本發(fā)明專利涉及一種數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控的智能系統(tǒng)，尤其是一種智能配電網(wǎng)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，在電力抄表領(lǐng)域，已出現(xiàn)了多種抄表方案并存的現(xiàn)狀，如傳統(tǒng)人工抄表，租用電話線抄表，低壓電力載波抄表，光纖抄表等，但這些抄表方式都存在著各自的缺陷，傳統(tǒng)抄表方式人工挨家挨戶抄取電能表數(shù)據(jù)，不可避免地會造成統(tǒng)計數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，無法真實(shí)反映用戶用電情況；操作難以規(guī)范化，造成不明損失增加；且耗費(fèi)人工多，成本高，效率低。顯然，人工抄表管理模式也無法滿足諸如分時電價運(yùn)營、預(yù)支電費(fèi)等先進(jìn)管理模式的推行。租用電話線抄表是利用現(xiàn)成的電話網(wǎng)絡(luò)，只需在數(shù)據(jù)的發(fā)出和接收端分別加裝調(diào)制解調(diào)器(modem)，該方法的數(shù)據(jù)傳輸率較高且可靠性好，一次性投資小，但不足是線路接通時間較長，當(dāng)集中器數(shù)已較多時，集中器到控制中心的通信效率將明顯降低。另外，若租用電話線路多，其租用費(fèi)也很可觀，因此不適合大容量系統(tǒng)。低壓電力載波是利用低壓電力線作為抄表的數(shù)據(jù)傳輸通道,電力載波直接利用配電線網(wǎng)絡(luò)，免去了租用線路或占用頻段等問題，降低了抄表成本,但電力線傳輸所存在明顯的缺點(diǎn)就是噪聲大和安全性低的問題，電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施并不具備提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的功能，而且，使用電力線來進(jìn)行通信經(jīng)常會發(fā)生一些不可預(yù)知的錯誤，家庭電器產(chǎn)生的電磁波也會對通信產(chǎn)生干擾。光纖通信抄表具有頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)以及抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，但因其安裝結(jié)構(gòu)受限制且成本高，故也不適合在電力抄表系統(tǒng)中使用，無線抄表技術(shù)就是在技術(shù)與管理兩方面急待進(jìn)步、改革的迫切需求下逐漸發(fā)展起來的；

隨著計算機(jī)、通訊、通信網(wǎng)絡(luò)以及無線技術(shù)發(fā)展，特別是移動推出無線業(yè)務(wù)gprs后，為電力工業(yè)大用戶分散點(diǎn)電能數(shù)據(jù)采集奠定了無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)；與此同時的電力工業(yè)體制改革的進(jìn)一步深入和市場化進(jìn)程的不斷深化，電能計量的準(zhǔn)確性、即時性、可靠性、穩(wěn)定性顯得非常重要。另一方面，為了電能的合理使用，用電監(jiān)測、負(fù)荷分析、計費(fèi)結(jié)算、加強(qiáng)大用電用戶的用電管理，防止丟失電量，提高電能計量、監(jiān)測的自動化水平，配網(wǎng)自動化建立用電管理子系統(tǒng)與無線多功能抄表系統(tǒng)作為常用的技術(shù)手段是十分必要的；

無線多功能抄表系統(tǒng)無線多功能抄表系統(tǒng)，是指將無線傳輸作為電力抄表通信方式的抄表系統(tǒng)。目前，系統(tǒng)中的無線傳輸主要有紅外傳輸和無線射頻傳輸兩種。紅外抄表系統(tǒng)采用紅外(irda)技術(shù)通信，通過紅外無線模塊實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的傳輸，其優(yōu)點(diǎn)是低廉，功耗低。但紅外用于無線抄表，有其自身無法克服的缺點(diǎn)：方向性強(qiáng)，角度要求嚴(yán)格；傳輸距離短，且受天氣影響；容易受各種熱源、光源的干擾；收發(fā)之間不能有遮擋物，而目前被廣泛關(guān)注的將無線射頻技術(shù)用于抄表系統(tǒng)，可以很好地解決上述問題，使用物聯(lián)網(wǎng)iot無線射頻抄表系統(tǒng)，不論在戶外室內(nèi)均可正確，快速及時進(jìn)行無線抄表。無線多功能抄表系統(tǒng)包括物聯(lián)網(wǎng)iot無線多功能電表和手持抄表器，其中物聯(lián)網(wǎng)iot無線多功能電表由電表的電能計量模塊和物聯(lián)網(wǎng)iot無線傳輸模塊集成，在使用上可以完全替代原有傳統(tǒng)電表，并直接實(shí)現(xiàn)計量數(shù)據(jù)的無線傳輸。手持抄表器能實(shí)現(xiàn)無線抄表功能，可以完成電表數(shù)據(jù)的通訊、存儲、上傳，但經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人民生活品質(zhì)的提高對配電網(wǎng)建設(shè)提出了更高的要求，配網(wǎng)自動化則是提高配電網(wǎng)管理水平和提高供電可靠性的最重要手段之一，我國配電網(wǎng)錯綜復(fù)雜，容易發(fā)生故障；尤其是接地故障，由于其隱性特性，很難查找，有時不得不通過拉分段開關(guān)并試送電確定故障所在區(qū)域，對線路、設(shè)備運(yùn)行的安全性極為不利，使用傳統(tǒng)的故障指示器和開關(guān)變位指示器實(shí)現(xiàn)線路故障分段定位，故障信息不能遠(yuǎn)傳，不具備故障自動定位功能，需要人工巡線，增加了故障查找難度和時間；利用高集成度的配電終端實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的故障識別、故障隔離、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)及配網(wǎng)的無功/電壓控制和優(yōu)化運(yùn)行等功能，這種方案當(dāng)然是配網(wǎng)自動化一個重要選擇，但安裝運(yùn)營比較復(fù)雜，在有些地點(diǎn)難以推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種智能配電網(wǎng)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過采集與實(shí)時監(jiān)控的工作方式，可以詳細(xì)地采集進(jìn)線回路三相電壓、電流、有功電能、無功能電能、功率因素、頻率等電能表所有參數(shù)，設(shè)計合理，工作安全、可靠。

