CN115118010A - 一种基于5g物联网的配电网监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于5g物联网的配电网监测***，包括所述配电网通过线缆连接有若干个配网终端，所述处理模块设置有转化电路和处理器，所述数据采集模块对配电网用电数据24小时实时监测，所述保护模块可以在配电网用电数据出现异常时起到保护作用，所述巡检模块采用无人机巡检方式传回拍摄的视频，应用视频监控对配电***进行监理，传回诊断数据，实现配电网全景图，该配电网监测***可以对配电数据和配电网视频图像进行测量，并借助5G技术进行数据传输，在配电网出现故障时及时进行保护，5G通信不受通道架设数量和电网网架结构限制，利用5G通信进行电网区域内的多个保护终端间的信息交互，反应更加迅速，提高了监测***的使用效果。
Description
技术领域
本发明涉及配电网监测技术领域，具体为一种基于5g物联网的配电网监测***。
背景技术
配电网作为电力生产过程中承上启下的重要环节，直接面向广大电力用户，是社会发展中不可或缺的基础设施。然而，随着国家大力推进新型基础设施和新型电力***建设，传统的配电网设施已经较难满足多电源复杂供电网络情况及快速自愈需求，使得配电网成为坚强电网的主要薄弱环节。5G通信技术与上代通信技术对比，在速率、带宽等方面有了进一步的提升，在配电网中需要高速低延时的领域得到更为广泛的应用，监测***对配电网运行数据进行监控，是用来确保配电网正常运行主要方法。
中国专利公开号为CN202906579U，授权公告日为2013年04月24日，一种基于物联网的配电网实时监测和控制***，涉及配电网监测技术领域。该***包括数据采集模块、实时分析和控制模块、故障定位模块、通信网络模块，所述数据采集模块和故障定位模块通过通信网络模块与实时分析和控制模块相连接。数据采集模块包括无线传感器、无线摄像头、智能插座和巡检终端；实时分析和控制模块由监测和控制中心构成；故障定位模块包括故障定位仪和配电网地理信息***；通信网络模块包括无线传感网、移动通信网和因特网。该发明能够实时监测和记录配电网的运行状态，迅速定位故障点，加快处理速度，增加效益，降低损失。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：配电网网架拓扑变化导致保护无法灵活配置，分布式电源的接入导致原有的配电网从单端放射式网络演变为多电源网络，不同于输电网络，配电网保护无法随网络拓扑的变化实现灵活配置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于5g物联网的配电网监测***，以解决上述背景技术中提出配电网网架拓扑变化导致保护无法灵活配置，分布式电源的接入导致原有的配电网从单端放射式网络演变为多电源网络，不同于输电网络，配电网保护无法随网络拓扑的变化实现灵活配置的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于5g物联网的配电网监测***，包括配电网、数据采集模块、保护模块、巡检模块、处理模块、预警模块和监测主站，所述配电网通过线缆连接有若干个配网终端，且配网终端串联接入配电网，所述处理模块设置有转化电路和处理器，且处理器采用STC89C51系列的单片机，所述转化电路与处理器电性连接，所述数据采集模块对配电网用电数据24小时实时监测，所述保护模块可以在配电网用电数据出现异常时起到保护作用，所述巡检模块采用无人机巡检方式传回拍摄的视频，应用视频监控对配电***进行监理，传回诊断数据，实现配电网全景图。
优选的，所述数据采集模块、保护模块、巡检模块、处理模块和监测主站之间通过5G网络通讯信号进行数据传输。
优选的，所述数据采集模块包括电压互感器、电流互感器、漏电传感器、温度传感器和GPS***，且电压互感器、电流互感器、漏电传感器、温度传感器和GPS***接入配网终端进出线端子上，所述电压互感器、电流互感器、漏电传感器、温度传感器、GPS***、转化电路和处理器上均设置有5G串行接口。
优选的，所述保护模块包括过流保护器、过压保护器和继电保护器，且过流保护器、过压保护器和继电保护器接入配网终端进出线端子上，所述过流保护器、过压保护器和继电保护器上均设置有5G串行接口。
