[發(fā)明專利]配電網(wǎng)線路故障在線監(jiān)測定位系統(tǒng)及通訊方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310231099.1
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103298011A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張昀;曾德華;胡曉琳
• 申請（專利權(quán)）人: 四川電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W84/18;H02J13/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 王澤云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)線路故障監(jiān)測定位系統(tǒng)，尤其涉及一種依賴于無線自組網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)線路故障在線監(jiān)測定位系統(tǒng)及通訊方法。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，配電線路故障越來越多。為減少線路故障后的尋查工作量，縮短故障修復(fù)時間，節(jié)約大量的人力、物力，提高供電可靠性，減少停電損失，加強并提高系統(tǒng)運行管理水平，迫切需要在系統(tǒng)發(fā)生故障后能迅速、準確地查找到故障點，線路故障點的準確定位顯得越來越重要。

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)線路故障監(jiān)測定位系統(tǒng)，大都采用GSM或GPRS等通信網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，故障指示器檢測出故障信息，并將其傳輸給信息采集器，再由信息采集器傳輸給GSM或GPRS等通信網(wǎng)絡(luò)，最終傳輸給監(jiān)測主站。而GSM或GPRS等通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)通信需要通信基站，在山區(qū)等遠離基站或不宜建有大型通訊基站的地方是無法實現(xiàn)通信的，存在著通信盲區(qū)。與此同時，GSM或GPRS等通信網(wǎng)絡(luò)的運行是需要費用的，因為配電網(wǎng)線路本身是一個龐大的電力網(wǎng)，所以通信費用是相當(dāng)多的，其運行費用成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種沒有通訊盲區(qū)、運行費用低的配電網(wǎng)線路故障在線監(jiān)測定位系統(tǒng)及通訊方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述配電網(wǎng)線路故障在線監(jiān)測定位系統(tǒng)包括線路故障指示器、無線采集器、無線自組網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測主站，所述線路故障指示器與所述無線采集器無線通訊連接，所述無線采集器與所述監(jiān)測主站之間通過所述無線自組網(wǎng)絡(luò)無線通訊連接，所述無線自組網(wǎng)絡(luò)包括一個中心節(jié)點和多個傳感節(jié)點，所述中心節(jié)點與所述傳感節(jié)點之間、多個所述傳感節(jié)點之間均為無線通訊連接，所述中心節(jié)點與所述監(jiān)測主站之間無線通訊連接。

作為優(yōu)選，所述無線自組網(wǎng)絡(luò)為Zigbee網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明所述配電網(wǎng)線路故障可視化定位系統(tǒng)采用的通訊方法包括所述無線自組網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方法，所述組網(wǎng)方法包括以下步驟：

（1）節(jié)點上電初始化：所有節(jié)點在上電或復(fù)位之后，自動獲取其關(guān)聯(lián)設(shè)備的地址，以設(shè)備地址替換自己的擴展地址，并且產(chǎn)生短地址；同時，節(jié)點進入游離掃描階段，在16個信道組的第一頻道中依次掃描接收，同時每隔一個時間周期在上述頻道中發(fā)出主動入網(wǎng)申請；

（2）開始組網(wǎng)：在監(jiān)測主站發(fā)出組網(wǎng)命令之后，中心節(jié)點進入組網(wǎng)狀態(tài)，發(fā)出組網(wǎng)信標(biāo)開始組網(wǎng)；

（3）鄰居發(fā)現(xiàn)和場強測量：中心節(jié)點組網(wǎng)時，構(gòu)造好MAC層信標(biāo)負載內(nèi)容后，然后啟動MAC層在起始時隙發(fā)送一個信標(biāo)幀，傳感節(jié)點掃描規(guī)定信道組時，在接收到一個網(wǎng)絡(luò)的信標(biāo)幀時，將發(fā)送信標(biāo)幀的源節(jié)點的PanID、短地址、擴展地址添加進自己的鄰居表，并記錄接收到信標(biāo)幀的場強信息；然后檢查信標(biāo)負載中的信標(biāo)標(biāo)識字節(jié)，判斷自己是否已轉(zhuǎn)發(fā)過本次組網(wǎng)信標(biāo)，如果已轉(zhuǎn)發(fā)過，則終止本次處理；如果還沒有轉(zhuǎn)發(fā)過，則構(gòu)建自己的信標(biāo)幀負載信息，再判斷層數(shù)和圈數(shù)是否大于最大值，如果均不大于，則調(diào)用MAC層信標(biāo)發(fā)送服務(wù)在指定的時隙或圈數(shù)發(fā)送出信標(biāo)幀；中心節(jié)點在發(fā)出組網(wǎng)信標(biāo)幀之后，也偵聽本信道組，如果接收到傳感節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的信標(biāo)幀后，也將發(fā)送源節(jié)點的信息添加進鄰居表并記錄接收到的場強信息；

（4）場強收集：中心節(jié)點在發(fā)出組網(wǎng)信標(biāo)幀之后等待整個網(wǎng)絡(luò)的信標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)完成后，開始收集傳感節(jié)點的場強表信息；中心節(jié)點首先取自己的鄰居表信息，依次向在自己周圍一跳范圍內(nèi)的1級傳感節(jié)點發(fā)送“搜索場強信息請求命令”，在收到1級傳感節(jié)點的“搜索場強信息回復(fù)命令”后，將1級傳感節(jié)點的鄰居場強信息添加進自己的場強信息表；在收集完所有1級傳感節(jié)點的場強信息后，再以1級傳感節(jié)點為中繼節(jié)點，繼續(xù)收集2級傳感節(jié)點的場強信息表；以此類推，中心節(jié)點逐級收集所有傳感節(jié)點的場強信息，直到電能表檔案中所有電能表對應(yīng)傳感節(jié)點全部收集完畢，或者已經(jīng)沒有能夠中繼到達的傳感節(jié)點為止；

（5）路由規(guī)劃及配置：中心節(jié)點在收集完所有的能夠搜集到的傳感節(jié)點的場強信息表之后，開始按照節(jié)點檔案，依次對本中心節(jié)點所管理的傳感節(jié)點進行配置，并且使之從半游離狀態(tài)轉(zhuǎn)換為在網(wǎng)工作狀態(tài)，此功能通過發(fā)送配置傳感節(jié)點請求命令并接收到配置傳感節(jié)點回復(fù)命令來實現(xiàn)；配置傳感節(jié)點請求命令中同時為傳感節(jié)點配置了3條上行中繼路徑；

正常工作：中心節(jié)點在完成對傳感節(jié)點的信息配置之后，即轉(zhuǎn)入正常工作階段；同時，傳感節(jié)點在半游離狀態(tài)中如果接收到中心節(jié)點的配置命令之后亦進入到正常的在網(wǎng)工作階段，以完成正常的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

本發(fā)明的有益效果在于：