一种供电系统的远程监控系统

文档序号:1907641 发布日期:2021-11-30 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 一种供电系统的远程监控系统 (Remote monitoring system of power supply system ) 是由 邹轶 王金 魏书生 邹凡 黄小朝 龚卓 于 2021-08-31 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种供电系统的远程监控系统,包括:分别设置在各个配电点的工况机、与工况机通信连接的上位机、与所述上位机通信连接的云端服务器、以及与云端服务器通信连接的移动终端;所述工况机包括主控制器、第一通信接口、信息采集模块、第一显示模块、定位模块和第二通信接口;所述上位机包括第三通信接口、第一信息获取模块、第二显示模块、第四通信接口和参数整定模块;云端服务器用于获取所述运行状态信息和所述定位信息并存储,转发至所述移动终端;所述移动终端包括第二信息获取模块和第三显示模块和导航模块。本发明通过上位机集中监控各配电点供电设备的运行状态,并在供电异常时对供电参数进行整定,实现对供电设备的远程监控。(The invention discloses a remote monitoring system of a power supply system, which comprises: the system comprises an operating condition machine, an upper computer, a cloud server and a mobile terminal, wherein the operating condition machine is respectively arranged at each power distribution point; the working condition machine comprises a main controller, a first communication interface, an information acquisition module, a first display module, a positioning module and a second communication interface; the upper computer comprises a third communication interface, a first information acquisition module, a second display module, a fourth communication interface and a parameter setting module; the cloud server is used for acquiring and storing the running state information and the positioning information, and forwarding the running state information and the positioning information to the mobile terminal; the mobile terminal comprises a second information acquisition module, a third display module and a navigation module. The invention centrally monitors the running state of the power supply equipment of each distribution point through the upper computer, and sets the power supply parameters when the power supply is abnormal, thereby realizing the remote monitoring of the power supply equipment.)

一种供电系统的远程监控系统

背景技术

本发明属于供电技术领域,具体涉及一种供电系统的远程监控系统。

背景技术

配电网处于电力系统的末端,具有地域分布广、电网规模大、设备种类多、网络连接多样、运行方式多变等鲜明特点。随着城镇化建设和用电需求的增长,配电网一直在不断地改造和扩建,其规模也不断扩大,国网公司系统内大多数县级以上配电网的规模都已达到百条馈线以上,一些中、大型城市的中压馈线已达到或超过千条。

在国民经济发展的促进下,出现了拉闸限电现象;负荷的构成比例发生变化,居民、商业用电明显增加,使有些线路和变压器负荷加大,甚至因超负荷而造成局部停电;因电力系统自身的缺陷造成的局部故障扩大,出现大面积长时间停电事故的现象;由于无功电源配置和调节手段不适应负荷发展,电网电压水平不能满足电能质量要求,造成电气设备损坏甚至出现电压崩溃造成的停电事故;在配电网的运行中存在网损过高的问题等。如何提高电力系统的可靠性,对配电网运行状态进行实时监控,保证电气设备稳定运行是当下需要研究发展的方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种供电系统的远程监控系统,用于解决现有技术中存在的至少一个技术问题。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

本发明一种供电系统的远程监控系统,包括:分别设置在各个配电点的工况机、与所述工况机通信连接的上位机、与所述上位机通信连接的云端服务器、以及与所述云端服务器通信连接的移动终端;

所述工况机包括主控制器、第一通信接口、信息采集模块、第一显示模块、定位模块和第二通信接口,所述主控制器用于实现对所述第一通信接口、所述信息采集模块、所述第一显示模块和所述第二通信模块的控制,所述第一通信接口用于实现与供电设备的通信连接,所述信息采集模块用于通过所述第一通信接口获取供电设备的运行状态信息,所述第一显示模块用于对供电设备的运行状态信息进行显示,所述定位模块用于获取工况机和对应的供电设备的定位信息,所述第二通信接口用于实现与所述上位机的通信连接,并将所述运行状态信息和所述定位信息发送至所述上位机;

所述上位机包括第三通信接口、第一信息获取模块、第二显示模块、第四通信接口和参数整定模块,所述第三通信接口用于实现与所述第二通信接口的通信连接,所述第一信息获取模块用于通过所述第三通信接口获取所述运行状态信息和所述定位信息并进行本地存储,所述第二显示模块用于对所述运行状态信息进行显示,所述第四通信接口用于与所述云端服务器无线通信,并将所述运行状态信息和所述定位信息上传至所述云端服务器,所述第一参数整定模块用于判断所述运行状态信息是否异常,并在异常时向对应的供电设备下发参数整定指令;

所述云端服务器用于获取所述运行状态信息和所述定位信息并存储,然后转发至所述移动终端;

