一种基于电气自动化的配电网监测系统

本发明涉及电气自动化技术领域，具体为一种基于电气自动化的配电网监测系统。

背景技术：

电气自动化已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。其触角伸向各行各业，小到一个开关的设计，大到宇航飞机的研究，都有它的身影。自动化是专门从事智能自动控制、数字化、网络化控制器及传感器的研发、生产、销售的高科技公司，其众多的功能模块、完善的嵌入式解决方案可以最大程度地满足众多用户的个性化需求。公司的产品拥有多种系列的产品来满足客户的需求。自动化设备由振动盘搭配组成。

现有电气自动化设备大都配备有成套的配电网络，由于电气自动化设备的成套组装，导致对配电网络的运行量要求越来越高。在实际运行过程中，自动化设备上容易存在电压、电流局部过高的现象，如果不能很好的对其监测，将会影响到整个设备上的配电网络运行。目前，现有的专利技术中大都只有针对生活用电的配电网络的监测方法，但是，还没有涉及对自动化设备上的配电网进行监测的方法，从而导致在电气自动化生产领域往往出现耗电量过高、设备易出故障、停产的现象频发等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于电气自动化的配电网监测系统，能够提高电气自动化设备中的配电网络监测的稳定性和高效的通信率，实现对电气自动化设备上的配电系统的保护与控制，保证设备上的配电网电力系统的平稳运行，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于电气自动化的配电网监测系统，包括主站系统、通信系统和现场终端，现场终端通过通信系统与主站系统交互连接；

所述的主站系统由各类计算机、网络设备组成，进行数据采集、分析和管理，并作出相应的判决，其采用统一的工作平台，统一的数据库管理，各个功能模块之间相对独立，并根据监测需求，将模块功能实现集合安装在同一台工作站内，或分布在多个工作站上；

所述的通信系统包括230m无线专网和gprs公网，用于完成上下行数据传输交换任务；

所述的现场终端由自动化设备上的监控模块组成，自动化设备上还包括现场数据采集模块、现场数据收集传输模块、数据处理与服务模块，用于完成现场终端的实时数据采集、统计功能。

进一步地，所述的现场终端中的现场数据采集模块与监控模块连接，负责采集和提供整个系统中电力设备的原始用电信息，其分为终端子层和计量设备子层，终端子层负责收集计量设备的信息，处理和冻结有关设备数据，实现与主站系统的交互，计量设备子层实现自动化设备用电计量功能；

所述的现场数据收集传输模块用于提供主站系统和被采集的自动化设备间的各种可用的通信信道，是主站系统和现场终端信息交互的链路，采用的通信信道有:gprs公网和230m无线专网；

所述的数据处理与服务模块用于实现对自动化设备用电信息的数据采集、数据库管理和设备应用信息管理，设备应用信息管理实现与配电网的各种应用对接。

进一步地，所述的主站系统包括通信前置机模块、规约库模块、数据管理模块、数据挖掘模块、对外数据接口模块、自动采集模块、异常分析模块和事件告警模块；

所述的通信前置机模块负责gprs公网和230m无线专网的通信；规约库模块以动态库的方式被通信前置机调用，负责规约的动态解析；

所述的数据管理模块负责数据合理性检查、数据计算、数据存储三方面的功能；所述的数据挖掘模块对从自动化设备上采集回的大量原始用电现场数据，进行针对性分类整理；所述的对外数据接口模块实现与外供电站的数据连接，为外供电站提供数据支持和后台保障；

所述的自动采集模块通过设置的定时任务、自动调度、优化采集策略，实现系统海量数据的自动高效采集；所述的异常分析模块对采集数据进行比对、统计分析，发现设备用电异常，记录异常信息；所述的事件告警模块实现对电压合格率、功率因数的电能质量指标数据的监测及越限记录告警功能。

进一步地，所述的通信前置机兼容无线230m专网和gprs公网两种通讯方式，采用多线程与i/ocp技术优化性能，采集远程的现场终端的各类用电数据。

进一步地，所述的规约库模块通过采用vc中的接口与组件封装技术实现对电力负荷管理系统数据传输规约及其多种扩展规约的支持。

进一步地，所述的通信系统中230m无线专网为使用230mhz的电力负荷管理无线专网进行数据通信；而gprs公网是利用分组无线业务，用于频繁传送小数据量和非频繁传送大量数据。

进一步地，所述的主站系统中的网络设备包括了通信前置机、数据库服务器、应用服务器、web服务器、操作pc机及网络设备；其中，数据库服务器采用小型机或者高性能pc服务器，承担系统数据存储；应用服务器/web服务器采用小型机或者高性能pc服务器，承担自动数据采集、数据分析、对外数据服务、web发布；操作pc机承担系统运行操作和日常维护工作；通信前置机为后台提供采集服务，gprs通信前置机通过rj45连接gprs公网，同时加装防火墙设备进行安全隔离；230m通信前置机通过rs232串口连接无线专网电台。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种基于电气自动化的配电网监测系统，在数据采集上支持无线230m和gprs两种通讯方式，由通信前置机实现主站系统与现场终端的数据通信，其通信前置机分为230m无线前置机和gprs信道前置机，230m无线前置机通过自己的计算机rs232串口连接无线电台，实现与系统中的无线终端进行通信，gprs前置机通过自己的计算机网络口连接gprs网络，实现与系统中的gprs终端进行通信，提高对配电网监测的稳定性和高效的通信率。

2、本发明提供的一种基于电气自动化的配电网监测系统，通过自动化设备上的监控模块对设备上电网络的电流、电压、无功及频率、漏电信息等数据进行监测，通过无线230m和gprs两种通讯方式与远程的主站系统进行数据交换与共享，实现对电气自动化设备上的配电系统的保护与控制，保证设备上的配电网电力系统的平稳运行。

