1.一種配電網(wǎng)絡具有抗干擾傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)的通信監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于,包括:服務器以及多個與服務器通過GPRS或光纖通信連接的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端;
現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端設置在被監(jiān)控的變電站或被監(jiān)控的電力設備,現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端用于對被監(jiān)控的變電站或被監(jiān)控的電力設備內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息進行采集,并將采集的數(shù)據(jù)信息上傳至服務器;
現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端包括:處理器、低通濾波器、信號放大模塊、無線通信模塊、數(shù)據(jù)采集儲存模塊、用于獲取監(jiān)控區(qū)域視頻圖像或獲取被監(jiān)控電力設備視頻圖像,并將攝取的視頻圖像傳輸至服務器的攝像頭、用于根據(jù)服務器發(fā)送的控制指令控制攝像頭動作的云臺控制模塊、狀態(tài)量采集模塊、交流模擬量采集模塊、歷史數(shù)據(jù)處理模塊、變壓設備數(shù)據(jù)采集模塊、供電線路數(shù)據(jù)采集模塊、斷路器數(shù)據(jù)采集模塊、隔離開關數(shù)據(jù)采集模塊、接地開關數(shù)據(jù)采集模塊、設置在一次側(cè)電流互感器,一次側(cè)電壓互感器,二次側(cè)電流互感組件,二次側(cè)電壓互感組件;一次側(cè)電流互感器實時采集一次側(cè)三相電流數(shù)據(jù)并傳輸給服務器;一次側(cè)電壓互感器實時采集一次側(cè)三相電壓數(shù)據(jù)并傳輸給服務器;二次側(cè)電流互感組件實時采集二次側(cè)三相電流數(shù)據(jù)并傳輸給服務器;二次側(cè)電壓互感組件實時采集二次側(cè)三相電壓數(shù)據(jù)并傳輸給服務器;
狀態(tài)量采集模塊用于實時采集低壓臺區(qū)低壓開關位置狀態(tài),低壓開關發(fā)生變位時,將低壓開關變位信息儲存,并發(fā)送給處理器;
交流模擬量采集模塊用于按使用要求預設電壓、電流、功率、功率、功率因數(shù)模擬量采集,測量電壓、電流、功率、功率因數(shù),并具有電壓監(jiān)測越限統(tǒng)計,電壓準確度等級為0.5,具有諧波數(shù)據(jù)統(tǒng)計,諧波分量準確度等級為1;
歷史數(shù)據(jù)處理模塊用于將采集的數(shù)據(jù)以日為單位,在次日零點形成歷史日數(shù)據(jù),并保存最近30日數(shù)據(jù),按照設定的凍結(jié)間隔以15min,30min,45min,60min形成各類凍結(jié)曲線數(shù)據(jù),并保存最近30天曲線數(shù)據(jù),并發(fā)送給處理器;
變壓設備數(shù)據(jù)采集模塊用于采集現(xiàn)場變壓設備及與變壓設備相適配的配電設備的模擬量,變壓器各側(cè)電流、電壓、有功功率、無功功率、線圈溫度、油溫,并發(fā)送給處理器;
所述供電線路數(shù)據(jù)采集模塊用于采集供電線路的電流、有功功率、無功功率;母線的電壓、頻率;供電線路的三相電壓、三相電流、零序電壓、零序電流,并發(fā)送給處理器;
所述斷路器數(shù)據(jù)采集模塊、隔離開關數(shù)據(jù)采集模塊、接地開關數(shù)據(jù)采集模塊分別用于采集現(xiàn)場設備的開關量,開關量包括:斷路器位置、隔離開關、接地開關位置、斷路器開關位置、保護動作總信號、就地/遠方轉(zhuǎn)換開關位置、斷路器操動機構(gòu)異常信號、控制回路斷線信號、保護報警信號、保護裝置故障信號,并發(fā)送給處理器;
二次側(cè)電流互感組件包括:電流互感器、電流互感器的輸入端接二次側(cè)線路,電流互感器的第一輸出端分別接二極管DdL1的陰極,二極管DdL2的陽極,運放器正極輸入端,電容CdL1第一端,電阻RdL1,電流互感器的第二輸出端分別接二極管DdL1的陽極,二極管DdL2的陰極,運放器負極輸入端,運放器輸出端接二次側(cè)電流互感組件的輸出端;二次側(cè)電流互感組件的輸出端通過低通濾波器接處理器;
二次側(cè)電壓互感組件包括:電壓互感器U1,電壓互感器U1的輸入端分別通過電阻Rdy1和電阻Rdy2接二次側(cè)線路,電壓互感器的第一輸出端分別接二極管Ddy1的陰極,二極管Ddy2的陽極,運放器正極輸入端,電容Cdy1第一端,電阻Rdy3第一端,電壓互感器的第二輸出端分別接二極管Ddy1的陽極,二極管Ddy2的陰極,運放器負極輸入端,運放器輸出端、電容Cdy1第二端,電阻Rdy3第二端,二次側(cè)電壓互感組件的輸出端同時連接;二次側(cè)電壓互感組件的輸出端通過低通濾波器接處理器;
