无线透传分离式配电自动化终端通信系统及其通信方法与流程

本发明涉及配电自动化，尤其涉及一种无线透传分离式配电自动化终端通信系统及其通信方法

背景技术：

1、配电自动化系统对配网终端的通信实时性要求非常高。配电自动化终端的通信网络延迟、通信质量不稳定将会导致故障信号丢失，从而导致配电自动化系统误判故障区间，严重影响配电网自动化系统的故障区间隔离、自愈、设备监视等功能。

2、配网自动化终端的通信模块是一种通过串口与终端控制器进行数据交互的设备，它能够实现终端与配网自动化主站的远方通信。设备现场存在通信环境质量较差的情况，基本上是由于通信基站距离配电设备较远，无法提供较高的信号强度。从而导致该设备通信质量不稳定、通信延迟大、在线率低等问题，不满足配电网通信实时性的要求。

3、因此，提供一种可靠提升配电自动化终端的通信质量的方案，是配网自动化运维中亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种无线透传分离式配电自动化终端通信系统及其通信方法，用以解决上述背景技术中提到的设备通信质量不稳定、通信延迟大、在线率、不满足配电网通信实时性等至少一个问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种无线透传分离式配电自动化终端通信系统，包括控制器、第一分离模块、第二分离模块和通讯模块；其中，

4、控制器，设置于电杆上，与第一分离模块通信连接；

5、第一分离模块，设置于电杆上，分别与控制器及第二分离模块通信连接；

6、第二分离模块，设置于信号杆上，分别与第一分离模块及通讯模块通信连接；

7、通讯模块，设置于信号杆上，分别与第二分离模块及配网自动化主站通信连接。

8、可选的，

9、控制器，用于获取电杆待上送的电力数据；

10、第一分离模块，用于将来自控制器的所述电力数据传输至第二分离模块；

11、第二分离模块，用于接收来自第一分离模块传输的所述电力数据，并将接收到的所述电力数据发送至通讯模块；

12、通讯模块，用于将来自第二分离模块的所述电力数据传输至配网自动化主站。

13、可选的，第一分离模块包括第一通讯接口转换模块、第一微控制单元和第一射频模块；其中，

14、第一通讯接口转换模块，与控制器通信连接，用于将来自控制器的所述电力数据转换为第一射频模块可识别的第一通讯信号，并将所述第一通讯信号发送至第一微控制单元；

15、第一微控制单元，与第一通讯接口转换模块通信连接，用于接收来自第一通讯接口转换模块的所述第一通讯信号，并将接收到的所述第一通讯信号发送至第一射频模块；

16、第一射频模块，与第一微控制单元通信连接，用于接收来自第一微控制单元传输的第一通讯信号，并将接收到的所述第一通讯信号传输至第二分离模块。

17、可选的，第一分离模块还包括第一存储器，其中，

18、第一存储器，与第一微控制单元通信连接，用于存储第一微控制单元发送失败并队列缓存的所述第一通讯信号，并在第一微控制单元与第一射频模块恢复连接后将存储的所述第一通讯信号优先发送至第一微控制单元。

19、可选的，第一分离模块还包括第一延时置位电路、第二延时置位电路、第三延时置位电路和第一开关继电器；其中，

20、第一延时置位电路，设置于第一通讯接口转换模块、第一微控制单元与第一开关继电器之间，用于监测由第一通讯接口转换模块发送到第一微控制单元的所述第一通讯信号，并向第一开关继电器输出第一电位信号；

21、第二延时置位电路，设置于第一微控制单元、第一射频模块与第一开关继电器之间，用于监测由第一微控制单元发送到第一射频模块的所述第一通讯信号，并向第一开关继电器输出第二电位信号；

22、第三延时置位电路，设置于第一微控制单元与第一开关继电器之间，用于监测第一微控制单元发送到第一开关继电器的第一心跳帧信号，并向第一开关继电器输出第三电位信号；

23、第一开关继电器，与第一延时置位电路、第二延时置位电路和第三延时置位电路均连接，用于接收所述第一电位信号、所述第二电位信号和所述第三电位信号，并根据所述第一电位信号、所述第二电位信号和所述第三电位信号控制第一分离模块启闭。

24、可选的，第二分离模块包括第二射频模块、第二微控制单元和第二通讯接口转换模块；其中，

25、第二射频模块，与第一分离模块通信连接，用于接收来自第一分离模块传输的所述电力数据，并将接收到的所述电力数据发送至第二微控制单元；

26、第二微控制单元，与第二射频模块通信连接，用于接收来自第二射频模块的所述电力数据，并将接收到的所述电力数据发送至第二通讯接口转换模块；

27、第二通讯接口转换模块，与第二微控制单元通信连接，用于将来自第二微控制单元的所述电力数据转换为通讯模块可识别的第二通讯信号，并将所述第二通讯信号发送至通讯模块。

28、可选的，第二分离模块还包括第四延时置位电路、第五延时置位电路、第六延时置位电路和第二开关继电器；其中，

29、第四延时置位电路，设置于第二射频模块、第二微控制单元与第二开关继电器之间，用于监测由第二射频模块发送到第二微控制单元的所述电力数据，并向第二开关继电器输出第四电位信号；