3、本发明提供的一种基于电气自动化的配电网监测系统，通过主站系统中各模块间的相互配合作用，对自动化设备上的配电网络的电流、电压信息进行统计，并监测到电力异常数据向通信前置机模块发送信号，通过异常分析模块对故障区判断，通过事件告警模块进行报警，并对电力异常的自动化设备进行有效的隔离和断开，以免造成故障的损失。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，提供一种基于电气自动化的配电网监测系统，包括主站系统、通信系统和现场终端，现场终端通过通信系统与主站系统交互连接；

其中，主站系统由各类计算机、网络设备组成，进行数据采集、分析和管理，并作出相应的判决，其采用统一的工作平台，统一的数据库管理，各个功能模块之间相对独立，并根据监测需求，将模块功能实现集合安装在同一台工作站内，或分布在多个工作站上；

通信系统包括230m无线专网和gprs公网，用于完成上下行数据传输交换任务；

现场终端由自动化设备上的监控模块组成，自动化设备上还包括现场数据采集模块、现场数据收集传输模块、数据处理与服务模块，用于完成现场终端的实时数据采集、统计功能。

在上述实施例中，现场终端中的现场数据采集模块与监控模块连接，负责采集和提供整个系统中电力设备的原始用电信息，其分为终端子层和计量设备子层，终端子层负责收集计量设备的信息，处理和冻结有关设备数据，实现与主站系统的交互，计量设备子层实现自动化设备用电计量功能；

在上述实施例中，现场数据收集传输模块用于提供主站系统和被采集的自动化设备间的各种可用的通信信道，是主站系统和现场终端信息交互的链路，采用的通信信道有:gprs公网和230m无线专网；

在上述实施例中，数据处理与服务模块用于实现对自动化设备用电信息的数据采集、数据库管理和设备应用信息管理，设备应用信息管理实现与配电网的各种应用对接。

在上述实施例中，的主站系统包括通信前置机模块、规约库模块、数据管理模块、数据挖掘模块、对外数据接口模块、自动采集模块、异常分析模块和事件告警模块；

其中，通信前置机模块负责gprs公网和230m无线专网的通信；规约库模块以动态库的方式被通信前置机调用，负责规约的动态解析；

数据管理模块负责数据合理性检查、数据计算、数据存储三方面的功能；所述的数据挖掘模块对从自动化设备上采集回的大量原始用电现场数据，进行针对性分类整理；所述的对外数据接口模块实现与外供电站的数据连接，为外供电站提供数据支持和后台保障；

自动采集模块通过设置的定时任务、自动调度、优化采集策略，实现系统海量数据的自动高效采集；所述的异常分析模块对采集数据进行比对、统计分析，发现设备用电异常，如同一计量点不同采集方式的采集数据比对或实时数据和历史数据的比对，发现功率超差、电能量超差、负荷超容量等用电异常，记录异常信息；所述的事件告警模块实现对电压合格率、功率因数的电能质量指标数据的监测及越限记录告警功能。

在上述实施例中，通信前置机兼容无线230m专网和gprs公网两种通讯方式，采用多线程与i/ocp技术优化性能，采集远程的现场终端的各类用电数据，iocp全称i/0completionport，中文译为i/0完成端口，iocp是微软在winsock2中引入的概念，是一个异步i/0的api，它可以高效地将i/0事件通知给应用程序，i0cp模型提供了良好的伸缩性，适用于高负载服务器(必须同时维护许多连接线路)的一个技术,其利用一些线程，帮助平衡由i/o请求所引起的负载。

在上述实施例中，规约库模块通过采用vc中的接口与组件封装技术实现对电力负荷管理系统数据传输规约及其多种扩展规约的支持。

在上述实施例中，通信系统中230m无线专网为使用230mhz的电力负荷管理无线专网进行数据通信；而gprs公网是利用分组无线业务，用于频繁传送小数据量和非频繁传送大量数据。

在上述实施例中，主站系统中的网络设备包括了通信前置机、数据库服务器、应用服务器、web服务器、操作pc机及网络设备；其中，数据库服务器采用小型机或者高性能pc服务器，承担系统数据存储；应用服务器/web服务器采用小型机或者高性能pc服务器，承担自动数据采集、数据分析、对外数据服务、web发布；操作pc机承担系统运行操作和日常维护工作；通信前置机为后台提供采集服务，gprs通信前置机通过rj45连接gprs公网，同时加装防火墙设备进行安全隔离；230m通信前置机通过rs232串口连接无线专网电台。

工作原理：本发明提供的一种基于电气自动化的配电网监测系统，在数据采集上支持无线230m和gprs两种通讯方式，由通信前置机实现主站系统与现场终端的数据通信，其通信前置机分为230m无线前置机和gprs信道前置机，230m无线前置机通过自己的计算机rs232串口连接无线电台，实现与系统中的无线终端进行通信，gprs前置机通过自己的计算机网络口连接gprs网络，实现与系统中的gprs终端进行通信，提高对配电网监测的稳定性和高效的通信率；其次，通过自动化设备上的监控模块对设备上电网络的电流、电压、无功及频率、漏电信息等数据进行监测，通过无线230m和gprs两种通讯方式与远程的主站系统进行数据交换与共享，实现对电气自动化设备上的配电系统的保护与控制，保证设备上的配电网电力系统的平稳运行；另外，通过主站系统中各模块间的相互配合作用，对自动化设备上的配电网络的电流、电压信息进行统计，并监测到电力异常数据向通信前置机模块发送信号，通过异常分析模块对故障区判断，通过事件告警模块进行报警，并对电力异常的自动化设备进行有效的隔离和断开，以免造成故障的损失。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。