本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于WIFI的分布式故障定位系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在供電企業(yè)中，饋線自動(dòng)化(FA)被設(shè)計(jì)用于提高系統(tǒng)的可靠性，它基于配電終端(Feeder Terminal Unit，F(xiàn)TU)采集的測(cè)量數(shù)據(jù)判斷故障電流，迅速的隔離故障并恢復(fù)非故障區(qū)的供電服務(wù)，可以將非故障區(qū)恢復(fù)供電的時(shí)間從幾小時(shí)降低到幾分鐘。

傳統(tǒng)的FA解決方案是基于集中式架構(gòu)，這種方式依賴于一個(gè)強(qiáng)有力的帶高速通信能力，可以處理大量數(shù)據(jù)的控制中心，這種依賴性可能導(dǎo)致單點(diǎn)故障問題。而且隨著負(fù)荷的增長(zhǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)拓?fù)涞念l繁變動(dòng)，這種傳統(tǒng)的集中式主站在處理FA功能上逐漸失去效率。需要重新考慮電網(wǎng)的控制結(jié)構(gòu)，從傳統(tǒng)的中央決策方式轉(zhuǎn)向分布式?jīng)Q策，這需要各智能設(shè)備之間加強(qiáng)橫向通信、協(xié)調(diào)與合作。基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的分布式饋線自動(dòng)化故障處理技術(shù)，以就地運(yùn)行，維護(hù)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)獨(dú)立，不受非相連配電網(wǎng)絡(luò)頻繁變更影響等特點(diǎn)逐漸受到歡迎，采用這種模式實(shí)現(xiàn)的饋線自動(dòng)化功能提高了配電網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性、改善了用電體驗(yàn)。

但是，目前實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的主要技術(shù)方案是采用光纖通信的EPON或者工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，該種橫向通信方式對(duì)于新建線路，可以通過提前規(guī)劃相關(guān)的光纜鋪設(shè)方案或?qū)ΜF(xiàn)有易施工線路進(jìn)行改造得以實(shí)施，但對(duì)于中心城區(qū)、老舊線路等難以大規(guī)模改造的項(xiàng)目則實(shí)施非常困難或者投資巨大，導(dǎo)致在上述這些地區(qū)的配電終端間通信實(shí)現(xiàn)困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種基于WIFI的分布式故障定位系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有的定位方法無法在實(shí)施困難的場(chǎng)合鋪設(shè)光纜，導(dǎo)致配電終端間的通信困難的問題。

第一方面，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種基于WIFI的分布式故障定位系統(tǒng)，包括：數(shù)個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)模塊和數(shù)個(gè)無線配電終端模塊，其中，

所述無線配電終端模塊包括開入開出組件、無線通信模塊、通信管理組件、數(shù)據(jù)處理組件、信號(hào)控制器和報(bào)文管理組件；

所述信號(hào)控制器的輸入端分別與所述開入開出組件、所述報(bào)文管理組件、所述數(shù)據(jù)處理組件和所述通信管理組件的輸出端相連接；

所述信號(hào)控制器的輸出端分別與所述開入開出組件、所述報(bào)文管理組件、所述數(shù)據(jù)處理組件和所述通信管理組件的輸入端相連接；

所述通信管理組件分別與所述無線通信模塊和所述數(shù)據(jù)處理組件相連接；

所述開入開出組件用于實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)中各終端采集區(qū)段的電氣量信息，并將所述電氣量信息轉(zhuǎn)換成模擬量與狀態(tài)量；

所述信號(hào)控制器用于通過無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將所述模擬量和狀態(tài)量按照標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，得到數(shù)據(jù)包；

所述報(bào)文管理組件用于對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)換報(bào)文和解析處理，得到組成完整的信息；

所述數(shù)據(jù)處理組件用于將每相鄰兩個(gè)所述無線配電終端模塊的所述組成完整的信息之間進(jìn)行計(jì)算與分析比較，并根據(jù)所述計(jì)算與分析比較的結(jié)果判斷存在故障的區(qū)段；

所述開入開出組件還用于根據(jù)所述計(jì)算與分析比較的結(jié)果，控制所述配電網(wǎng)中開關(guān)的開啟和閉合；

所述通信管理組件用于對(duì)數(shù)據(jù)信息的輸入和輸出進(jìn)行通信管理；所述數(shù)據(jù)信息包括所述數(shù)據(jù)包、所述組成完整的信息和所述計(jì)算與分析的結(jié)果；

所述無線通信模塊用于實(shí)現(xiàn)所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊與所述無線配電終端模塊之間的通信；