所述移动终端包括第二信息获取模块和第三显示模块和导航模块,所述第二信息获取模块用于从所述云端服务器获取所述运行状态信息和所述定位信息,所述第三显示模块用于对所述运行状态信息和所述定位信息进行显示,所述导航模块用于在所述参数整定模块无法调节供电设备的运行状态时,提供GIS地图导航信息。

在一种可能的设计中,还包括设置在每一供电设备的传感器模块,所述传感器模块用于检测对应的供电设备的运行状态电信号,并将所述运行状态电信号发送至所述信息采集模块;其中,所述运行状态电信号包括频率信号、电流信号和开停信号。

在一种可能的设计中,所述信息采集模块中设有隔离电路,所述隔离电路用于与所述传感器模块进行电气隔离。

在一种可能的设计中,所述信息采集模块包括变压设备信息采集单元、供电线路信息采集模块、断路器信息采集模块、隔离开关信息采集模块以及接地开关信息采集模块;

所述变压设备信息采集单元用于采集变压设备以及与变压设备相适配的配电设备的模拟量、变压器各侧电流、电压、有功功率、无功功率、线圈温度以及油温;

所述供电线路信息采集模块用于采集供电线路的电流、有功功率和无功功率,母线的电压和频率,供电线路的三相电压、三相电流、零序电压和零序电流;

所述断路器信息采集模块、隔离开关信息采集模块以及接地开关信息采集模块分别用于采集现场设备的开关量,所述开关量包括:断路器位置、隔离开关的位置、接地开关的位置、断路器开关位置、保护动作总信号、就地/远方转换开关的位置、断路器操动机构异常信号、控制回路断线信号、保护报警信号以及保护装置故障信号。

在一种可能的设计中,所述工况机还包括报警模块,所述报警模块设有开关电路,所述开关电路包括继电器和驱动电路,所述主控制器上设有I/O引脚,所述I/O引脚与所述继电器电连接,所述继电器在供电设备运行异常时吸合进行报警。

在一种可能的设计中,所述上位机还包括动作点提示模块,用于在供电设备的保护装置跳闸时,弹出提示窗口以提示监控人员跳闸的动作点。

在一种可能的设计中,所述第一通信接口包括RS485接口、CAN总线接口和第一以太网接口;

所述RS485接口和所述CAN总线接口用于实现与供电设备的通信,接收供电设备上传的供电参数、保护装置状态信息和保护限值信息,以及将所述参数整定模块下发的参数整定指令转发至供电设备;

所述CAN总线接口还用于与相邻的工况机实现通信;

所述以太网接口用于基于TCP/IP协议实现与相邻的工况机之间的通信。

在一种可能的设计中,所述第二通信接口包括第二以太网接口,所述第二以太网接口用于基于Modbus/TCP协议实现与所述上位机的第三通信接口之间的通信。

有益效果:

1.本发明通过分别设置在各个配电点的工况机中的信息采集模块,基于RS485接口采集供电设备的运行状态信息,包括供电参数、保护装置状态信息和保护限值信息等,然后工况机通过以太网接口与上位机进行通信,使得上位机能够获取所有配电点的供电设备的运行状态参数信息以进行远程监控,并在供电设备运行异常时通过参数整定模块下发参数整定指令至对应的工况机,并通过工况机转发该参数整定指令至对应的供电设备进行供电参数调整;此外,上位机通过云端服务器与移动终端实现通信,从而移动终端可以实时获取所有供电设备的运行状态信息,并在参数整定模块无法对供电设备的供电参数进行调整时,可通过导航模块中的GIS地图导航信息定位故障配电点,以及时采取维修措施,减少供电损失。

2.由于某些供电设备无法提供RS485通信接口,本发明通过设置传感器模块,用于检测对应的供电设备的运行状态电信号,并将所述运行状态电信号发送至所述信息采集模块;其中,所述运行状态电信号包括频率信号、电流信号和开停信号,实现对供电设备运行状态信息的采集。通过设置带隔离电路的信息采集模块,实现与传感器模块之间的电气隔离,保证信息采集的准确性。

附图说明

图1为本实施例中的供电系统的远程监控系统的结构框图。

具体实施方式

为使本说明书实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本说明书实施例中的附图,对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本说明书一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示,本实施例提供一种供电系统的远程监控系统,包括:分别设置在各个配电点的工况机、与所述工况机通信连接的上位机、与所述上位机通信连接的云端服务器、以及与所述云端服务器通信连接的移动终端;

所述工况机包括主控制器、第一通信接口、信息采集模块、第一显示模块、定位模块和第二通信接口,所述主控制器用于实现对所述第一通信接口、所述信息采集模块、所述第一显示模块和所述第二通信模块的控制,所述第一通信接口用于实现与供电设备的通信连接,所述信息采集模块用于通过所述第一通信接口获取供电设备的运行状态信息,所述第一显示模块用于对供电设备的运行状态信息进行显示,所述定位模块用于获取工况机和对应的供电设备的定位信息,所述第二通信接口用于实现与所述上位机的通信连接,并将所述运行状态信息和所述定位信息发送至所述上位机;