低通濾波器包括:濾波第一電容、濾波第二電容、濾波第三電容、濾波第四電容、濾波第五電容、濾波第一電阻、濾波第二電阻、濾波第三電阻、濾波第四電阻、濾波第五電阻、濾波第六電阻、濾波二極管一、濾波二極管二、濾波運放器一、濾波運放器二;
濾波第一電阻第一端、濾波二極管一負極、濾波二極管二正極與濾波第二電阻第一端連接;濾波第一電阻第二端,濾波二極管一正極,濾波二極管二負極,濾波第一電容第一端同時接地;濾波第二電阻第二端,濾波第一電容第二端,濾波第三電阻第一端連接;濾波第三電阻第二端,濾波第二電容第一端,濾波第四電阻第一端同時連接,濾波第四電阻第二端,濾波第三電容第一端,濾波運放器一正極輸入端同時連接,濾波第三電容第二端接地;濾波運放器一負極輸入端,濾波運放器一輸出端,濾波第二電容第二端,濾波第五電阻第一端同時連接;濾波第五電阻第二端,濾波第四電容,濾波第六電阻同時連接,并通過濾波第四電容接地;濾波第六電阻接濾波運放器二的正極輸入端;濾波運放器二的負極輸入端,濾波運放器二的輸出端,濾波第四電容同時連接;濾波運放器一、濾波運放器二分別連接5V電源;
處理器用于對接收的數(shù)據(jù)信息儲存至數(shù)據(jù)采集儲存模塊內(nèi)部,并且控制無線通信模塊,將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至服務器;
服務器包括:電壓監(jiān)測模塊、功率因數(shù)監(jiān)測模塊、開關量監(jiān)測模塊、校時模塊、限值設置模塊、線路損耗分析模塊、視在功率曲線生成模塊、視在功率對比模塊、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊、用于使服務器與用戶進行人機交互的PC客戶機;
電壓監(jiān)測模塊用于對用電網(wǎng)電壓偏差監(jiān)測,對用電網(wǎng)電壓合格率統(tǒng)計;
功率因數(shù)監(jiān)測模塊用于按設置的功率因數(shù)分段限值對監(jiān)測點的功率因數(shù)進行分析統(tǒng)計,記錄每月功率因數(shù)越限值發(fā)生在各區(qū)段的累計時間;
開關量監(jiān)測模塊用于根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端傳輸?shù)呐潆婇_關狀態(tài),監(jiān)測供電網(wǎng)絡的開關狀態(tài)信息;
校時模塊用于向現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送時鐘校時指令,使現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端采集的時鐘與服務器的晶振時鐘相同;
限值設置模塊用于設置監(jiān)控區(qū)域內(nèi)電能表的電壓及電流越限值、功率因數(shù)分段限值;
線路損耗分析模塊用于根據(jù)電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu),按天采集線路下的單相、三相用戶和臺區(qū)總表的用電量,通過建立線損分析模型,實時地分析每條線路的實際損耗,在超過一定閥值后進行告警;
視在功率對比模塊用于根據(jù)實時傳輸?shù)囊淮蝹?cè)三相電電流,一次側(cè)三相電壓,二次側(cè)三相電電流,二次側(cè)三相電壓,計算出有功功率,無功功率,并得出視在功率,制成視在功率曲線;
視在功率對比模塊用于對比一次側(cè)用電信息和二次側(cè)用電信息,進行數(shù)據(jù)對比并在同一頁面繪制成兩條視在功率曲線,在顯示屏上反映給用戶一、二次側(cè)用電信息是否存在用電異常;
數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊用于對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端采集并發(fā)送的數(shù)據(jù)并結(jié)合數(shù)據(jù)庫儲存的歷史數(shù)據(jù)信息,基于分類、統(tǒng)計、計算和分析的結(jié)果,提供信息查詢、定制報表和分析報告形成等一系列功能,以便支持停電原因查找、可靠性數(shù)據(jù)統(tǒng)計方面的綜合應用;配電網(wǎng)各類數(shù)據(jù)包括實時數(shù)據(jù)、非實時數(shù)據(jù)和準實時數(shù)據(jù);具體的模塊功能包括:配電網(wǎng)故障的原因歸類分析;調(diào)度工作計劃的檢索和分析;調(diào)度操作票統(tǒng)計和分類;停電工作分類與工作評定;供電可靠性分析與統(tǒng)計;其它應用戶需要而專門進行的綜合應用;
