一种基于WIFI的分布式故障定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于WIFI的分布式故障定位系统及方法，包括：数个无线网络模块和数个无线配电终端模块；无线配电终端模块包括开入开出组件、无线通信模块、通信管理组件、数据处理组件、信号控制器和报文管理组件；信号控制器分别与开入开出组件、报文管理组件、数据处理组件和通信管理组件双向连接；通信管理组件分别与无线通信模块和数据处理组件相连接。通过实时获取各终端的电气量信息，根据计算结果判断存在故障的区段，控制开关自动地隔离发生故障的区间。本发明专利技术提供的系统及方法，可应用在无法铺设光缆或铺设光缆实施困难的场合，通过采用无线网络方式进行通信，实现分布式的配电自动化故障处理，解决配电终端间的通信困难的问题。

A distributed fault location system and method based on WIFI

The invention discloses a WIFI distributed fault location system and method, which is based on a plurality of wireless network module and a plurality of wireless distribution terminal module; wireless distribution terminal module includes IO module, wireless communication module, communication management module, data processing module, signal controller and message management module; the signal controller respectively. With the open up module, message management module, data processing module and communication module management communication management module are two-way connection; and the wireless communication module and data processing module is connected. According to the calculation results, the section of the fault is judged by the real-time acquisition of the electric quantity information of each terminal. System and method provided by the invention can be used in cable or cable to implement difficult situations, communicate by using wireless network, realize the distribution automation is distributed, solve the difficult communication problem between distribution terminal.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统配电自动化
，特别涉及一种基于WIFI的分布式故障定位系统及方法。
技术介绍
在供电企业中，馈线自动化(FA)被设计用于提高系统的可靠性，它基于配电终端(FeederTerminalUnit，FTU)采集的测量数据判断故障电流，迅速的隔离故障并恢复非故障区的供电服务，可以将非故障区恢复供电的时间从几小时降低到几分钟。传统的FA解决方案是基于集中式架构，这种方式依赖于一个强有力的带高速通信能力，可以处理大量数据的控制中心，这种依赖性可能导致单点故障问题。而且随着负荷的增长以及现场拓扑的频繁变动，这种传统的集中式主站在处理FA功能上逐渐失去效率。需要重新考虑电网的控制结构，从传统的中央决策方式转向分布式决策，这需要各智能设备之间加强横向通信、协调与合作。基于点对点通信的分布式馈线自动化故障处理技术，以就地运行，维护简单，系统独立，不受非相连配电网络频繁变更影响等特点逐渐受到欢迎，采用这种模式实现的馈线自动化功能提高了配电网络的供电可靠性、改善了用电体验。但是，目前实现点对点通信的主要技术方案是采用光纤通信的EPON或者工业以太网技术，该种横向通信方式对于新建线路，可以通过提前规划相关的光缆铺设方案或对现有易施工线路进行改造得以实施，但对于中心城区、老旧线路等难以大规模改造的项目则实施非常困难或者投资巨大，导致在上述这些地区的配电终端间通信实现困难。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种基于WIFI的分布式故障定位系统及方法，以解决现有的定位方法无法在实施困难的场合铺设光缆，导致配电终端间的通信困难的问题。