1.本發(fā)明涉及配電網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)及方法。


背景技術(shù)：

2.隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的進(jìn)步，現(xiàn)代電力系統(tǒng)也日趨大型化、復(fù)雜化，人們對電能的持續(xù)和穩(wěn)定要求越來越高。與此同時，電力系統(tǒng)的故障是無法避免的，因此，往往需要監(jiān)測設(shè)備來對配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測，現(xiàn)有的監(jiān)測設(shè)備往往只對配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)自身出現(xiàn)問題時，無法及時發(fā)現(xiàn)，容易造成事故，另外，現(xiàn)有的監(jiān)測設(shè)備往往只能提供具體的監(jiān)測數(shù)據(jù)，無法及時判斷故障類型，需要人工判斷，費(fèi)時費(fèi)力，容易耽誤維修時間。因此，設(shè)計(jì)一種用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)及方法是十分有必要的。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

3.本發(fā)明的目的是提供一種用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對監(jiān)測模塊的檢查，防止因監(jiān)測模塊故障造成事故，能夠?qū)崿F(xiàn)故障類型的判斷，降低了維修人員的工作量。
4.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
5.一種用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，包括：監(jiān)控主機(jī)、交換機(jī)、配電自動化系統(tǒng)及監(jiān)測模塊，所述監(jiān)測模塊連接配電網(wǎng)，用于獲取配電網(wǎng)信息，所述監(jiān)控主機(jī)通過交換機(jī)連接所述監(jiān)測模塊及配電自動化系統(tǒng)。
6.可選的，所述監(jiān)測模塊包括智能監(jiān)控儀表、電動機(jī)保護(hù)控制器及火災(zāi)監(jiān)控模塊，所述智能監(jiān)控儀表、電動機(jī)保護(hù)控制器及火災(zāi)監(jiān)控模塊均設(shè)置有多個，分別設(shè)置在所述配電網(wǎng)的各個配電回路中，所述智能監(jiān)控儀表、電動機(jī)保護(hù)控制器及火災(zāi)監(jiān)控模塊通過交換機(jī)連接所述監(jiān)控主機(jī)。
7.可選的，所述火災(zāi)監(jiān)控模塊包括控制器、剩余電流互感器、溫度傳感器、信號放大電路及ad轉(zhuǎn)換電路和通訊接口電路，所述配電網(wǎng)的各個配電回路中設(shè)置所述剩余電流互感器和溫度傳感器，所述剩余電流互感器和溫度傳感器連接所述信號放大電路，所述信號放大電路連接所述ad轉(zhuǎn)換電路和通信接口電路，所述ad轉(zhuǎn)換電路和所述通訊接口電路連接所述cpu，所述cpu通過交換機(jī)連接所述監(jiān)控主機(jī)。
8.本發(fā)明還提供了一種用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測方法，應(yīng)用于上述的用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，包括如下步驟：
9.步驟1：搭建配電網(wǎng)模型，根據(jù)配電網(wǎng)模型對監(jiān)測模塊的功能進(jìn)行檢測；
10.步驟2：檢測完成后，通過監(jiān)測模塊采集配電網(wǎng)信息，根據(jù)配電網(wǎng)信息判斷配電網(wǎng)是否異常，若配電網(wǎng)發(fā)生異常，則獲取配電網(wǎng)的故障類型，控制主機(jī)控制配電自動化系統(tǒng)根據(jù)故障類型進(jìn)行操作，解除故障。
11.可選的，步驟1中，搭建配電網(wǎng)模型，根據(jù)配電網(wǎng)模型對監(jiān)測模塊的功能進(jìn)行檢測，
具體為：
12.搭建配電網(wǎng)模型，生成配電網(wǎng)預(yù)設(shè)工況仿真數(shù)據(jù)，根據(jù)配電網(wǎng)預(yù)設(shè)工況仿真數(shù)據(jù)生成三相電壓電流信號，將三相電壓電流信號注入監(jiān)測模塊，獲取監(jiān)測模塊基于三相電壓電流信號生成的配電網(wǎng)信息，將配電網(wǎng)信息與預(yù)設(shè)工況仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，判斷監(jiān)測模塊是否正常，若正常，則檢測完成，若不正常，則對監(jiān)測模塊進(jìn)行維修。
