[发明专利]高压母线运行状态的网络化监测方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压母线运行状态的网络化监测方法及其系统，属于采用无线传感网络进行智能电网的状态监测领域。

背景技术

随着供电可靠性要求的不断提高，电网运行朝着智能化方向发展。智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术和自动控制技术、能源电力技术以及网络基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。智能电网将实现对电网全景信息的获取，以可靠的物理电网和信息交互平台为基础，整合电网运行中实时产生的各种数据信息，向电网运行管理人员展示全面、完整和精细的电网运营状态，同时能提供相应的辅助决策支持和控制实施方案及应对预案。

在电网中，母线是用来连接各级电压配电装置及其变压器之间的输电设备，是电网系统中的关键组成之一。随着智能电网对实时监测、控制、诊断和分析等需求的不断增加，母线智能化技术正逐步发展。母线的正常安全运行，是保障电力传输的必要条件，一旦母线发生故障，将会导致输电中断甚至引发不安全事故。而如果能实时了解母线的运行状态，在故障发生前能及时发现问题并排除隐患，就能够避免不必要的损失。

当前已有的母线监测系统，常采用CAN总线、光纤传感器、无线传感网络等通信实现方式。CAN 总线是国际上应用广泛的现场总线之一，是一种多主方式的串行通信总线。CAN总线应用于母线运行状态的监测，存在布线及改线工程大、不可移动、部署工作量较大等问题。光纤传感器是一种将被测参数转变为可测的光信号的装置，并以光作为敏感信息的载体，以光纤作为传递敏感信息的媒质。光纤传感器具有耐高温、不受电磁干扰、电绝缘性能好，在强电磁场等恶劣环境中能够稳定工作等一系列优点。但截至目前，光纤传感器成本高，不适合大范围推广应用。而无线传感网络具有布置方便、抗电磁干扰和构建成本较低等诸多优势，因此已得到研究与较广泛的应用。

现有的基于无线传感网络的高压母线温度监测系统存在以下不足，即难以在保证高压绝缘可靠的情况下准确、高效实现通信及故障定位；有限的系统最大节点个数少，限制了组网的规模。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种高压母线运行状态的网络化监测方法，其根据分散监控、集中管理的思想而构建，同时具有可扩展性。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

一种高压母线运行状态的网络化监测方法，首先，将电网划分为若干测量区域，对处于各测量区域内的被测高压母线，根据该被测高压母线的走线连接情况，设置若干测量节点；其次，对应于每个测量节点，设置三至六个传感器单元，以分别用于测量该测量节点对应的各相母线的相关参数；每个测量节点的各传感器单元之间，其中一个传感器单元具有无线通信模块，余下的各传感器单元具有红外通信模块，所述的具有红外通信模块的传感器单元通过红外传输的方式将所采集到的相关参数传输至具有无线通信模块的传感器单元，具有无线通信模块的传感器单元将各传感器单元采集到的相关参数汇总后，通过无线通信方式传输至相应测量区域内的分布式主机，各分布式主机通过单片机，根据所接收到的相关参数对相应的测量节点进行实时监控。 

作为本发明的进一步改进，所述传感器单元为温度传感器单元，所述单片机为单片机Msp430，集成有数据处理模块，根据所接收到的各温度传感器单元反馈的温度信息，与单片机Msp430内预设的温度阈值进行比较，若温度传感器单元反馈的温度信息大于温度阈值，触发报警电路，若温度传感器单元反馈的温度信息小于温度阈值，则判断当前温度传感器单元反馈的温度信息与此前被测高压母线温度信息相比是否存在变化，若当前温度传感器单元反馈的温度信息呈上升变化，则更新分布式主机中相应测量节点对应的温度信息，反之则根据分布式主机输入的指令进行相应操作。

本发明的另一技术目的是提供一种实现上述高压母线运行状态的网络化监测方法的监测系统，包括若干测量区域，各测量区域内的被测高压母线根据走线连接情况设置若干测量节点，且每一个测量区域均配置一台分布式主机；每一个测量节点均包括三至六个传感器单元，以分别用于测量该测量节点对应的各相母线的相关参数；每个测量节点的传感器单元之间，其中一个传感器单元具有无线通信模块，余下的各传感器单元具有红外通信模块；每个测量节点中，具有红外通信模块的传感器单元与具有无线通信模块的传感器单元之间红外通信连接；各测量节点均依次通过具有无线通信模块的传感器单元、单片机与相应的分布式主机无线通信连接；各分布式主机之间网络通信连接。

所述的传感器单元包括电源模块，该电源模块包括电流互感电路、备用电源以及用于切换电流互感电路、备用电源的电源切换芯片。