還包括:與服務器通信連接的手持應用終端;
手持應用終端包括:攝像頭、錄音模塊、GPS定位模塊、USB接口、身份識別模塊、數(shù)據(jù)儲存模塊、數(shù)據(jù)交互模塊、信息注冊模塊、注冊信息獲取模塊、注冊信息確認模塊、設備信息發(fā)送模塊;
GPS定位模塊用于用戶在使用手持應用終端時,進行位置定位;
數(shù)據(jù)交互模塊用于使用戶在對現(xiàn)場進行巡檢時,上報巡檢記錄,巡檢結(jié)果,以及獲取服務器儲存的現(xiàn)場設備數(shù)據(jù)信息;
信息注冊模塊向服務器提交注冊報文信息;
注冊信息獲取模塊用于獲取服務器發(fā)送的許可注冊信息,許可注冊信息包括IP號、通信端口、版本信息、唯一標識名稱;
注冊信息確認模塊用于當接收到許可注冊信息后,回復注冊完成信息,并將注冊信息保持至數(shù)據(jù)儲存模塊內(nèi);
設備信息發(fā)送模塊用于將巡檢的設備運行數(shù)據(jù),供電網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)據(jù),開光狀態(tài)數(shù)據(jù),根據(jù)用戶作出的控制指令,發(fā)送給服務器;
手持應用終端采用UDP并以注冊報文信息的方式向服務器進行注冊,注冊報文信息包括IP報文、通信端口、版本信息、唯一標識名稱,IP報文采用ASN.1編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)絡具有抗干擾傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)的通信監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于,
處理器通過信號放大模塊與無線通信模塊連接,信號放大模塊用于將處理器發(fā)送的數(shù)據(jù)信息進行放大,信號放大模塊包括:電阻Rsy2、電阻Rsy3、電阻Rsy4、電容Csy1、電容Csy2、二極管Dsy1、二極管Dsy2、運放器LMsy;
信號放大模塊的輸入端通過電阻Rsy2接運放器LMsy的正極輸入端,運放器LMsy的負極輸入端通過電阻Rsy3接地,通過電阻Rsy4接信號放大模塊的輸出端;二極管Dsy1、二極管Dsy2串聯(lián)連接,二極管Dsy1的陰極接電源,二極管Dsy2的陽極接地;二極管Dsy1、二極管Dsy2之間接信號放大模塊的輸出端,運放器LMsy的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)絡具有抗干擾傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)的通信監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于,
數(shù)據(jù)采集終端還包括:發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理模塊、發(fā)送數(shù)據(jù)配置模塊、發(fā)送數(shù)據(jù)解析模塊、規(guī)約判斷模塊、
發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理模塊用于通過FTP方式將數(shù)據(jù)采集終端采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務器的指定路徑下,并獲取配置信息和性能信息;
發(fā)送數(shù)據(jù)配置模塊用于將待發(fā)送的數(shù)據(jù)配置成xml文件,得到FTP的IP端口,針對所述數(shù)據(jù)采集終端開通的用戶名和密碼,xml文件所在本地獲取路徑和存儲路徑,采集時間;
發(fā)送數(shù)據(jù)解析模塊用于將xml文件調(diào)用成FTPClient類發(fā)送性能文件,調(diào)用FTPClient指令,與服務器建立發(fā)送路徑,解析所有xml文件制成xml包;
規(guī)約判斷模塊用于通過判定xml包內(nèi),xml文件是否合乎通信約定的規(guī)約,若符合規(guī)約則進行發(fā)送,若不符合則發(fā)送xml文件不符合規(guī)約;
服務器還包括:數(shù)據(jù)更新判斷模塊、數(shù)據(jù)處理過濾模塊、數(shù)據(jù)庫映射模塊、處理信息儲存模塊;
數(shù)據(jù)更新判斷模塊用于比較判斷當前接收的xml包內(nèi)xml文件與上一采集時間內(nèi)接收的xml文件是否有更新,若新接收的xml文件有更新,則將該文件保持至數(shù)據(jù)庫;
數(shù)據(jù)處理過濾模塊用于調(diào)用XMLUtil.getSafeXMLInputSource函數(shù),對xml包內(nèi)每個xml文件進行信息過濾處理,將過濾后的xml文件傳遞給NEPerformance函數(shù)的NEPerformanceMeasInfo類,進行解析和裝載;
