配电网安全运行问题。
技术实现思路
为了克服现有电网设备监测与故障定位的不足，本专利技术的目的是提供一种基于 SOA架构的电网设备监测与故障定位无线系统，该无线系统采用无线传感器网络，并通 过GPRS网络与Internet网络连接，应用GPS和GIS技术，实现电网设备实时监测与故障 定位，满足了当前配电网安全运行。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种基于SOA架构的电网设备监测与故障定位无线系统，其特征在于该系统包括 信息采集模块、数据处理模块、通信模块、电源模块和后台处理模块，信息采集模块采 集电网设备运行状态参数，并将采集到的参数传送到数据处理模块，数据处理模块对参 数进行处理和显示，并将处理后的电网设备数据通过通信模块和Internet网络传输给后台 处理模块，后台处理模块对收到的电网设备数据进行监测并对故障进行定位，电源模块 与信息采集模块、数据处理模块和通信模块连接。本专利技术所述信息采集模块包括电网设备物理参数与电气参数监测传感器组、温 度传感器、湿度传感器、模拟多路复接器和信号调理电路，电网设备物理参数与电气参 数监测传感器组、温度传感器和湿度传感器采集的电网设备运行状态参数经过模拟多路 复接器变为一路输入，经过信号调理电路放大，传送到数据处理模块。所述数据处理模块包括AD转换电路、GPS模块、数据存储单元、单片机和显示 单元，AD转换电路接受信息采集模块中信号调理电路的数据，AD转换电路、GPS模块 与单片机连接，单片机与数据存储单元和显示单元连接，并将处理后的电网设备数据通 过通信模块传输给后台处理模块。所述通信模块包括GPRS通信模块、SIM卡插座和天线，GPRS通信模块将接收 到的电网设备数据通过天线和Internet网络传输给后台处理模块。所述后台处理模块由下而上分别是数据层、基础业务服务层、业务服务总线、 业务处理层和表示层。业务处理层包含系统管理服务、配电公司级设备维护服务。数据 层中数据库采用三维数据结构，即空间位置(地物在地图中的位置)、相对位置(地物 实体间的拓扑关系)及空间属性数据(描述地物的特征)，利用GIS软件(MapInfo)来进行管理。本专利技术中液晶显示单元可以现场观察电网设备的运行状态；GPS模块为在配电 网中电网设备的状态监测无线传感器节点提供统一时钟，当电网设备动作时，根据什么 保护先动作，什么保护后动作，结合GIS能够迅速进行故障定位。本专利技术中经过数据处理模块的电网设备监测参数通过GPRS通信模块，GPRS网 络与Internet网络连接到监测中心，实现低成本、高可靠性的配电网中电网设备状态监测 数据的无线传输。电源模块使用市电220V，同时有备用电源。本专利技术采用无线传感器网络，并通过GPRS网络与Internet网络连接，应用GPS 和GIS技术，实现电网设备实时监测与故障定位，满足了当前配电网安全运行。与现有技术相比，本专利技术具有松耦合、可扩展、服务柔性组合；配电网中的 电网设备，运行状态实行无线传感器网络实时监测；应用GPRS技术，能向用户提供 Internet所能提供的一切功能，且GPRS计费是以数据流量、时间、服务质量三者相结合 为基础，计费方式合理，成本低。本专利技术采用GPRS+GPS+GIS结合，能够迅速进行配电网故障定位，避免扩大停 电面积。本专利技术可以广泛应用于配电网中。附图说明图1是本专利技术的结构示意图2是本专利技术中后台处理模块的结构示意图； 图3是本专利技术后台处理模块中业务处理层的结构示意图； 图4是本专利技术后台处理模块中数据库的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的描述。一种基于SOA架构的电网设备监测与故障定位无线系统，见图1，该系统包括 信息采集模块1、数据处理模块2、通信模块3、电源模块4和后台处理模块5。信息采 集模块1采集电网设备运行状态参数，并将采集到的参数传送到数据处理模块2，数据处 理模块2对参数进行处理和显示，并将处理后的电网设备数据通过通信模块3和Internet 网络6传输给后台处理模块5，后台处理模块5对收到的电网设备数据进行监测并对故障 进行定位，电源模块4与信息采集模块1、数据处理模块2和通信模块3连接。信息采集模块1包括电网设备物理参数与电气参数监测传感器组11、温度传感 器12、湿度传感器13、模拟多路复接器14和信号调理电路15，电网设备物理参数与电气 参数监测传感器组11、温度传感器12和湿度传感器13采集的电网设备运行状态参数经过4模拟多路复接器变为一路输入，经过信号调理电路放大，传送到数据处理模块2。信息采 集模块1可采集电网设备的如下信息可以采集到电网设备的动触头行程，分合闸的周期性，超行程等信息；采集电网设 备的振动信号，电网设备中有一些瞬动式的机械，在动作时，有高强度冲击，高速运动 等特点，这样强烈的冲击振动提供了更为敏感的诊断信息，易于实现监测；采集电网设 备中有一些内直流线圈的直流电流(电压)，因为直线电磁线圈的电流(电压)波形中 包含着可作为诊断机械故障用的重要信息。温度传感器12与湿度传感器13，分别监测电网设备工作在配电柜中的温度与湿 度，以便监测其工作环境。将监测电网设备运行状态的若干路信息，经模拟多路复接器，变为一路信号， 经信号调理电路，对这些微弱信号进行放大，并经C8051运算处理后，由GPRS通信模块 接入Internet，因为在GPRS MC55模块内置的TCP/IP协议栈，由AT指令控制使应用程 序很容易接入网络。图2是本专利技术中后台处理模块的结构示意图。后台处理模块5下而上分别是数 据层51、基础业务服务层52、业务服务总线53、业务处理层54和表示层55。图3是本 专利技术后台处理模块中业务处理层的结构示意图，业务处理层54包含系统管理服务、配电 公司级设备维护服务。数据层中数据库采用三维数据结构，即空间位置(地物在地图中 的位置)、相对位置(地物实体间的拓扑关系)及空间属性数据(描述地物的特征)，利 用GIS软件(MapInfo)来进行管理。本专利技术采用性能衰退分析和预测方法,对高压电网设备进行实时的状态监测和故 障快速定位，并作出相应决策的系统。具体来说，该系统集数据采集、状态监测、故障诊 断与快速定位、性能评估等于一体，并辅以用户管理、权限验证、文档报表管理等系统管 理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＳＯＡ架构的电网设备监测与故障定位无线系统，其特征在于：该系统包括信息采集模块（１）、数据处理模块（２）、通信模块（３）、电源模块（４）和后台处理模块（５），信息采集模块（１）采集电网设备运行状态参数，并将采集到的参数传送到数据处理模块（２），数据处理模块（２）对参数进行处理和显示，并将处理后的电网设备数据通过通信模块（３）和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络（６）传输给后台处理模块（５），后台处理模块（５）对收到的电网设备数据进行监测并对故障进行定位，电源模块（４）与信息采集模块（１）、数据处理模块（２）和通信模块（３）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方泉，胡扬波，承轶青，
申请(专利权)人：江苏电力信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]