其中,需要说明的是,所述主控制器为PLC控制器,型号可选择STM32控制器。

所述上位机包括第三通信接口、第一信息获取模块、第二显示模块、第四通信接口和参数整定模块,所述第三通信接口用于实现与所述第二通信接口的通信连接,所述第一信息获取模块用于通过所述第三通信接口获取所述运行状态信息和所述定位信息并进行本地存储,所述第二显示模块用于对所述运行状态信息进行显示,所述第四通信接口用于与所述云端服务器无线通信,并将所述运行状态信息和所述定位信息上传至所述云端服务器,所述第一参数整定模块用于判断所述运行状态信息是否异常,并在异常时向对应的供电设备下发参数整定指令;

其中,需要说明的是,所述第四通信接口为无线通信接口,包括但不限于蓝牙接口、zigbee接口模、lora接口模和WIFI接口,此处不做限定。

所述云端服务器用于获取所述运行状态信息和所述定位信息并存储,然后转发至所述移动终端;

所述移动终端包括第二信息获取模块和第三显示模块和导航模块,所述第二信息获取模块用于从所述云端服务器获取所述运行状态信息和所述定位信息,所述第三显示模块用于对所述运行状态信息和所述定位信息进行显示,所述导航模块用于在所述参数整定模块无法调节供电设备的运行状态时,提供GIS地图导航信息。

基于上述公开的内容,通过分别设置在各个配电点的工况机中的信息采集模块采集供电设备的运行状态信息,包括供电参数、保护装置状态信息和保护限值信息等,然后工况机通过以太网接口与上位机进行通信,使得上位机能够获取所有配电点的供电设备的运行状态参数信息以进行远程监控,并在供电设备运行异常时通过参数整定模块下发参数整定指令至对应的工况机,并通过工况机转发该参数整定指令至对应的供电设备进行供电参数调整;此外,上位机通过云端服务器与移动终端实现通信,从而移动终端可以实时获取所有供电设备的运行状态信息,并在参数整定模块无法对供电设备的供电参数进行调整时,可通过导航模块中的GIS地图导航信息定位故障配电点,以及时采取维修措施,减少供电损失。

其中,需要说明的是,由于某些供电设备中没有设置通信接口,即没有设置信息输出口,为了采集到该类型供电设备的运行状态信息,优选的,本实施例还包括设置在每一供电设备的传感器模块,所述传感器模块用于检测对应的供电设备的运行状态电信号,并将所述运行状态电信号发送至所述信息采集模块;其中,所述运行状态电信号包括频率信号、电流信号和开停信号。

在一种可能的设计中,在进行频率信号采集时,由于传感器输出的信号为本质安全信号,为了使得信息采集模块的电路不影响传感器所述信息采集模块中设有隔离电路,所述隔离电路用于与所述传感器模块进行电气隔离。

其中,优选的,所述隔离电路包括光电耦合器,通过设置光电耦合器,可以以光为媒介完成信号的电-光-电的转换,避免传感器与数据采集模块内部电路的直接电气联系,保证了频率信号的本安信号,且信号不会发生畸变。

其中,需要说明的是,在进行电流信号采集时,所述信息采集模块包括电源电路、转换电路和电流信号采集电路,其中,转换电路将电流信号采集电路采集的电流信号转换为电压信号,并发送至主控制器。

其中,需要说明的是,所述开停信号包括三种状态的开停信号,开信号、关信号以及无信号状态。此时,通过在所述数据采集模块上设置2个I/O引脚来识别传感器的检测信号,其中,当两个引脚均采集到高电平,则表示供电设备处于开状态,当两个引脚采集到一高一低电平,则表示供电设备处于关状态,当两个引脚均采集到低电平,则表示传感器没有输出,此时传感器可能存在异常。

在一种可能的设计中,所述信息采集模块包括变压设备信息采集单元、供电线路信息采集模块、断路器信息采集模块、隔离开关信息采集模块以及接地开关信息采集模块;

所述变压设备信息采集单元用于采集变压设备以及与变压设备相适配的配电设备的模拟量、变压器各侧电流、电压、有功功率、无功功率、线圈温度以及油温;

所述供电线路信息采集模块用于采集供电线路的电流、有功功率和无功功率,母线的电压和频率,供电线路的三相电压、三相电流、零序电压和零序电流;

所述断路器信息采集模块、隔离开关信息采集模块以及接地开关信息采集模块分别用于采集现场设备的开关量,所述开关量包括:断路器位置、隔离开关的位置、接地开关的位置、断路器开关位置、保护动作总信号、就地/远方转换开关的位置、断路器操动机构异常信号、控制回路断线信号、保护报警信号以及保护装置故障信号。