所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)置于每相鄰兩個(gè)所述無線配電終端模塊之間；

所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊與所述無線配電終端模塊的無線通信模塊相連接；

所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊用于實(shí)現(xiàn)每相鄰兩個(gè)所述無線配電終端模塊之間的無線通信。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：GPS對(duì)時(shí)組件，所述GPS對(duì)時(shí)組件的輸出端與所述信號(hào)控制器的輸入端相連接；所述GPS對(duì)時(shí)組件用于提供唯一的GPS時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)采集信息同步。

優(yōu)選地，所述無線通信模塊包括：無線發(fā)射設(shè)備和無線接收設(shè)備；所述無線發(fā)射設(shè)備通過所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊與相鄰所述無線配電終端模塊的所述無線接收設(shè)備相連接；所述無線接收設(shè)備通過所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊與相鄰所述無線配電終端模塊的所述無線發(fā)射設(shè)備相連接。

優(yōu)選地，所述無線發(fā)射設(shè)備包括：無線收發(fā)器、帶通濾波器、功率放大器、低通濾波器、收發(fā)轉(zhuǎn)換器和發(fā)射天線；所述無線收發(fā)器的輸出端與所述帶通濾波器的輸入端相連接，所述帶通濾波器的輸出端與所述功率放大器的輸入端相連接，所述功率放大器的輸出端與所述低通濾波器的輸入端相連接，所述低通濾波器的輸出端與所述收發(fā)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連接，所述收發(fā)轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述發(fā)射天線相連接。

優(yōu)選地，所述無線接收設(shè)備包括：接收天線、低噪聲放大器和射頻解碼器；所述接收天線與所述收發(fā)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連接，所述收發(fā)轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述射頻解碼器的輸入端相連接，所述射頻解碼器的輸出端與所述低噪聲放大器的輸入端相連接，所述低噪聲放大器的輸出端與所述無線收發(fā)器的輸入端相連接。

優(yōu)選地，所述收發(fā)轉(zhuǎn)換器包括信息接收器和發(fā)射源控制器，所述發(fā)射源控制器分別與所述低通濾波器和所述發(fā)射天線相連接，所述信息接收器分別與所述射頻解碼器和所述接收天線相連接。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于WIFI的分布式故障定位方法，包括以下步驟：

實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)中各終端采集區(qū)段的電氣量信息，并將所述電氣量信息轉(zhuǎn)換成模擬量與狀態(tài)量；

將所述模擬量與所述狀態(tài)量根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，得到數(shù)據(jù)包；

對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)換報(bào)文和解析處理，得到組成完整的信息；

將所述組成完整的信息通過WIFI網(wǎng)絡(luò)分別發(fā)送至相鄰兩個(gè)所述終端，并接收來自相鄰所述終端發(fā)送的所述組成完成的信息；

對(duì)兩組所述組成完整的信息進(jìn)行計(jì)算與分析比較，根據(jù)所述計(jì)算與分析比較的結(jié)果判斷是否存在故障區(qū)段；

如果存在所述故障區(qū)段，則控制所述配電網(wǎng)中的開關(guān)的開啟，自動(dòng)隔離存在所述故障區(qū)段的線路，恢復(fù)所述配電網(wǎng)中非故障區(qū)段的供電。

優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)中各終端采集區(qū)段的電氣量信息，并將所述電氣量信息轉(zhuǎn)換成模擬量與狀態(tài)量的過程還包括：

實(shí)時(shí)提供GPS時(shí)鐘，根據(jù)所述GPS時(shí)鐘同步采集所述配電網(wǎng)中各終端采集區(qū)段的電氣量信息，并將所述電氣量信息轉(zhuǎn)換成模擬量與狀態(tài)量。

優(yōu)選地，所述將組成完整的信息通過WIFI網(wǎng)絡(luò)分別發(fā)送至相鄰兩個(gè)所述終端，并接收來自相鄰所述終端發(fā)送的所述組成完成的信息的過程，具體包括：

將所述組成完整的信息轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)；

對(duì)所述射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大和濾波處理，得到放大后的射頻信號(hào)；

所述放大后的射頻信號(hào)通過WIFI網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至相鄰的所述終端；

接收相鄰的所述終端發(fā)送的所述放大后的射頻信號(hào)；

對(duì)所述放大后的射頻信號(hào)進(jìn)行解碼、降噪和功率放大處理，得到接收信號(hào)；

對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理，將所述解調(diào)后的接收信號(hào)與所述射頻信號(hào)發(fā)送至緩存區(qū)。

優(yōu)選地，所述對(duì)兩組組成完整的信息進(jìn)行計(jì)算與分析比較，根據(jù)所述計(jì)算與分析比較的結(jié)果判斷是否存在故障區(qū)段的過程中，所述計(jì)算與分析比較的過程，具體包括：

讀取所述緩存區(qū)的所述解調(diào)后的接收信號(hào)與所述射頻信號(hào)，并將所述解調(diào)后的接收信號(hào)與所述射頻信號(hào)分別還原成所述組成完整的信息；