第一方面，根据本专利技术的实施例，提供了一种基于WIFI的分布式故障定位系统，包括：数个无线网络模块和数个无线配电终端模块，其中，所述无线配电终端模块包括开入开出组件、无线通信模块、通信管理组件、数据处理组件、信号控制器和报文管理组件；所述信号控制器的输入端分别与所述开入开出组件、所述报文管理组件、所述数据处理组件和所述通信管理组件的输出端相连接；所述信号控制器的输出端分别与所述开入开出组件、所述报文管理组件、所述数据处理组件和所述通信管理组件的输入端相连接；所述通信管理组件分别与所述无线通信模块和所述数据处理组件相连接；所述开入开出组件用于实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量；所述信号控制器用于通过无线方式进行数据交换，将所述模拟量和状态量按照标准格式进行数据打包，得到数据包；所述报文管理组件用于对所述数据包进行转换报文和解析处理，得到组成完整的信息；所述数据处理组件用于将每相邻两个所述无线配电终端模块的所述组成完整的信息之间进行计算与分析比较，并根据所述计算与分析比较的结果判断存在故障的区段；所述开入开出组件还用于根据所述计算与分析比较的结果，控制所述配电网中开关的开启和闭合；所述通信管理组件用于对数据信息的输入和输出进行通信管理；所述数据信息包括所述数据包、所述组成完整的信息和所述计算与分析的结果；所述无线通信模块用于实现所述无线网络模块与所述无线配电终端模块之间的通信；所述无线网络模块设置于每相邻两个所述无线配电终端模块之间；所述无线网络模块与所述无线配电终端模块的无线通信模块相连接；所述无线网络模块用于实现每相邻两个所述无线配电终端模块之间的无线通信。优选地，所述系统还包括：GPS对时组件，所述GPS对时组件的输出端与所述信号控制器的输入端相连接；所述GPS对时组件用于提供唯一的GPS时钟，实现采集信息同步。优选地，所述无线通信模块包括：无线发射设备和无线接收设备；所述无线发射设备通过所述无线网络模块与相邻所述无线配电终端模块的所述无线接收设备相连接；所述无线接收设备通过所述无线网络模块与相邻所述无线配电终端模块的所述无线发射设备相连接。优选地，所述无线发射设备包括：无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发转换器和发射天线；所述无线收发器的输出端与所述带通滤波器的输入端相连接，所述带通滤波器的输出端与所述功率放大器的输入端相连接，所述功率放大器的输出端与所述低通滤波器的输入端相连接，所述低通滤波器的输出端与所述收发转换器的输入端相连接，所述收发转换器的输出端与所述发射天线相连接。优选地，所述无线接收设备包括：接收天线、低噪声放大器和射频解码器；所述接收天线与所述收发转换器的输入端相连接，所述收发转换器的输出端与所述射频解码器的输入端相连接，所述射频解码器的输出端与所述低噪声放大器的输入端相连接，所述低噪声放大器的输出端与所述无线收发器的输入端相连接。优选地，所述收发转换器包括信息接收器和发射源控制器，所述发射源控制器分别与所述低通滤波器和所述发射天线相连接，所述信息接收器分别与所述射频解码器和所述接收天线相连接。第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于WIFI的分布式故障定位方法，包括以下步骤：实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量；将所述模拟量与所述状态量根据标准格式进行数据打包，得到数据包；对所述数据包进行转换报文和解析处理，得到组成完整的信息；将所述组成完整的信息通过WIFI网络分别发送至相邻两个所述终端，并接收来自相邻所述终端发送的所述组成完成的信息；对两组所述组成完整的信息进行计算与分析比较，根据所述计算与分析比较的结果判断是否存在故障区段；如果存在所述故障区段，则控制所述配电网中的开关的开启，自动隔离存在所述故障区段的线路，恢复所述配电网中非故障区段的供电。优选地，所述实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量的过程还包括：实时提供GPS时钟，根据所述GPS时钟同步采集所述配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量。优选地，所述将组成完整的信息通过WIFI网络分别发送至相邻两个所述终端，并接收来自相邻所述终端发送的所述组成完成的信息的过程，具体包括：将所述组成完整的信息转换成射频信号；对所述射频信号进行功率放大和滤波处理，得到放大后的射频信号；所述放大后的射频信号通过WIFI网络发送至相邻的所述终端；接收相邻的所述终端发送的所述放大后的射频信号；对所述放大后的射频信号进行解码、降噪和功率放大处理，得到接收信号；对所述接收信号进行解调处理，将所述解调后的接收信号与所述射频信号发送至缓存区。优选地，所述对两组组成完整的信息进行计算与分析比较，根据所述计算与分析比较的结果判断是否存在故障区段的过程中，所述计算与分析比较的过程，具体包括：读取所述缓存区的所述解调后的接收信号与所述射频信号，并将所述解调后的接收信号与所述射频信号分别还原成所述组成完整的信息；获取相邻两个所述终端的两组所述组成完整的信息的过流信息，判断两组所述组成完整的信息的过流方向及大小；如果两组所述组成完整的信息的过流方向相反，或其中一组有过流，另一组没有过流，则所述相邻两个终端的采集区段之间出现故障，所述相邻两个终端的采集区段为故障区段；如果两组所述组成完整的信息的过流方向相同或均没有过流，则所述相邻两个终端的采集区段之间没有故障。