13.可選的，步驟2中，檢測完成后，通過監(jiān)測模塊采集配電網(wǎng)信息，根據(jù)配電網(wǎng)信息判斷配電網(wǎng)是否異常，若配電網(wǎng)發(fā)生異常，則獲取配電網(wǎng)的故障類型，控制主機(jī)控制配電自動化系統(tǒng)根據(jù)故障類型進(jìn)行操作，解除故障，具體為：
14.監(jiān)測模塊采集配電網(wǎng)信息，并將其發(fā)送至監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)判斷配電網(wǎng)信息中的各個信號的實(shí)時波形是否為正常波形，若為正常波形，則控制主機(jī)判斷配電網(wǎng)未發(fā)生故障，若不為正常波形，則控制主機(jī)將配電網(wǎng)信息中的各個信號的實(shí)時波形分別與預(yù)設(shè)波形庫中的對應(yīng)信號的波形進(jìn)行匹配，其中，預(yù)設(shè)波形庫中設(shè)置有配電網(wǎng)中的故障波形以及相應(yīng)的故障類型，若存在匹配的故障波形，則判斷配電網(wǎng)存在與匹配的故障波形相對應(yīng)的故障類型，若不存在匹配的故障波形，則根據(jù)實(shí)時波形求解近似近似的故障波形，進(jìn)一步判斷故障類型，并將實(shí)時波形及對應(yīng)的故障類型存儲至預(yù)設(shè)波形庫，判斷完成后，控制主機(jī)控制配電自動化系統(tǒng)根據(jù)故障類型進(jìn)行操作，解除故障，控制主機(jī)將配電網(wǎng)信息、配電自動化系統(tǒng)操作信息及故障類型對應(yīng)存儲至服務(wù)器。
15.可選的，控制主機(jī)將配電網(wǎng)信息中的各個信號的實(shí)時波形分別與預(yù)設(shè)波形庫中的對應(yīng)信號的波形進(jìn)行匹配，具體為：
16.在實(shí)時波形上選取一組隨機(jī)點(diǎn)，計(jì)算隨機(jī)點(diǎn)與波形庫中的波形的相應(yīng)點(diǎn)之間的誤差為：
17.ε(i,j)＝|sm(i,j)-t(i,j)|
18.式中，ε(i,j)為誤差，t(i,j)為實(shí)時波形的隨機(jī)點(diǎn)，sm(i,j)為波形庫中第m個波形的相應(yīng)點(diǎn)，重復(fù)累加所有隨機(jī)點(diǎn)的誤差，得到誤差和，判斷誤差和是否大于預(yù)設(shè)閾值，若不大于，則判斷相匹配，若大于，則記錄累加次數(shù)，構(gòu)造累加次數(shù)與誤差和的檢測曲面函數(shù)為：
[0019][0020]
其中，ε(i,j,m)為波形庫中的第m個波形與實(shí)時波形的誤差，r為累加次數(shù)，tk為預(yù)設(shè)閾值，n為匹配度，根據(jù)匹配度判斷近似波形，根據(jù)近似波形在波形庫中確定匹配波形。
[0021]
根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明提供的用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括監(jiān)控主機(jī)、交換機(jī)、配電自動化系統(tǒng)及監(jiān)測模塊，通過監(jiān)測模塊能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)信息進(jìn)行采集，通過監(jiān)控主機(jī)可以協(xié)調(diào)控制監(jiān)測模塊及配電自動化系統(tǒng)，其中，監(jiān)測模塊包括智能監(jiān)控儀表、電動機(jī)保護(hù)控制器及火災(zāi)監(jiān)控模塊，通過智能監(jiān)控儀表對配電網(wǎng)信息進(jìn)行采集，通過電動機(jī)保護(hù)控制器保護(hù)配電網(wǎng)中的電動機(jī)，通過火災(zāi)監(jiān)控模塊用于對配電網(wǎng)進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)測，防止發(fā)生火災(zāi)事故；該方法包括搭建配電網(wǎng)模型，根據(jù)配電網(wǎng)模型對監(jiān)測模塊的功能進(jìn)行檢測，檢測完成后，通過監(jiān)測模塊采集配電網(wǎng)信息，根據(jù)配電網(wǎng)信息判斷配電網(wǎng)是否異常，若配電網(wǎng)發(fā)生異常，則獲取配電網(wǎng)的故障類型，控制主機(jī)控制配電自動化系統(tǒng)根據(jù)故障類型進(jìn)行操作，解除故障，首先對監(jiān)測模塊進(jìn)行檢查，判斷監(jiān)測模塊是否正常，能夠防止因監(jiān)測模塊損壞造成誤判，從而引發(fā)事故，其次能
夠根據(jù)故障的配電網(wǎng)信息自動判斷故障類型，無需工作人員自行判斷，降低了工作人員的工作量，提高了維修效率。
附圖說明
[0022]
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]
圖1為本發(fā)明實(shí)施例用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]
圖2為本發(fā)明實(shí)施例用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測方法流程示意圖。