獲取相鄰兩個(gè)所述終端的兩組所述組成完整的信息的過流信息，判斷兩組所述組成完整的信息的過流方向及大小；

如果兩組所述組成完整的信息的過流方向相反，或其中一組有過流，另一組沒有過流，則所述相鄰兩個(gè)終端的采集區(qū)段之間出現(xiàn)故障，所述相鄰兩個(gè)終端的采集區(qū)段為故障區(qū)段；

如果兩組所述組成完整的信息的過流方向相同或均沒有過流，則所述相鄰兩個(gè)終端的采集區(qū)段之間沒有故障。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于WIFI的分布式故障定位系統(tǒng)及方法，包括：數(shù)個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)模塊和數(shù)個(gè)無線配電終端模塊，其中，所述無線配電終端模塊包括開入開出組件、無線通信模塊、通信管理組件、數(shù)據(jù)處理組件、信號(hào)控制器和報(bào)文管理組件；所述信號(hào)控制器的輸入端分別與所述開入開出組件、所述報(bào)文管理組件、所述數(shù)據(jù)處理組件和所述通信管理組件的輸出端相連接；所述信號(hào)控制器的輸出端分別與所述開入開出組件、所述報(bào)文管理組件、所述數(shù)據(jù)處理組件和所述通信管理組件的輸入端相連接；所述通信管理組件分別與所述無線通信模塊和所述數(shù)據(jù)處理組件相連接。本發(fā)明提供的系統(tǒng)及方法，采用無線網(wǎng)絡(luò)的通信方式，通過實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)中各終端的電氣量信息，對(duì)該電氣量信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和解析處理得到組成完整的信息，數(shù)據(jù)處理組件將本終端內(nèi)的組成完整的信息和接收來自相鄰終端的組成完整的信息進(jìn)行計(jì)算與分析比較，根據(jù)計(jì)算與分析結(jié)果判斷存在故障的區(qū)段，最后通過開入開出組件控制配電網(wǎng)中的開關(guān)的開啟，以自動(dòng)地隔離發(fā)生故障的區(qū)間，以實(shí)現(xiàn)及時(shí)地恢復(fù)供電。本發(fā)明提供的系統(tǒng)及方法，可應(yīng)用在無法鋪設(shè)光纜或鋪設(shè)光纜實(shí)施困難的場(chǎng)合，通過采用無線網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)分布式的配電自動(dòng)化故障處理，解決配電終端間的通信困難的問題。

附圖說明

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(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)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(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例示出的基于WIFI的分布式故障定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例示出的基于WIFI的分布式故障定位系統(tǒng)的實(shí)施場(chǎng)景圖；

圖3為圖1中無線通信模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例示出的基于WIFI的分布式故障定位方法的流程圖；

圖5為圖4中步驟S4的流程圖；

圖6為圖4中步驟S5的流程圖。

圖示說明：

其中，1-開入開出組件，2-GPS對(duì)時(shí)組件，3-信號(hào)控制器，4-報(bào)文管理組件，5-數(shù)據(jù)處理組件，6-通信管理組件，7-無線通信模塊，71-無線收發(fā)器，72-帶通濾波器，73-功率放大器，74-低通濾波器，75-收發(fā)轉(zhuǎn)換器，76-發(fā)射天線，77-接收天線，78-射頻解碼器，79-低噪聲放大器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，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(dòng)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。

請(qǐng)參閱圖1，第一方面，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種基于WIFI的分布式故障定位系統(tǒng)，包括：數(shù)個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)模塊和數(shù)個(gè)無線配電終端模塊，其中，

所述無線配電終端模塊包括開入開出組件1、無線通信模塊7、通信管理組件6、數(shù)據(jù)處理組件5、信號(hào)控制器3和報(bào)文管理組件4；

所述信號(hào)控制器3的輸入端分別與所述開入開出組件1、報(bào)文管理組件4、數(shù)據(jù)處理組件5和通信管理組件6的輸出端相連接；

所述信號(hào)控制器3的輸出端分別與所述開入開出組件1、報(bào)文管理組件4、數(shù)據(jù)處理組件5和通信管理組件6的輸入端相連接；

所述通信管理組件6分別與所述無線通信模塊7和所述數(shù)據(jù)處理組件5相連接；

所述開入開出組件1用于實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)中各終端采集區(qū)段的電氣量信息，并將所述電氣量信息轉(zhuǎn)換成模擬量與狀態(tài)量；

所述信號(hào)控制器3用于通過無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將所述模擬量和狀態(tài)量按照標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，得到數(shù)據(jù)包；

所述報(bào)文管理組件4用于對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)換報(bào)文和解析處理，得到組成完整的信息；