數(shù)據(jù)庫映射模塊用于在數(shù)據(jù)庫的persistence.xml文件中調(diào)用NEPerformance類和NEPerformanceMeasInfo類,解析和裝載的每個xml文件映射到NEPerformance類和NEPerformanceMeasInfo類中管理儲存;
處理信息儲存模塊用于將xml文件中各個屬性對應的值賦給NEPerformance類聲明的信息,并對信息進行判斷處理,待所有測量結(jié)果均被處理并裝載NEPerformanceMeasInfo中的各個變量后,調(diào)用EntityManager函數(shù)將數(shù)據(jù)儲存到數(shù)據(jù)庫中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)絡具有抗干擾傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)的通信監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于,
現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端還包括:相電檢測模塊;相電檢測模塊用于檢測二次側(cè)三相電是否缺相,并當出現(xiàn)缺相時,將缺相信息發(fā)送至處理器;
相電檢測模塊包括:A相電檢測端、B相電檢測端、C相電檢測端、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、二極管D1、二極管D2、二極管D3、光電隔離器;
A相電檢測端通過電阻R1、二極管D1、電阻R2接光電隔離器輸入端;
B相電檢測端通過電阻R3、二極管D2、電阻R4接光電隔離器輸入端;
C相電檢測端通過電阻R5、二極管D3、電阻R6接光電隔離器輸入端;
光電隔離器設有與A相電檢測端相對于的A相電檢測輸出端,與B相電檢測端相對于的B相電檢測輸出端,與C相電檢測端相對于的C相電檢測輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)絡具有抗干擾傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)的通信監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于,
現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端還包括:時鐘報文接收處理模塊、
服務器還包括:時鐘報文發(fā)送模塊、時間同步處理模塊、同步時間發(fā)送模塊;
時鐘報文發(fā)送模塊用于向數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送時鐘同步報文,時鐘同步報文中中設有時鐘同步預設模式;
時鐘報文接收處理模塊用于接收時鐘報文發(fā)送模塊發(fā)送的時鐘同步報文,收到同步報文后數(shù)據(jù)采集終端在時鐘同步設置模式下工作,同時向服務器發(fā)送應答報文,應答報文中設有服務器同步設定模式;
時間同步處理模塊用于收到應答報文后,利用SntpClient Java這個類調(diào)用NTP函數(shù),進行時鐘過濾,通過函數(shù)client.requestTime獲取本地時間戳,減去數(shù)據(jù)采集終端所在的時區(qū)偏離值,獲得服務器同步時間;
同步時間發(fā)送模塊用于把服務器同步時間發(fā)送到現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端,實現(xiàn)服務器與該現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端時間統(tǒng)一。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的配電網(wǎng)絡具有抗干擾傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)的通信監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于,
手持應用終端還用于在進行現(xiàn)場巡檢之前,用戶使用手持應用終端從服務器中下載現(xiàn)場待巡視的初始數(shù)據(jù)或上次巡檢結(jié)果,并存入手持應用終端的數(shù)據(jù)儲存模塊中;在進行現(xiàn)場用電巡檢時,根據(jù)現(xiàn)場用戶情況,在手持應用終端上記錄現(xiàn)場電力設備的巡檢結(jié)果,結(jié)合巡視移動終端的GPS定位功能,實時定位現(xiàn)場用電檢查時的地理位置信息或用戶的地理位置信息;