[0025]
附圖標(biāo)記：1、監(jiān)控主機(jī)；2、交換機(jī)；3、監(jiān)測模塊；4、配電自動化系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
[0026]
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]
本發(fā)明的目的是提供一種用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對監(jiān)測模塊的檢查，防止因監(jiān)測模塊故障造成事故，能夠?qū)崿F(xiàn)故障類型的判斷，降低了維修人員的工作量。
[0028]
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0029]
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，包括：監(jiān)控主機(jī)1、交換機(jī)2、配電自動化系統(tǒng)4及監(jiān)測模塊3，所述監(jiān)測模塊3連接配電網(wǎng)，用于獲取配電網(wǎng)信息，所述監(jiān)控主機(jī)1通過交換機(jī)2連接所述監(jiān)測模塊3及配電自動化系統(tǒng)4。
[0030]
所述監(jiān)測模塊3包括智能監(jiān)控儀表、電動機(jī)保護(hù)控制器及火災(zāi)監(jiān)控模塊，所述智能監(jiān)控儀表、電動機(jī)保護(hù)控制器及火災(zāi)監(jiān)控模塊均設(shè)置有多個，分別設(shè)置在所述配電網(wǎng)的各個配電回路中，所述智能監(jiān)控儀表、電動機(jī)保護(hù)控制器及火災(zāi)監(jiān)控模塊通過交換機(jī)2連接所述監(jiān)控主機(jī)1。
[0031]
所述火災(zāi)監(jiān)控模塊包括控制器、剩余電流互感器、溫度傳感器、信號放大電路及ad轉(zhuǎn)換電路和通訊接口電路，所述配電網(wǎng)的各個配電回路中設(shè)置所述剩余電流互感器和溫度傳感器，所述剩余電流互感器和溫度傳感器連接所述信號放大電路，所述信號放大電路連接所述ad轉(zhuǎn)換電路和通信接口電路，所述ad轉(zhuǎn)換電路和所述通訊接口電路連接所述cpu，所述cpu通過交換機(jī)2連接所述監(jiān)控主機(jī)1；
[0032]
所述火災(zāi)監(jiān)控模塊包括還包括報(bào)警裝置，報(bào)警裝置連接所述cpu溫度傳感器實(shí)時監(jiān)測配電回路的溫度，剩余電流互感器實(shí)時監(jiān)測配電回路的剩余電流，當(dāng)溫度及剩余電流超過預(yù)設(shè)閾值時，cpu判斷有發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險，控制報(bào)警裝置報(bào)警，并將信息發(fā)送至控制主機(jī)，提醒工作人員。
[0033]
如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測方法，應(yīng)用于上述的用于
配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，包括如下步驟：
[0034]
步驟1：搭建配電網(wǎng)模型，根據(jù)配電網(wǎng)模型對監(jiān)測模塊的功能進(jìn)行檢測；
[0035]
步驟2：檢測完成后，通過監(jiān)測模塊采集配電網(wǎng)信息，根據(jù)配電網(wǎng)信息判斷配電網(wǎng)是否異常，若配電網(wǎng)發(fā)生異常，則獲取配電網(wǎng)的故障類型，控制主機(jī)控制配電自動化系統(tǒng)根據(jù)故障類型進(jìn)行操作，解除故障。
[0036]
步驟1中，搭建配電網(wǎng)模型，根據(jù)配電網(wǎng)模型對監(jiān)測模塊的功能進(jìn)行檢測，具體為：
[0037]
搭建配電網(wǎng)模型，生成配電網(wǎng)預(yù)設(shè)工況仿真數(shù)據(jù)，根據(jù)配電網(wǎng)預(yù)設(shè)工況仿真數(shù)據(jù)生成三相電壓電流信號，將三相電壓電流信號注入監(jiān)測模塊，獲取監(jiān)測模塊基于三相電壓電流信號生成的配電網(wǎng)信息，將配電網(wǎng)信息與預(yù)設(shè)工況仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，判斷監(jiān)測模塊是否正常，若正常，則檢測完成，若不正常，則對監(jiān)測模塊進(jìn)行維修；
[0038]
其中，根據(jù)配電網(wǎng)預(yù)設(shè)工況仿真數(shù)據(jù)生成三相電壓電流信號具體為：
[0039]
根據(jù)配電網(wǎng)預(yù)設(shè)工況仿真數(shù)據(jù)通過數(shù)字合成正弦信號源輸出三相電壓電流信號，其中，所述數(shù)字合成正弦信號源輸出的三相電壓電流信號的電壓、電流、相別、幅值、相位、頻率均軟件可調(diào)控，生成的三相電壓電流信號可經(jīng)過電壓輸出變換電路，然后輸送至電壓功率放大器進(jìn)行功率放大處理，而經(jīng)功率放大處理后的三相電壓電流信號再通過升壓器升壓后即可注入監(jiān)測模塊；