所述數(shù)據(jù)處理組件5用于將每相鄰兩個(gè)所述無線配電終端模塊的所述組成完整的信息之間進(jìn)行計(jì)算與分析比較，并根據(jù)所述計(jì)算與分析比較的結(jié)果判斷存在故障的區(qū)段；

所述開入開出組件1還用于根據(jù)所述計(jì)算與分析比較的結(jié)果，控制所述配電網(wǎng)中開關(guān)的開啟和閉合；

所述通信管理組件6用于對(duì)數(shù)據(jù)信息的輸入和輸出進(jìn)行通信管理；所述數(shù)據(jù)信息包括所述數(shù)據(jù)包、所述組成完整的信息和所述計(jì)算與分析的結(jié)果；

所述無線通信模塊7用于實(shí)現(xiàn)所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊與所述無線配電終端模塊之間的通信；

所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)置于每相鄰兩個(gè)所述無線配電終端模塊之間；所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊與所述無線配電終端模塊的無線通信模塊7相連接；所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊用于實(shí)現(xiàn)每相鄰兩個(gè)所述無線配電終端模塊之間的無線通信。

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于WIFI的分布式故障定位系統(tǒng)，可設(shè)置在無法鋪設(shè)光纜或者鋪設(shè)光纜實(shí)施困難的場(chǎng)合，通過采用無線網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)分布式的配電自動(dòng)化故障處理，解決配電終端間的通信問題。本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)同時(shí)具備實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)、故障識(shí)別、開關(guān)設(shè)備遙控等功能，根據(jù)采集到的信息對(duì)故障點(diǎn)定位，自動(dòng)隔離故障的區(qū)間及恢復(fù)供電。

其中，本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)，包括數(shù)個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)模塊和數(shù)個(gè)無線配電終端模塊。通常情況下，無線配電終端模塊安裝在配電網(wǎng)絡(luò)的開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)等一次設(shè)備處，每個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)模塊分別設(shè)置在相鄰兩個(gè)無線配電終端模塊之間，由無線網(wǎng)絡(luò)模塊提供無線通信環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相鄰無線配電終端模塊之間的無線通信，通過無線網(wǎng)絡(luò)的方式判斷哪兩個(gè)無線配電終端的采集區(qū)段之間出現(xiàn)了故障，以自動(dòng)地將發(fā)生故障的兩個(gè)終端的采集區(qū)段進(jìn)行隔離，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

具體地，無線配電終端模塊由開入開出組件1、無線通信模塊7、通信管理組件6、數(shù)據(jù)處理組件5、信號(hào)控制器3和報(bào)文管理組件4組成；信號(hào)控制器3分別與開入開出組件1、報(bào)文管理組件4、數(shù)據(jù)處理組件5和通信管理組件6雙向連接，以實(shí)現(xiàn)個(gè)組件、模塊與信號(hào)控制器3之間信息的雙向傳輸。

所述通信管理組件6分別與所述無線通信模塊7和所述數(shù)據(jù)處理組件5雙向連接，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)送與接收；

開入開出組件1用于實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)中各終端的電氣量信息；開入開出組件1是針對(duì)配電網(wǎng)中的終端而言的，開入表示外部接入終端的接點(diǎn)，本終端相關(guān)動(dòng)作結(jié)束后去啟動(dòng)另外的回路的接點(diǎn)為開出接點(diǎn)。開入開出組件1是執(zhí)行以上功能的硬件組合。

開入開出組件1將獲取的電氣量信息轉(zhuǎn)換成模擬量與狀態(tài)量發(fā)送至信號(hào)控制器3，由信號(hào)控制器3按照規(guī)約將模擬量與狀態(tài)量打包成數(shù)據(jù)包，并發(fā)送至報(bào)文管理組件4。

報(bào)文管理組件4對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)換、解析處理，以得到組成完整的信息，并通過信號(hào)控制器3發(fā)送至數(shù)據(jù)處理組件5。

相鄰終端內(nèi)得到的組成完整的信息，通過無線通信模塊7發(fā)送至本終端內(nèi)，由通信管理組件6對(duì)接收到的組成完整的信息進(jìn)行通信管理，并發(fā)送至本終端內(nèi)的信號(hào)控制器3內(nèi)，最后由信號(hào)控制器3將相鄰終端內(nèi)的組成完整的信息也發(fā)送至數(shù)據(jù)處理組件5，由數(shù)據(jù)處理組件5對(duì)接收到的兩組組成完整的信息進(jìn)行計(jì)算與分析比較，根據(jù)計(jì)算與分析比較結(jié)果確定發(fā)生故障的區(qū)段。