优选的，所述无人机上设置有微控制器、红外摄像头、GPS***、气象监测设备和动力供给设备，且微控制器上设置有5G串行接口。
优选的，所述预警模块包括数据储存器、显示设备和警报设备，且数据储存器、显示设备和警报设备均与处理器电性连接。
一种基于5g物联网的配电网监测***，包括以下步骤：
步骤1：电压互感器、电流互感器、漏电传感器和温度传感器对配网终端用电数据测量，将测量数据经5G网络传输，对测得的数据处理分析，再将分析结果上传监测主站；
步骤2：启动无人机巡检，利用无人机上的红外摄像头对配电网进行视屏拍摄，气象监测设备对无人机航行路线的气象环境进行测量，将拍摄的视屏和气象数据经5G网络传输进行处理分析；
步骤3：根据处理结果规划无人机巡检路线，实现配电网全景监控；
步骤4：在监测出现异常时，基于5G网络监测主站向配网终端下达保护指令，相应的开启过流保护器、过压保护器或继电保护器，对配电网起到快速反应和控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.该发明装置通过电压互感器、电流互感器、漏电传感器和温度传感器可以实时对配电网用电数据进行测量，将测量的用电数据经5G网络快速传输，对采集的用电数据信号处理分析并将处理结果上传监测主站，可以快速准确的获取配电网数据，5G通信不受通道架设数量和电网网架结构限制，利用5G通信进行电网区域内的多个保护终端间的信息交互，可以更好的对配电网进行监测；
2.该发明装置通过气象监测设备对巡检气象环境进行测量，将测得的气象数据上传处理，规划处合适的巡检路线，借助红外摄像头对巡检的配电网视频拍摄，将拍摄的视频上传并处理分析，而后监控主站再据此判断电力线路的状态，采用5G技术能够高速率地传播视频数据，实时更新高清画面，可以对传回的数据进行处理，并且能够实现配电网全景图；
3.该发明装置通过过流保护器和过压保护器在配电终端配电出现过流或过压时起到保护的作用，继电保护器在配电终端出现短路或接地失败时起到保护的作用，保护机构经采用5G技术远程控制，5G通信技术承载配电网纵联保护通道，可在较低成本投入下实现保护快速准确动作，并兼顾保护间的优化配合，可快速隔离故障区间，最大程度缩小故障影响。
附图说明
图1为本发明的整体原理示意图；
图2为本发明的数据采集原理图；
图3为本发明的保护原理图；
图4为本发明的无人家巡检原理图；
图5为本发明的预警原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种基于5g物联网的配电网监测***，包括配电网、数据采集模块、保护模块、巡检模块、处理模块、预警模块和监测主站，配电网通过线缆连接有若干个配网终端，且配网终端串联接入配电网，处理模块设置有转化电路和处理器，且处理器采用STC89C51系列的单片机，转化电路与处理器电性连接，数据采集模块对配电网用电数据24小时实时监测，保护模块可以在配电网用电数据出现异常时起到保护作用，巡检模块采用无人机巡检方式传回拍摄的视频，应用视频监控对配电***进行监理，传回诊断数据，实现配电网全景图。
请参阅图1，数据采集模块、保护模块、巡检模块、处理模块和监测主站之间通过5G网络通讯信号进行数据传输，5G网络通讯信号使用30至300GHz的毫米波波段内或附近，使用更高频率的无线电波来实现这些更高的数据速率，提高了配电网监测***响应速度。
请参阅图2，数据采集模块包括电压互感器、电流互感器、漏电传感器、温度传感器和GPS***，且电压互感器、电流互感器、漏电传感器、温度传感器和GPS***接入配网终端进出线端子上，电压互感器、电流互感器、漏电传感器、温度传感器、GPS***、转化电路和处理器上均设置有5G串行接口，通过GPS***可以精准的定位配电网数据采集位置，精准定位出数据采集点，便于后续判断出故障点位。
请参阅图3，保护模块包括过流保护器、过压保护器和继电保护器，且过流保护器、过压保护器和继电保护器接入配网终端进出线端子上，过流保护器、过压保护器和继电保护器上均设置有5G串行接口，通过过流保护器、过压保护器和继电保护器可以在配电网出现过流、过压、短路或接地失败时起到保护的作用，快速隔离故障区间，最大程度缩小故障影响。