在巡檢結(jié)束后,所述的用戶將手持應用終端已采集的數(shù)據(jù)信息向服務器上傳,實現(xiàn)手持應用終端與服務器之間的數(shù)據(jù)交換,并更新服務器內(nèi)部數(shù)據(jù)庫信息更新。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)絡具有抗干擾傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)的通信監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于,
現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端包括:饋線終端采集控制單元、配變終端采集控制單元、數(shù)據(jù)終端采集控制單元、分支線故障模塊;
饋線終端采集控制單元、配變終端采集控制單元、數(shù)據(jù)終端采集控制單元對供電系統(tǒng)上的開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、配電室、箱式變、柱上開關進行遙測信息,并基于不同遙測點的電流情況進行故障定位、隔離和恢復供電;
分支線故障模塊用于分支線路采用具有接地故障處理功能的快速分段開關,當分支分段開關區(qū)域內(nèi)線路發(fā)生單相接地故障時,該分支分段開關經(jīng)過延時判斷為永久故障后自動分閘,直接切除故障;當分支分段開關區(qū)域內(nèi)線路發(fā)生相間短路時,如分支分段開關采用斷路器,就地跳閘切除故障;如采用負荷開關,上級開關保護掉閘,用戶分段開關在線路失電后分閘并閉鎖,上級開關重合后,相鄰線路恢復供電,故障線路被隔離;快速分段開關安裝于高壓用電戶與運行負荷較大、故障率高的分支線路;架空線路和電纜線路分別采用快速分段開關。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)絡具有抗干擾傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)的通信監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于,
現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端還包括:數(shù)據(jù)生成模塊、數(shù)字簽名模塊、密文生成模塊、加密會話密鑰生成模塊、加密數(shù)據(jù)發(fā)送模塊;
數(shù)據(jù)生成模塊用于使用服務器預設的AES算法對待發(fā)送的數(shù)據(jù)信息生成消息概要;
數(shù)字簽名模塊用于采用服務器預設的公鑰密碼機制ELGamal利用服務器的私鑰對所產(chǎn)生的消息概要進行數(shù)字簽名;
密文生成模塊用于利用服務器預設的會話密鑰對數(shù)據(jù)信息進行AES加密,得到密文;
加密會話密鑰生成模塊用于服務器預設的公鑰密碼機制ELGamal加密算法以及利用服務器的公鑰加密會話密鑰,得到加密后的數(shù)據(jù)通信會話密鑰;
加密數(shù)據(jù)發(fā)送模塊用于將產(chǎn)生的數(shù)字簽名、加密后的密文和會話密鑰一起發(fā)送給服務器;
服務器還包括:加密數(shù)據(jù)接收模塊、密文解密模塊、概要還原模塊、概要解密模塊、概要對比模塊;
加密數(shù)據(jù)接收模塊用于通過通信網(wǎng)絡接收到現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端發(fā)過來的數(shù)據(jù)通信會話密鑰,采用公鑰密碼機制ELGamal解密算法利用現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的私鑰對加密的會話密鑰進行解密,并判斷解密后會話密鑰是否與預設的會話密鑰相匹配,如果相匹配,則接收數(shù)字簽名和加密后的密文;
密文解密模塊用于采用預設的AES算法利用解密出來的會話密鑰對密文進行解密,得到數(shù)據(jù)信息;
概要生成模塊用于利用預設的AES算法將密文解密模塊解密的數(shù)據(jù)信息生成后消息概要;
概要解密模塊用于采用預設的公鑰密碼機制ELGamal利用現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送的公鑰將接收到的數(shù)字簽名進行解密,得到現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的消息概要;
概要判斷模塊用于使用服務器預設的AES算法對概要解密模塊得到的消息概要與概要生成模塊生成的后消息概要進行對比判斷,如概要解密模塊得到的消息概要與概要生成模塊生成的后消息概要相同,則判斷為數(shù)據(jù)接收成功顯示正常,如果概要解密模塊得到的消息概要與概要生成模塊生成的后消息概要不相同,則判斷為非正常數(shù)據(jù),顯示異常。