通信管理組件6可以保證在通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院碗[私性，主要包括訪問控制和加密兩個(gè)功能。無線網(wǎng)絡(luò)訪問控制功能可以保證只有授權(quán)用戶能訪問敏感數(shù)據(jù)，加密功能可以保證只有正確的接收方才能理解數(shù)據(jù)。同時(shí)由于故障處理過程的實(shí)時(shí)性要求較高，需要設(shè)置“心跳功能”，以確保電路永遠(yuǎn)在線并激活。本發(fā)明提供的分布式故障定位系統(tǒng)中，采用了AES加密模式。

數(shù)據(jù)處理組件5主要負(fù)責(zé)對(duì)接收到的組成完整的信息進(jìn)行計(jì)算與分析，針對(duì)于多聯(lián)絡(luò)多分段的多電源配電網(wǎng)絡(luò)，還需要對(duì)轉(zhuǎn)供能力進(jìn)行分析，計(jì)算恢復(fù)供電區(qū)域內(nèi)供電能力是否能夠滿足其區(qū)域內(nèi)負(fù)荷的負(fù)載曲線，通過計(jì)算與分析的結(jié)果判斷存在故障的區(qū)段，并由開入開出組件1控制配電網(wǎng)中的開關(guān)的開啟，從而切除多電源情況下的故障恢復(fù)區(qū)域。

數(shù)據(jù)處理組件5是本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)的核心，實(shí)時(shí)模擬故障、以檢測(cè)智能設(shè)備是否正確動(dòng)作整個(gè)閉合過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)原始采集數(shù)據(jù)的處理與計(jì)算，故障狀態(tài)的定位與控制。具體地，它可以對(duì)相鄰兩個(gè)無線配電終端的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算與比較，分析相鄰兩個(gè)無線配電終端通過處理得到的組成完整的信息，通過獲取兩組組成完整的信息的過流信息，判斷兩組組成完整的信息的過流方向的情況；如果兩組組成完整的信息的過流方向相反，或其中一組有過流，另一組沒有過流，則說明此相鄰兩個(gè)終端的采集區(qū)段之間出現(xiàn)故障，相鄰兩個(gè)終端的采集區(qū)段為故障區(qū)段；如果兩組組成完整的信息的過流方向相同或均沒有過流，則說明相鄰兩個(gè)終端的采集區(qū)段之間沒有故障。當(dāng)由數(shù)據(jù)處理組件5計(jì)算分析出存在故障區(qū)段后，由信號(hào)控制器3向開入開出組件1發(fā)出控制指令，由開入開出組件1控制配電網(wǎng)中的開關(guān)的開啟，將發(fā)生故障的故障區(qū)段切除。

本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)，其中的信號(hào)控制器3與其相連接的組件、模塊進(jìn)行雙向通信，能夠快速通過無線網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，也就是說，每?jī)蓚€(gè)組件之間或組件與模塊之間要想實(shí)現(xiàn)通信，必須通過信號(hào)控制器3才能實(shí)現(xiàn)。信號(hào)控制器3可以起到協(xié)調(diào)、控制的作用。

本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)，其中的無線通信模塊7可配置為AP(熱點(diǎn))或Client(客戶端)，AP的可靠性和性能決定了該系統(tǒng)的可靠性、傳輸距離和傳輸速度。

具體地，如圖3所示，無線通信模塊7包括：無線發(fā)射設(shè)備和無線接收設(shè)備；所述無線發(fā)射設(shè)備通過所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊與相鄰所述無線配電終端模塊的所述無線接收設(shè)備相連接；所述無線接收設(shè)備通過所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊與相鄰所述無線配電終端模塊的所述無線發(fā)射設(shè)備相連接。

無線發(fā)射設(shè)備包括：無線收發(fā)器71、帶通濾波器72、功率放大器73、低通濾波器74、收發(fā)轉(zhuǎn)換器75和發(fā)射天線76；所述無線收發(fā)器71的輸出端與所述帶通濾波器72的輸入端相連接，所述帶通濾波器72的輸出端與所述功率放大器73的輸入端相連接，所述功率放大器73的輸出端與所述低通濾波器74的輸入端相連接，所述低通濾波器74的輸出端與所述收發(fā)轉(zhuǎn)換器75的輸入端相連接，所述收發(fā)轉(zhuǎn)換器75的輸出端與所述發(fā)射天線76相連接。

無線接收設(shè)備包括：接收天線77、低噪聲放大器79和射頻解碼器78；所述接收天線77與所述收發(fā)轉(zhuǎn)換器75的輸入端相連接，所述收發(fā)轉(zhuǎn)換器75的輸出端與所述射頻解碼器78的輸入端相連接，所述射頻解碼器78的輸出端與所述低噪聲放大器79的輸入端相連接，所述低噪聲放大器79的輸出端與所述無線收發(fā)器71的輸入端相連接。

所述收發(fā)轉(zhuǎn)換器75包括信息接收器和發(fā)射源控制器，所述發(fā)射源控制器分別與所述低通濾波器74和所述發(fā)射天線76相連接，所述信息接收器分別與所述射頻解碼器78和所述接收天線77相連接。