[0040]
也可經(jīng)電流輸出變換電路，然后輸送至電流功率放大器進(jìn)行功率放大處理，而經(jīng)功率放大處理后的三相電壓電流信號再通過升流器升流后即可注入監(jiān)測模塊。
[0041]
步驟2中，檢測完成后，通過監(jiān)測模塊采集配電網(wǎng)信息，根據(jù)配電網(wǎng)信息判斷配電網(wǎng)是否異常，若配電網(wǎng)發(fā)生異常，則獲取配電網(wǎng)的故障類型，控制主機(jī)控制配電自動化系統(tǒng)根據(jù)故障類型進(jìn)行操作，解除故障，具體為：
[0042]
監(jiān)測模塊采集配電網(wǎng)信息，并將其發(fā)送至監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)判斷配電網(wǎng)信息中的各個信號的實(shí)時波形是否為正常波形，若為正常波形，則控制主機(jī)判斷配電網(wǎng)未發(fā)生故障，若不為正常波形，則控制主機(jī)將配電網(wǎng)信息中的各個信號的實(shí)時波形分別與預(yù)設(shè)波形庫中的對應(yīng)信號的波形進(jìn)行匹配，其中，預(yù)設(shè)波形庫中設(shè)置有配電網(wǎng)中的故障波形以及相應(yīng)的故障類型，若存在匹配的故障波形，則判斷配電網(wǎng)存在與匹配的故障波形相對應(yīng)的故障類型，若不存在匹配的故障波形，則根據(jù)實(shí)時波形求解近似近似的故障波形，進(jìn)一步判斷故障類型，并將實(shí)時波形及對應(yīng)的故障類型存儲至預(yù)設(shè)波形庫，判斷完成后，控制主機(jī)控制配電自動化系統(tǒng)根據(jù)故障類型進(jìn)行操作，解除故障，控制主機(jī)將配電網(wǎng)信息、配電自動化系統(tǒng)操作信息及故障類型對應(yīng)存儲至服務(wù)器。
[0043]
控制主機(jī)將配電網(wǎng)信息中的各個信號的實(shí)時波形分別與預(yù)設(shè)波形庫中的對應(yīng)信號的波形進(jìn)行匹配，具體為：
[0044]
在實(shí)時波形上選取一組隨機(jī)點(diǎn)，計(jì)算隨機(jī)點(diǎn)與波形庫中的波形的相應(yīng)點(diǎn)之間的誤差為：
[0045]
ε(i,j)＝|sm(i,j)-t(i,j)|
[0046]
式中，ε(i,j)為誤差，t(i,j)為實(shí)時波形的隨機(jī)點(diǎn)，sm(i,j)為波形庫中第m個波形的相應(yīng)點(diǎn)，重復(fù)累加所有隨機(jī)點(diǎn)的誤差，得到誤差和，判斷誤差和是否大于預(yù)設(shè)閾值，若不大于，則判斷相匹配，若大于，則記錄累加次數(shù)，構(gòu)造累加次數(shù)與誤差和的檢測曲面函數(shù)為：
[0047][0048]
其中，ε(i,j,m)為波形庫中的第m個波形與實(shí)時波形的誤差，r為累加次數(shù)，tk為預(yù)設(shè)閾值，n為匹配度，根據(jù)匹配度判斷近似波形，根據(jù)近似波形在波形庫中確定匹配波形。
[0049]
本發(fā)明提供的用于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括監(jiān)控主機(jī)、交換機(jī)、配電自動化系統(tǒng)及監(jiān)測模塊，通過監(jiān)測模塊能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)信息進(jìn)行采集，通過監(jiān)控主機(jī)可以協(xié)調(diào)控制監(jiān)測模塊及配電自動化系統(tǒng)，其中，監(jiān)測模塊包括智能監(jiān)控儀表、電動機(jī)保護(hù)控制器及火災(zāi)監(jiān)控模塊，通過智能監(jiān)控儀表對配電網(wǎng)信息進(jìn)行采集，通過電動機(jī)保護(hù)控制器保護(hù)配電網(wǎng)中的電動機(jī)，通過火災(zāi)監(jiān)控模塊用于對配電網(wǎng)進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)測，防止發(fā)生火災(zāi)事故；該方法包括搭建配電網(wǎng)模型，根據(jù)配電網(wǎng)模型對監(jiān)測模塊的功能進(jìn)行檢測，檢測完成后，通過監(jiān)測模塊采集配電網(wǎng)信息，根據(jù)配電網(wǎng)信息判斷配電網(wǎng)是否異常，若配電網(wǎng)發(fā)生異常，則獲取配電網(wǎng)的故障類型，控制主機(jī)控制配電自動化系統(tǒng)根據(jù)故障類型進(jìn)行操作，解除故障，首先對監(jiān)測模塊進(jìn)行檢查，判斷監(jiān)測模塊是否正常，能夠防止因監(jiān)測模塊損壞造成誤判，從而引發(fā)事故，其次能夠根據(jù)故障的配電網(wǎng)信息自動判斷故障類型，無需工作人員自行判斷，降低了工作人員的工作量，提高了維修效率。
[0050]
本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。