[发明专利]一种分布式电网故障录波器的LoRa和4G通信系统

说明书

本发明公开了一种分布式电网故障录波器的LoRa和4G通信系统，包括：多个传感单元，分别安装在需要监测的三相高压输电线上，用于实时采集高压输电线路三相工况信息，通过LoRa短程通信和4G远程通信与汇集单元和远程服务器信息交互；汇集单元，就近安装在靠近传感器单元的电线杆上，用于故障信息收发和一些指令转发；远程服务器，设置在办公区，用于通过4G远程通信收集所述传感单元和/或所述汇集单元发送的数据或故障信息，以及向所述传感单元和/或所述汇集单元发送相应的指令配置。本发明通过高效、稳定的通信，极大提高人机交互的协同性，有助于发现线路运行中的潜在危险、保护电力系统的运行安全，提高智能电网运行的可靠性。

技术领域

本发明涉及电网故障录波器的通信系统技术领域，特别是涉及一种分布式电网故障录波器的通信系统，通过录波器的各单元之间以及它们与远程服务器之间的实时通信，可以方便地进行组网数据交换与各种命令传输任务，极大提高人机交互的协同性，实现大范围、多节点的电网智能数据监控，掌握电网的实际故障类型和波及范围。

背景技术

故障录波器，是一种常年投入运行的配电网信息自动记录设备，用于监测电力系统的运行状况并对故障进行及时处理。当电力系统发生故障事故时，自动地准确记录故障前后的各种电气量的变化情况，用于分析故障起因和观察故障发展的整个历程，及时处理故障以减少损失、完善电网配置和管理，避免类似事故再次发生，对提高电力系统的安全运行水平有着重要作用。

随着经济的发展以及人民生活水平的提高，人们对供电质量提出了更高要求，对供电可靠性提出了更高标准。因此，监测电能质量的指标对电网和供配电系统的正常运行尤其显得重要。为保障电网、输配电设备、用电设备与装置的安全、经济运行和正常使用，保证对用户提供连续、可靠的电能，必须科学地对电力系统的电能质量进行实时监控，改善电网供电情况。

目前，智能电网逐步发展壮大，其将互联网的相关技术融入电网设计和管理，特别是先进的通信技术、先进的数据处理和存储技术、先进的可视化技术和决策支持系统技术，结合传感器技术、测量技术、设备技术、控制方法等，创新性地组建一个覆盖面广、信息量充足、通信便捷、判别决策精准的智能系统，实现电网的使用可靠安全、管理经济高效，特别是在电网线路故障监测和识别处理等方面效果显著。

传统的微机型故障录波器采用集中式结构，普遍以前后台的模式运行，其后台PC机受自身机械强度的限制，可靠性低，通信经常不稳定，难以长期运行，这严重制约了传统故障录波器的大范围的普及与应用。

现有的通信技术中，通过2G/3G/4G或者局域网可识别的信号，会产生流量费；局域网的网络覆盖能力较弱，受环境影响较大，在高峰期或天气恶劣等情况下通信质量差，网络利用率低，而且通讯模块长时间处于打开状态，功耗较高；而且很多通讯协议不适合用户自定义进行特殊场景下的信息传输。

LoRa是近年来新发展起来的一种低功耗长距离广域网无线通信技术，主要面向物联网（IoT）等，它能解决各个终端设备之间的网络互联与通信。相比于之前的WiFi、ZigBee、蓝牙等局域网无线技术，以及2G/3G/4G等广域网无线技术，LoRa同时具有传输距离远、终端功耗低、容量大、电池寿命长等优点，能最大限度地实现更长距离通信与更低功耗。4G传输速率快、质量高、传输数据量较大、网络覆盖广。

发明内容

为了克服传统微机型故障录波器系统集中式设计的不足，我们提出了一种分布式电网故障录波器的LoRa和4G通信系统，本发明详细阐述分布式故障录波器系统中的通信网络，此前的故障录波器系统只是一个适用案例，本发明的适用性不仅限于此。对于类似的模块化系统设计，该发明能使得整个电网故障录波器的各个子单元与远程服务器可以实时通信，实现人机交互的协同工作。

本发明的技术方案包括以下步骤：

一种分布式电网故障录波器的LoRa和4G通信系统，包括：