當(dāng)一個(gè)無線配電終端模塊向與其相鄰的終端發(fā)送信息時(shí)，首先無線發(fā)送設(shè)備的無線收發(fā)器71會(huì)產(chǎn)生一個(gè)微弱功率的射頻信號(hào)，該射頻信號(hào)通過帶通濾波器72傳輸至功率放大器73進(jìn)行功率放大處理，然后通過低通濾波器74的濾波處理后進(jìn)入收發(fā)轉(zhuǎn)換器75內(nèi)的發(fā)射源控制器，最后通過發(fā)射天線76發(fā)射至空間。

此時(shí)，其中一個(gè)終端接收來自與其相鄰的另一個(gè)終端發(fā)送的信息，信息接收時(shí)，接收天線77感應(yīng)到發(fā)送終端發(fā)出的相應(yīng)功率的電磁信號(hào)，并通過收發(fā)轉(zhuǎn)換器75內(nèi)的信息接收器將接收的信號(hào)發(fā)送至射頻解碼器78內(nèi)，經(jīng)過解碼處理后再送至低噪聲放大器79進(jìn)行功率放大，最后經(jīng)過功率放大的信號(hào)進(jìn)入無線收發(fā)器71進(jìn)行解調(diào)，將接收到的信息還原成原始信息，其中，該原始信息即為經(jīng)過報(bào)文管理組件4處理得到的組成完整的信息。

舉例說明，A終端與B終端為相鄰的兩個(gè)終端，A終端將處理得到的組成完整的信息發(fā)送至數(shù)據(jù)處理組件5緩存的同時(shí)，還通過無線通信模塊7將此信息發(fā)送至B終端；B終端通過無線通信模塊7接收來自A終端的信息，并緩存至自身的數(shù)據(jù)處理組件5內(nèi)，與此同時(shí)，B終端也會(huì)將自身處理得到的組成完整的信息通過無線通信模塊7發(fā)送至A終端；

此時(shí)，A終端的數(shù)據(jù)處理組件5內(nèi)緩存有自身的信息和來自B終端的信息，而B終端的數(shù)據(jù)處理組件5內(nèi)也緩存有自身的信息和來自A終端的信息，之后A終端和B終端分別對(duì)緩存在自身的兩組組成完整的信息進(jìn)行計(jì)算與分析比較，判斷獲取對(duì)方信息時(shí)采集的過流信息，通過判斷過流方向來決定A終端與B終端之間是否存在故障區(qū)段。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：GPS對(duì)時(shí)組件2，所述GPS對(duì)時(shí)組件2的輸出端與所述信號(hào)控制器3的輸入端相連接；所述GPS對(duì)時(shí)組件2用于提供唯一的GPS時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)采集信息同步。

GPS對(duì)時(shí)組件2的作用是利用唯一的GPS時(shí)鐘作為各個(gè)配電終端的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，各個(gè)終端要保持同這個(gè)“唯一”時(shí)鐘一致。這樣故障發(fā)生時(shí)，能更好的確定時(shí)間同步性，進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作邏輯。

GPS對(duì)時(shí)組件2提供唯一的GPS時(shí)鐘，并伴隨每一次的數(shù)據(jù)交換過程，以保證每次進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)信息的同步，以免出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸偏差，影響最終的判斷故障定位的結(jié)果。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于WIFI的分布式故障定位系統(tǒng)，包括：數(shù)個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)模塊和數(shù)個(gè)無線配電終端模塊，其中，所述無線配電終端模塊包括開入開出組件1、無線通信模塊7、通信管理組件6、數(shù)據(jù)處理組件5、信號(hào)控制器3和報(bào)文管理組件4；所述信號(hào)控制器3的輸入端分別與所述開入開出組件1、所述報(bào)文管理組件4、所述數(shù)據(jù)處理組件5和所述通信管理組件6的輸出端相連接；所述信號(hào)控制器3的輸出端分別與所述開入開出組件1、所述報(bào)文管理組件4、所述數(shù)據(jù)處理組件5和所述通信管理組件6的輸入端相連接；所述通信管理組件6分別與所述無線通信模塊7和所述數(shù)據(jù)處理組件5相連接。本發(fā)明提供的系統(tǒng)，采用無線網(wǎng)絡(luò)的通信方式，通過實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)中各終端的電氣量信息，對(duì)該電氣量信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和解析處理得到組成完整的信息，數(shù)據(jù)處理組件5將本終端內(nèi)的組成完整的信息和接收來自相鄰終端的組成完整的信息進(jìn)行計(jì)算與分析比較，根據(jù)計(jì)算與分析結(jié)果判斷存在故障的區(qū)段，最后通過開入開出組件1控制配電網(wǎng)中的開關(guān)的開啟，以自動(dòng)地隔離發(fā)生故障的區(qū)間，以實(shí)現(xiàn)及時(shí)地恢復(fù)供電。本發(fā)明提供的系統(tǒng)，可設(shè)置在無法鋪設(shè)光纜或鋪設(shè)光纜實(shí)施困難的場(chǎng)合，通過采用無線網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)分布式的配電自動(dòng)化故障處理，解決配電終端間的通信困難的問題。