请参阅图4，无人机上设置有微控制器、红外摄像头、GPS***、气象监测设备和动力供给设备，且微控制器上设置有5G串行接口，通过气象监测设备对无人机巡检路线环境进行测量，将测得的气象数据上传处理分析，并借助GPS***测得的定位数据指定巡检路线，动力供给设备根据巡检路线调节动力，使得无人机沿着既定的巡检路线巡检，借助无人机上的红外摄像头在巡检过程拍摄视频，采用5G技术高速率地传播视频数据，对传回的数据进行处理，能够实现配电网全景图。
请参阅图5，预警模块包括数据储存器、显示设备和警报设备，且数据储存器、显示设备和警报设备均与处理器电性连接，通过数据储存器将监测数据备份，显示设备将监测结果显示，便于工作人员进行查看，警报设备可以在监测出现异常时发出警报，起到警示的作用，便于工作人员及时对配电网故障点位进行检修。
一种基于5g物联网的配电网监测***，包括以下步骤：
步骤1：电压互感器、电流互感器、漏电传感器和温度传感器对配网终端用电数据测量，将测量数据经5G网络传输，对测得的数据处理分析，再将分析结果上传监测主站；
步骤2：启动无人机巡检，利用无人机上的红外摄像头对配电网进行视屏拍摄，气象监测设备对无人机航行路线的气象环境进行测量，将拍摄的视屏和气象数据经5G网络传输进行处理分析；
步骤3：根据处理结果规划无人机巡检路线，实现配电网全景监控；
步骤4：在监测出现异常时，基于5G网络监测主站向配网终端下达保护指令，相应的开启过流保护器、过压保护器或继电保护器，对配电网起到快速反应和控制。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于5g物联网的配电网监测***，包括配电网、数据采集模块、保护模块、巡检模块、处理模块、预警模块和监测主站，其特征在于：所述配电网通过线缆连接有若干个配网终端，且配网终端串联接入配电网，所述处理模块设置有转化电路和处理器，且处理器采用STC89C51系列的单片机，所述转化电路与处理器电性连接，所述数据采集模块对配电网用电数据24小时实时监测，所述保护模块可以在配电网用电数据出现异常时起到保护作用，所述巡检模块采用无人机巡检方式传回拍摄的视频，应用视频监控对配电***进行监理，传回诊断数据，实现配电网全景图。
2.根据权利要求1所述的一种基于5g物联网的配电网监测***，其特征在于：所述数据采集模块、保护模块、巡检模块、处理模块和监测主站之间通过5G网络通讯信号进行数据传输。
3.根据权利要求1所述的一种基于5g物联网的配电网监测***，其特征在于：所述数据采集模块包括电压互感器、电流互感器、漏电传感器、温度传感器和GPS***，且电压互感器、电流互感器、漏电传感器、温度传感器和GPS***接入配网终端进出线端子上，所述电压互感器、电流互感器、漏电传感器、温度传感器、GPS***、转化电路和处理器上均设置有5G串行接口。
4.根据权利要求1所述的一种基于5g物联网的配电网监测***，其特征在于：所述保护模块包括过流保护器、过压保护器和继电保护器，且过流保护器、过压保护器和继电保护器接入配网终端进出线端子上，所述过流保护器、过压保护器和继电保护器上均设置有5G串行接口。
5.根据权利要求1所述的一种基于5g物联网的配电网监测***，其特征在于：所述无人机上设置有微控制器、红外摄像头、GPS***、气象监测设备和动力供给设备，且微控制器上设置有5G串行接口。
6.根据权利要求1所述的一种基于5g物联网的配电网监测***，其特征在于：所述预警模块包括数据储存器、显示设备和警报设备，且数据储存器、显示设备和警报设备均与处理器电性连接。
7.基于权利要求1所述的一种基于5g物联网的配电网监测***，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：电压互感器、电流互感器、漏电传感器和温度传感器对配网终端用电数据测量，将测量数据经5G网络传输，对测得的数据处理分析，再将分析结果上传监测主站；
步骤2：启动无人机巡检，利用无人机上的红外摄像头对配电网进行视屏拍摄，气象监测设备对无人机航行路线的气象环境进行测量，将拍摄的视屏和气象数据经5G网络传输进行处理分析；
步骤3：根据处理结果规划无人机巡检路线，实现配电网全景监控；
步骤4：在监测出现异常时，基于5G网络监测主站向配网终端下达保护指令，相应的开启过流保护器、过压保护器或继电保护器，对配电网起到快速反应和控制。
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