一種智能配電網(wǎng)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，包括：電參采集前端和電參數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)；

進(jìn)一步的，所述電參采集前端包括：故障指示器、開關(guān)指示器、配送電智控器、數(shù)字電表、高壓計量電表以及采集服務(wù)器；

進(jìn)一步的，所述電參采集前端用于電參數(shù)據(jù)采集；

作為一種舉例說明，所述采集服務(wù)器可以分為通信通道、采集通信線程池、數(shù)據(jù)上傳三個功能模塊；

進(jìn)一步的，所述電參數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)包括：主站、數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)字電表的2級通道、主站計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備、遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集終端、高壓計量電表計3層硬件設(shè)備以及大負(fù)荷設(shè)備管理應(yīng)用軟件組成；

作為一種舉例說明，所述主站計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備、數(shù)據(jù)采集終端采用以太網(wǎng)和lpwan物聯(lián)通訊網(wǎng)為主要通信網(wǎng)絡(luò)通道；

作為一種舉例說明，所述主站包括：主站應(yīng)用服務(wù)器、無線網(wǎng)關(guān)傳輸單元(ertu)、主站應(yīng)用模塊、廠商分析模塊和前置機(jī)，所述前置機(jī)在功能上僅僅作為主站應(yīng)用服務(wù)器與終端通信的通道，在鏈路層作一些通信數(shù)據(jù)幀完整性檢查，負(fù)責(zé)管理各個通訊線程的運(yùn)行，同時負(fù)責(zé)各類數(shù)據(jù)的調(diào)度、處理，為整個主站的核心所在；

作為一種應(yīng)用舉例說明，所述前置機(jī)與無線網(wǎng)關(guān)傳輸單元(ertu)、主站應(yīng)用模塊、廠商分析模塊之間的接口均按《電力負(fù)荷控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約-2004》中規(guī)定設(shè)置；每個接口對應(yīng)有一個規(guī)約解釋進(jìn)程，負(fù)責(zé)對本規(guī)約進(jìn)行通訊、解釋、組裝、轉(zhuǎn)發(fā)工作；

作為一種舉例說明，所述前置機(jī)對上、下行通信報文進(jìn)行實(shí)時監(jiān)視，例如：監(jiān)視負(fù)荷管理終端的在線/離線狀態(tài)、最后一次上線/離線時間，并可通過網(wǎng)絡(luò)直觀顯示在后臺機(jī)上；

進(jìn)一步的，所述電參數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)用于分析、管理數(shù)據(jù)采集，匯總電能數(shù)據(jù)的功能，而且還具備數(shù)據(jù)處理、計算和分析決策作用，還具備電能的合理使用，通過對用電監(jiān)測、負(fù)荷分析、計費(fèi)結(jié)算，加強(qiáng)了各大線路、各區(qū)間的用電管理，在防止丟失電量，提高電能計量的同時，大大提高了監(jiān)測的自動化水平，為配網(wǎng)自動化與優(yōu)化管理做出了前瞻性的大數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；

作為一種應(yīng)用舉例說明，所述大負(fù)荷設(shè)備管理應(yīng)用軟件的功能設(shè)計依據(jù)為：統(tǒng)一數(shù)據(jù)源頭，減少過接口管理，信息高度共享，使業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)流程化、規(guī)范化管理，加速內(nèi)部溝通，提高處理效率，增加配電網(wǎng)與變電所供電質(zhì)量監(jiān)控的快速反應(yīng)和調(diào)整能力；