請(qǐng)參閱圖4，第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于WIFI的分布式故障定位方法，應(yīng)用于本發(fā)明第一方面提供的基于WIFI的分布式故障定位系統(tǒng)，包括以下步驟：

S1、實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)中各終端采集區(qū)段的電氣量信息，并將所述電氣量信息轉(zhuǎn)換成模擬量與狀態(tài)量；

S2、將所述模擬量與所述狀態(tài)量根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，得到數(shù)據(jù)包；

S3、對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)換報(bào)文和解析處理，得到組成完整的信息；

S4、將所述組成完整的信息通過WIFI網(wǎng)絡(luò)分別發(fā)送至相鄰兩個(gè)所述終端，并接收來自相鄰所述終端發(fā)送的所述組成完成的信息；

S5、對(duì)兩組所述組成完整的信息進(jìn)行計(jì)算與分析比較，根據(jù)所述計(jì)算與分析比較的結(jié)果判斷是否存在故障區(qū)段；

S6、如果存在所述故障區(qū)段，則控制所述配電網(wǎng)中的開關(guān)的開啟，自動(dòng)隔離存在所述故障區(qū)段的線路，恢復(fù)所述配電網(wǎng)中非故障區(qū)段的供電。

本發(fā)明實(shí)施例提供的方法，與第一方面實(shí)施例提供的系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，第一方面提供的系統(tǒng)的實(shí)施過程，可相應(yīng)參照本發(fā)明實(shí)施例提供的方法。本發(fā)明實(shí)施例提供的方法，其具體實(shí)施過程由本發(fā)明第一方面提供的系統(tǒng)中各組件實(shí)施，其實(shí)施過程可相應(yīng)參照上述關(guān)于系統(tǒng)的實(shí)施過程的描述，此處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的方法應(yīng)用在無法鋪設(shè)光纜或者鋪設(shè)光纜實(shí)施困難的場(chǎng)合，通過采用無線網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)分布式的配電自動(dòng)化故障處理，解決配電終端間的通信困難的問題。本發(fā)明實(shí)施例提供的方法同時(shí)具備實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)、故障識(shí)別、開關(guān)設(shè)備遙控等功能，根據(jù)采集到的信息對(duì)故障點(diǎn)定位，自動(dòng)隔離故障的區(qū)間及恢復(fù)供電。

優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)中各終端的電氣量信息，并將所述電氣量信息轉(zhuǎn)換成模擬量與狀態(tài)量的過程還包括：

實(shí)時(shí)提供GPS時(shí)鐘，根據(jù)所述GPS時(shí)鐘同步采集所述配電網(wǎng)中各終端采集區(qū)段的電氣量信息，并將所述電氣量信息轉(zhuǎn)換成模擬量與狀態(tài)量。

GPS時(shí)鐘由GPS對(duì)時(shí)組件2提供，在對(duì)配電終端實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或兩組件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的過程中，GPS對(duì)時(shí)組件2始終提供唯一的GPS時(shí)鐘，使得在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及交換的過程中均是同步的，這樣在故障發(fā)生時(shí)，能更好的確定時(shí)間同步性，進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作邏輯，以免出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸偏差，影響最終的判斷故障定位的結(jié)果。

如圖5所示，所述步驟S4中，將所述組成完整的信息通過WIFI網(wǎng)絡(luò)分別發(fā)送至相鄰兩個(gè)所述終端，并接收來自相鄰所述終端發(fā)送的所述組成完成的信息的過程具體包括：

S41、將所述組成完整的信息轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)；

S42、對(duì)所述射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大和濾波處理，得到放大后的射頻信號(hào)；

S43、所述放大后的射頻信號(hào)通過WIFI網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至相鄰的所述終端；

S44、接收相鄰的所述終端發(fā)送的所述放大后的射頻信號(hào)；

S45、對(duì)所述放大后的射頻信號(hào)進(jìn)行解碼、降噪和功率放大處理，得到接收信號(hào)；

S46、對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理，將所述解調(diào)后的接收信號(hào)與所述射頻信號(hào)發(fā)送至緩存區(qū)。