30、第五延时置位电路，设置于第二微控制单元、第二通讯接口转换模块与第二开关继电器之间，用于监测由第二微控制单元发送到第二通讯接口转换模块的所述电力数据，并向第二开关继电器输出第五电位信号；

31、第六延时置位电路，设置于第二微控制单元与第二开关继电器之间，用于监测第二微控制单元发送到第二开关继电器的第二心跳帧信号，并向第二开关继电器输出第六电位信号；

32、第二开关继电器，与第四延时置位电路、第五延时置位电路和第六延时置位电路均连接，用于接收所述第四电位信号、所述第五电位信号和所述第六电位信号，并根据所述第四电位信号、所述第五电位信号和所述第六电位信号控制第二分离模块启闭。

33、可选的，第二分离模块还包括电源管理模块、电源模块和光伏板；其中，

34、光伏板，设置于信号杆上，与电源管理模块电连接；

35、电源管理模块，设置于信号杆上，与第二开关继电器电连接；

36、电池模块，设置于信号杆上，与电源管理模块电连接。

37、可选的，

38、通讯模块，用于将配网自动化主站下达的第三通讯信号发送至第二分离模块；

39、第二分离模块，用于接收来自通讯模块的所述第三通讯信号，并将接收到的所述第三通讯信号发送至第一分离模块；

40、第一分离模块，用于接收来自第二分离模块的所述第三通讯信号，并将接收到的所述第三通讯信号发送至控制器；

41、控制器，用于接收来自第一分离模块的所述第三通讯信号，并执行与所述第三通讯信号对应的控制指令。

42、一种无线透传分离式配电自动化终端通信系统的通信方法，包括数据发送步骤和数据接收步骤；

43、数据发送步骤包括：

44、控制器获取电杆待上送的电力数据；

45、第一分离模块将来自控制器的所述电力数据传输至第二分离模块；

46、第二分离模块接收来自第一分离模块传输的所述电力数据，并将接收到的所述电力数据发送至通讯模块；

47、通讯模块将来自第二分离模块的所述电力数据传输至配网自动化主站；

48、数据接收步骤包括：

49、通讯模块将配网自动化主站下达的第三通讯信号发送至第二分离模块；

50、第二分离模块接收来自通讯模块的所述第三通讯信号，并将接收到的所述第三通讯信号发送至第一分离模块；

51、第一分离模块接收来自第二分离模块的所述第三通讯信号，并将接收到的所述第三通讯信号发送至控制器；

52、控制器接收来自第一分离模块的所述第三通讯信号，并执行与所述第三通讯信号对应的控制指令；

53、其中，控制器和第一分离模块设置于电杆上，第二分离模块和通讯模块设置于信号杆上。

54、本发明的有益效果如下：

55、本发明的无线透传分离式配电自动化终端通信系统及其通信方法，解决现有技术中设备通信质量不稳定、通信延迟大、在线率、不满足配电网通信实时性等技术问题，实现有益效果：1）系统通过控制器、第一分离模块、第二分离模块和通讯模块的分离式设计，实现了各模块之间的独立工作和灵活配置，便于系统的安装、维护和升级；2）第一分离模块和第二分离模块的设置，使得电力数据可以在电杆和信号杆之间稳定传输，减少了因环境因素导致的通信中断问题，同时，通过射频模块进行无线传输，进一步提高了通信的稳定性和可靠性；3）各模块之间的通信连接和数据传输，使得电力数据能够迅速从控制器传输到配网自动化主站，提高了通信的效率和实时性；4）第一分离模块和第二分离模块中分别设置了存储器、延时置位电路和开关等组件，能够在通信故障时存储未发送的数据，并在恢复连接后优先发送，同时根据电位信号控制模块的启闭，增强了系统的故障恢复能力和容错性；5）通过光伏板、电源管理模块和电池模块的配合使用，实现了对系统能源的智能化管理，提高了能源利用效率，降低了运行成本；6）系统不仅支持从控制器到配网自动化主站的数据上传，还支持从配网自动化主站到控制器的指令下达，实现了双向通信，增强了系统的互动性和可控性。

56、本发明的无线透传分离式配电自动化终端通信系统的通信方法，解决现有技术中设备通信质量不稳定、通信延迟大、在线率、不满足配电网通信实时性等技术问题，实现有益效果：1）该方法通过明确的数据发送和数据接收步骤，实现了电力数据从控制器到配网自动化主站的快速、准确传输，同时，也支持从配网自动化主站到控制器的指令下达，确保了双向通信的高效性；2）控制器、第一分离模块、第二分离模块和通讯模块的分离式设计，使得各个模块可以独立工作，降低了系统复杂性和故障率，同时，这种设计也便于系统的扩展和升级，提高了系统的灵活性和适应性；3）通过将第二分离模块和通讯模块设置于信号杆上，利用无线通信技术实现与电杆上模块的数据传输，解决了传统有线通信方式在复杂环境中布线困难的问题，提高了系统的通信范围和可靠性；4）各个模块之间的数据传输采用无线透传方式，减少了因线路老化、接触不良等原因导致的通信故障，同时，模块之间的通信协议和数据格式统一，确保了数据传输的稳定性和准确性；5）由于各个模块是独立设置的，因此当某个模块出现故障时，可以单独进行更换或维修，无需对整个系统进行停机处理，此外，随着技术的不断发展，可以方便地对系统进行升级和扩展，以适应新的业务需求和技术标准。