作為一種舉例說明，所述電參采集前端集成在電參數(shù)據(jù)采集板上，元器件設(shè)計原理需滿足可以同時兼容2.4g與433m雙頻道的電參數(shù)據(jù)采集、傳輸，保證數(shù)據(jù)的傳輸、接收時準(zhǔn)確性的雙重保證；詳見圖1所示；

本系統(tǒng)的設(shè)計本著準(zhǔn)確、可靠、安全的原則，具有高度的開放性、可擴(kuò)性，易于維護(hù)和擴(kuò)充，可實(shí)現(xiàn)在各級主站系統(tǒng)之間交換信息，提供與各種系統(tǒng)(如：mis系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)等)的接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的互聯(lián)，具有遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)功能，為整個配電網(wǎng)自動化運(yùn)行管理服務(wù)、提供技術(shù)支撐條件，為配電網(wǎng)自動化與優(yōu)化節(jié)能的考核提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

本發(fā)明的設(shè)計原理是：通過建設(shè)一個以電量參數(shù)采集為基礎(chǔ)；以電量統(tǒng)計、竊聽分析為核心的分析系統(tǒng)；以用電量數(shù)據(jù)流為導(dǎo)向的、具備一個完整的數(shù)據(jù)流監(jiān)控、統(tǒng)一接口、數(shù)據(jù)集中、服務(wù)于多個接口外部系統(tǒng)，通過大負(fù)荷設(shè)備管理應(yīng)用軟件的系統(tǒng)建設(shè)，理順數(shù)據(jù)用途關(guān)系；數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)通過與配變終端設(shè)備或直接與電能表的通訊實(shí)現(xiàn)對電能表數(shù)據(jù)、遙測、遙信、遙調(diào)等數(shù)據(jù)的自動采集，同時可以采集不同的事項；數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)具有按設(shè)定抄收周期實(shí)行自動抄收以及按需隨機(jī)選抄功能；采用定時采集的時間間隔和數(shù)據(jù)采集項目可由授權(quán)用戶靈活定義，根據(jù)應(yīng)用需要可靈活制定抄表策略；

有益效果：

1、數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)通過與配變終端設(shè)備或直接與電能表的通訊實(shí)現(xiàn)對電能表數(shù)據(jù)、遙測、遙信、遙調(diào)等數(shù)據(jù)的自動采集，同時可以采集不同的事項,可以實(shí)現(xiàn)故障主動上報或其它信息；

2、數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)具有按設(shè)定抄收周期實(shí)行自動抄收以及按需隨機(jī)選抄功能，能夠可靠、安全地實(shí)現(xiàn)信息的采集、傳輸、存儲功能，最大限度地滿足實(shí)際需要；

3、采用定時采集的時間間隔和數(shù)據(jù)采集項目可由授權(quán)用戶靈活定義，根據(jù)應(yīng)用需要可靈活制定抄表策略。無法抄錄的計量點(diǎn)，系統(tǒng)應(yīng)以多種的方式發(fā)出報警，以便值班人員進(jìn)行人工召抄，對因主站系統(tǒng)故障未能抄錄的數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)恢復(fù)正常時，能夠自動補(bǔ)測。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種智能配電網(wǎng)采集與監(jiān)控系統(tǒng)之電參數(shù)據(jù)采集板的原理設(shè)計圖

圖2為本發(fā)明一種智能配電網(wǎng)采集與監(jiān)控系統(tǒng)之主站的原理設(shè)計圖

具體實(shí)施方式

下面，參考附圖1至圖2所示，一種智能配電網(wǎng)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，包括：電參采集前端和電參數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)；

進(jìn)一步的，所述電參采集前端包括：故障指示器、開關(guān)指示器、配送電智控器、數(shù)字電表、高壓計量電表以及采集服務(wù)器；

進(jìn)一步的，所述電參采集前端用于電參數(shù)據(jù)采集；

作為一種舉例說明，所述采集服務(wù)器可以分為通信通道、采集通信線程池、數(shù)據(jù)上傳三個功能模塊；

進(jìn)一步的，所述電參數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)包括：主站、數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)字電表的2級通道、主站計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備、遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集終端、高壓計量電表計3層硬件設(shè)備以及大負(fù)荷設(shè)備管理應(yīng)用軟件組成；

作為一種舉例說明，所述主站計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備與數(shù)據(jù)采集終端采用以太網(wǎng)和lpwan物聯(lián)通訊網(wǎng)為主要通信網(wǎng)絡(luò)通道；

作為一種舉例說明，所述主站包括：主站應(yīng)用服務(wù)器、無線網(wǎng)關(guān)傳輸單元(ertu)、主站應(yīng)用模塊、廠商分析模塊和前置機(jī)，所述前置機(jī)在功能上僅僅作為主站應(yīng)用服務(wù)器與終端通信的通道，在鏈路層作一些通信數(shù)據(jù)幀完整性檢查，負(fù)責(zé)管理各個通訊線程的運(yùn)行，同時負(fù)責(zé)各類數(shù)據(jù)的調(diào)度、處理，為整個主站的核心所在；