在對(duì)本終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理后，得到的信息要與其相鄰的終端的信息進(jìn)行對(duì)比，才能確定此兩終端的采集區(qū)段間是否存在故障區(qū)段，因此本終端的信息通過無線網(wǎng)絡(luò)方式發(fā)送至與其相鄰的終端內(nèi)，此時(shí)，每個(gè)終端的緩存區(qū)同時(shí)含有自身的信息和與其相鄰的終端的信息，之后對(duì)這兩組信息進(jìn)行計(jì)算與分析比較，通過判斷過流信息的方式確定此兩終端的采集區(qū)段內(nèi)是否存在故障。

采用無線的傳輸方式，可實(shí)現(xiàn)距離較遠(yuǎn)的終端間的數(shù)據(jù)傳輸，可應(yīng)用在無法通過光纜通信的場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)分布式智能的配電自動(dòng)化故障處理，解決配電終端間通孔困難的問題。

如圖6所示，所述步驟S5中，對(duì)兩組所述組成完整的信息進(jìn)行計(jì)算與分析比較，根據(jù)所述計(jì)算與分析比較的結(jié)果判斷是否存在故障區(qū)段的過程具體包括：

S51、讀取所述緩存區(qū)的所述解調(diào)后的接收信號(hào)與所述射頻信號(hào)，并將所述解調(diào)后的接收信號(hào)與所述射頻信號(hào)分別還原成所述組成完整的信息；

S52、獲取相鄰兩個(gè)所述終端的兩組所述組成完整的信息的過流信息，判斷兩組所述組成完整的信息的過流方向及大小；

S53、如果兩組所述組成完整的信息的過流方向相反，或其中一組有過流，另一組沒有過流，則所述相鄰兩個(gè)終端的采集區(qū)段之間出現(xiàn)故障，所述相鄰兩個(gè)終端的采集區(qū)段為故障區(qū)段；

S54、如果兩組所述組成完整的信息的過流方向相同或均沒有過流，則所述相鄰兩個(gè)終端的采集區(qū)段之間沒有故障。

對(duì)接收到的兩組組成完整的信息的計(jì)算與分析比較的過程，是本發(fā)明實(shí)施例提供的方法的核心步驟，通過對(duì)兩相鄰終端的組成完整的信息進(jìn)行處理，獲取兩組組成完整的信息的過流信息，進(jìn)而判斷兩組組成完整的信息的過流方向的情況；如果兩組組成完整的信息的過流方向相反，或其中一組有過流，另一組沒有過流，則說明此相鄰兩個(gè)終端的采集區(qū)段之間出現(xiàn)故障，相鄰兩個(gè)終端的采集區(qū)段為故障區(qū)段；如果兩組組成完整的信息的過流方向相同或均沒有過流，則說明相鄰兩個(gè)終端的采集區(qū)段之間沒有故障。當(dāng)計(jì)算分析出存在故障區(qū)段后，發(fā)出控制指令，控制配電網(wǎng)中的開關(guān)的開啟，將發(fā)生故障的線路隔離。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于WIFI的分布式故障定位方法，包括以下步驟：實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)中各終端采集區(qū)段的電氣量信息，并將所述電氣量信息轉(zhuǎn)換成模擬量與狀態(tài)量；將所述模擬量與所述狀態(tài)量根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，得到數(shù)據(jù)包；對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)換報(bào)文和解析處理，得到組成完整的信息；將所述組成完整的信息通過WIFI網(wǎng)絡(luò)分別發(fā)送至相鄰兩個(gè)所述終端，并接收來自相鄰所述終端發(fā)送的所述組成完成的信息；對(duì)兩組所述組成完整的信息進(jìn)行計(jì)算與分析比較，根據(jù)所述計(jì)算與分析比較的結(jié)果判斷是否存在故障區(qū)段；如果存在所述故障區(qū)段，則控制所述配電網(wǎng)中的開關(guān)的開啟，自動(dòng)隔離存在所述故障區(qū)段的線路，恢復(fù)所述配電網(wǎng)中非故障區(qū)段的供電。本發(fā)明提供的方法，采用無線網(wǎng)絡(luò)的通信方式，通過實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)中各終端的電氣量信息，對(duì)該電氣量信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和解析處理得到組成完整的信息，數(shù)據(jù)處理組件5將本終端內(nèi)的組成完整的信息和接收來自相鄰終端的組成完整的信息進(jìn)行計(jì)算與分析比較，根據(jù)計(jì)算與分析結(jié)果判斷存在故障的區(qū)段，最后通過開入開出組件1控制配電網(wǎng)中的開關(guān)的開啟，以自動(dòng)地隔離發(fā)生故障的區(qū)間，以實(shí)現(xiàn)及時(shí)地恢復(fù)供電。本發(fā)明提供的方法，可設(shè)置在無法鋪設(shè)光纜或鋪設(shè)光纜實(shí)施困難的場(chǎng)合，通過采用無線網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)分布式的配電自動(dòng)化故障處理，解決配電終端間的通信問題。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。