由以上技术方案可知，本专利技术实施例提供了一种基于WIFI的分布式故障定位系统及方法，包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于WIFI的分布式故障定位系统，其特征在于，包括：数个无线网络模块和数个无线配电终端模块，其中，所述无线配电终端模块包括开入开出组件、无线通信模块、通信管理组件、数据处理组件、信号控制器和报文管理组件；所述信号控制器的输入端分别与所述开入开出组件、所述报文管理组件、所述数据处理组件和所述通信管理组件的输出端相连接；所述信号控制器的输出端分别与所述开入开出组件、所述报文管理组件、所述数据处理组件和所述通信管理组件的输入端相连接；所述通信管理组件分别与所述无线通信模块和所述数据处理组件相连接；所述开入开出组件用于实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量；所述信号控制器用于通过无线方式进行数据交换，将所述模拟量和状态量按照标准格式进行数据打包，得到数据包；所述报文管理组件用于对所述数据包进行转换报文和解析处理，得到组成完整的信息；所述数据处理组件用于将每相邻两个所述无线配电终端模块的所述组成完整的信息之间进行计算与分析比较，并根据所述计算与分析比较的结果判断存在故障的区段；所述开入开出组件还用于根据所述计算与分析比较的结果，控制所述配电网中开关的开启和闭合；所述通信管理组件用于对数据信息的输入和输出进行通信管理；所述数据信息包括所述数据包、所述组成完整的信息和所述计算与分析的结果；所述无线通信模块用于实现所述无线网络模块与所述无线配电终端模块之间的通信；所述无线网络模块设置于每相邻两个所述无线配电终端模块之间；所述无线网络模块与所述无线配电终端模块的无线通信模块相连接；所述无线网络模块用于实现每相邻两个所述无线配电终端模块之间的无线通信。...

【技术特征摘要】
1.一种基于WIFI的分布式故障定位系统，其特征在于，包括：数个无线网络模块和数个无线配电终端模块，其中，所述无线配电终端模块包括开入开出组件、无线通信模块、通信管理组件、数据处理组件、信号控制器和报文管理组件；所述信号控制器的输入端分别与所述开入开出组件、所述报文管理组件、所述数据处理组件和所述通信管理组件的输出端相连接；所述信号控制器的输出端分别与所述开入开出组件、所述报文管理组件、所述数据处理组件和所述通信管理组件的输入端相连接；所述通信管理组件分别与所述无线通信模块和所述数据处理组件相连接；所述开入开出组件用于实时获取配电网中各终端采集区段的电气量信息，并将所述电气量信息转换成模拟量与状态量；所述信号控制器用于通过无线方式进行数据交换，将所述模拟量和状态量按照标准格式进行数据打包，得到数据包；所述报文管理组件用于对所述数据包进行转换报文和解析处理，得到组成完整的信息；所述数据处理组件用于将每相邻两个所述无线配电终端模块的所述组成完整的信息之间进行计算与分析比较，并根据所述计算与分析比较的结果判断存在故障的区段；所述开入开出组件还用于根据所述计算与分析比较的结果，控制所述配电网中开关的开启和闭合；所述通信管理组件用于对数据信息的输入和输出进行通信管理；所述数据信息包括所述数据包、所述组成完整的信息和所述计算与分析的结果；所述无线通信模块用于实现所述无线网络模块与所述无线配电终端模块之间的通信；所述无线网络模块设置于每相邻两个所述无线配电终端模块之间；所述无线网络模块与所述无线配电终端模块的无线通信模块相连接；所述无线网络模块用于实现每相邻两个所述无线配电终端模块之间的无线通信。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：GPS对时组件，所述GPS对时组件的输出端与所述信号控制器的输入端相连接；所述GPS对时组件用于提供唯一的GPS时钟，实现采集信息同步。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线通信模块包括：无线发射设备和无线接收设备；所述无线发射设备通过所述无线网络模块与相邻所述无线配电终端模块的所述无线接收设备相连接；所述无线接收设备通过所述无线网络模块与相邻所述无线配电终端模块的所述无线发射设备相连接。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述无线发射设备包括：无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发转换器和发射天线；所述无线收发器的输出端与所述带通滤波器的输入端相连接，所述带通滤波器的输出端与所述功率放大器的输入端相连接，所述功率放大器的输出端与所述低通滤波器的输入端相连接，所述低通滤波器的输出端与所述收发转换器的输入端相连接，所述收发转换器的输出端与所述发射天线相连接。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述无线接收设备包括：接收天线、低噪声放大器和射频解码器；所述接收天线与所述收发转换器的输入端相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨家全，王丰，李维，冯勇，凌万水，郭光孟，温彦军，杨隽，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，云南电网有限责任公司玉溪供电局，上海金智晟东电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53