作為一種應(yīng)用舉例說明，所述前置機(jī)與無線網(wǎng)關(guān)傳輸單元(ertu)、主站應(yīng)用模塊、廠商分析模塊之間的接口均按《電力負(fù)荷控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約-2004》中規(guī)定設(shè)置；每個接口對應(yīng)有一個規(guī)約解釋進(jìn)程，負(fù)責(zé)對本規(guī)約進(jìn)行通訊、解釋、組裝、轉(zhuǎn)發(fā)工作；

作為一種舉例說明，所述前置機(jī)對上、下行通信報文進(jìn)行實(shí)時監(jiān)視，例如：監(jiān)視負(fù)荷管理終端的在線/離線狀態(tài)、最后一次上線/離線時間，并可通過網(wǎng)絡(luò)直觀顯示在后臺機(jī)上；

進(jìn)一步的，所述電參數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)用于分析、管理數(shù)據(jù)采集，匯總電能數(shù)據(jù)的功能，而且還具備數(shù)據(jù)處理、計算和分析決策作用，還具備電能的合理使用，通過對用電監(jiān)測、負(fù)荷分析、計費(fèi)結(jié)算，加強(qiáng)了各大線路、各區(qū)間的用電管理，在防止丟失電量，提高電能計量的同時，大大提高了監(jiān)測的自動化水平，為配網(wǎng)自動化與優(yōu)化管理做出了前瞻性的大數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；

作為一種應(yīng)用舉例說明，所述大負(fù)荷設(shè)備管理應(yīng)用軟件的功能設(shè)計依據(jù)為：統(tǒng)一數(shù)據(jù)源頭，減少過接口管理，信息高度共享，使業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)流程化、規(guī)范化管理，加速內(nèi)部溝通，提高處理效率，增加配電網(wǎng)與變電所供電質(zhì)量監(jiān)控的快速反應(yīng)和調(diào)整能力；

作為一種舉例說明，所述電參采集前端集成在電參數(shù)據(jù)采集板上，其創(chuàng)造性的元器件設(shè)計可以同時兼容2.4g與433m雙頻道的電參數(shù)據(jù)采集、傳輸，保證數(shù)據(jù)的傳輸、接收時準(zhǔn)確性的雙重保證；

本發(fā)明的設(shè)計原理是：通過建設(shè)一個以電量參數(shù)采集為基礎(chǔ)；以電量統(tǒng)計、竊聽分析為核心的分析系統(tǒng)；以用電量數(shù)據(jù)流為導(dǎo)向的、具備一個完整的數(shù)據(jù)流監(jiān)控、統(tǒng)一接口、數(shù)據(jù)集中、服務(wù)于多個接口外部系統(tǒng)，通過大負(fù)荷設(shè)備管理應(yīng)用軟件的系統(tǒng)建設(shè)，理順數(shù)據(jù)用途關(guān)系；數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)通過與配變終端設(shè)備或直接與電能表的通訊實(shí)現(xiàn)對電能表數(shù)據(jù)、遙測、遙信、遙調(diào)等數(shù)據(jù)的自動采集，同時可以采集不同的事項；數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)具有按設(shè)定抄收周期實(shí)行自動抄收以及按需隨機(jī)選抄功能；采用定時采集的時間間隔和數(shù)據(jù)采集項目可由授權(quán)用戶靈活定義，根據(jù)應(yīng)用需要可靈活制定抄表策略；

本發(fā)明數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)通過與配變終端設(shè)備或直接與電能表的通訊實(shí)現(xiàn)對電能表數(shù)據(jù)、遙測、遙信、遙調(diào)等數(shù)據(jù)的自動采集，同時可以采集不同的事項,可以實(shí)現(xiàn)故障主動上報或其它信息；數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)具有按設(shè)定抄收周期實(shí)行自動抄收以及按需隨機(jī)選抄功能，能夠可靠、安全地實(shí)現(xiàn)信息的采集、傳輸、存儲功能，最大限度地滿足實(shí)際需要；采用定時采集的時間間隔和數(shù)據(jù)采集項目可由授權(quán)用戶靈活定義，根據(jù)應(yīng)用需要可靈活制定抄表策略。無法抄錄的計量點(diǎn)，系統(tǒng)應(yīng)以多種的方式發(fā)出報警，以便值班人員進(jìn)行人工召抄，對因主站系統(tǒng)故障未能抄錄的數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)恢復(fù)正常時，能夠自動補(bǔ)測。

以上公開的僅為本申請的一個具體實(shí)施例，但本申請并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。