对应的,需要说明的是,所述第一显示模块具体用于显示供电设备电压、电流、功率因素、有功功率、无功功率等运行参数,过流保护、零序保护、低压保护等保护装置状态及动作参数,以使监控人员及时了解供电设备的运行状态,便于进行设备检查与维护。

其中,所述第一显示模块上还设有按钮电路,通过按钮电路,可以实现页面切换,实现供电参数和保护装置状态的显示,通过按钮电路操作界面实现保护装置参数的整定,以使监控人员掌握事故处理的主动性,保证生产安全。此外,还可以通过按钮电路切换到查询界面,查看其它配电点供电设备的运行情况,包括线路基本供电参数及保护设备的状态,并可对保护装置动作参数进行整定,以使作业人员全面掌握该配电点的供电设备运行情况。

在一种可能的设计中,所述工况机还包括报警模块,所述报警模块设有开关电路,所述开关电路包括继电器和驱动电路,所述主控制器上设有I/O引脚,所述I/O引脚与所述继电器电连接,所述继电器在供电设备运行异常时吸合进行报警。

在一种可能的设计中,所述上位机还包括动作点提示模块,用于在供电设备的保护装置跳闸时,弹出提示窗口以提示监控人员跳闸的动作点。

其中,需要说明的是,在任一工况机采集到供电设备的保护装置动作时,上位机的人机交互界面会弹出报警提示窗口,并指示对应工况机的编号、动作保护的类型、动作时间及日期,作业人员可根据提示信息进入对应工况机所反应的供电设备的工作状态,并在保护设备动作时,快速确定故障类型及动作位置,及时采取对应措施。

在一种可能的设计中,所述第一通信接口包括RS485接口、CAN总线接口和第一以太网接口;所述RS485接口和所述CAN总线接口用于实现与供电设备的通信,接收供电设备上传的供电参数、保护装置状态信息和保护限值信息,以及将所述参数整定模块下发的参数整定指令转发至供电设备;所述CAN总线接口还用于与相邻的工况机实现通信;所述以太网接口用于基于TCP/IP协议实现与相邻的工况机之间的通信。

基于上述公开的内容,所述RS485接口和所述CAN总线接口用于实现与供电设备的通信,接收供电设备上传的供电参数、保护装置状态信息和保护限值信息,以及将所述参数整定模块下发的参数整定指令转发至供电设备;通过设置CAN总线接口,可作为组网接口或信息采集接口,当供电设备设置CAN接口时,通过在工况机上设置CAN接口,能够实现与供电设备的通信,增强系统的兼容性;当某些工况机没有设置以太网接口时,可以通过设置CAN接口与相邻的工况机连接,从而可以间接连接到上位机的以太网络中,从而实现组网;通过基于于TCP/IP协议实现与相邻的工况机之间的通信,能够使得每一工况机之间实现信息共享,使得每一配电点的数据信息都能在任一工况机上进行查询,实现各个配电点之间独立于上位机之外的信息互联。

在一种可能的设计中,所述第二通信接口包括第二以太网接口,所述第二以太网接口用于基于Modbus/TCP协议实现与所述上位机的第三通信接口之间的通信。

其中,需要说明的是,在工况机基于Modbus/TCP协议与上位机进行通信之后,上位机需要对每一工况机进行访问,从而获取供电设备的运行状态信息。那么,需要在上位机中配置相应的访问软件,该访问软件能够通过上位机的第三通信网口实现与工况机的通信;其中,工况机中的主控制器通常采用PLC控制器,但每一工况机中的PLC控制器可能出自不同的生成厂家,导致PLC的型号可能存在不一致,因此,为了解决该问题,可以在访问软件中设置对应多种型号PLC控制器的驱动程序,实现与PLC控制器的通信连接。

进一步的,所述上位机中还设有数据库,该数据库可以是SQL数据库,上述访问软件与SQL数据库的连接可以通过脚本函数实现。

基于上述公开的内容,通过工况机的主控制器控制信息采集模块与配电点的供电设备连接,可通过通信接口与供电设备直接连接以获取供电设备运行状态信息,也可通过设置传感器检测供电设备的运行状态电信号,并通过信息采集模块采集传感器的频率信号、电流信号和开关信号,以完成对各配电点供电设备的运行状态信息采集。通过上位机集中监控各配电点的供电情况,并在供电异常时对供电参数进行整定,实现对供电设备的远程监控。通过设置以太网接口和CAN总线接口,实现各工况机之间的组网互联,使得每一工况机之间实现信息共享,使得每一配电点的数据信息都能在任一工况机上进行查询,实现各个配电点之间独立于上位机之外的信息互联。上位机通过云端服务器与移动终端实现通信,从而移动终端可以实时获取所有供电设备的运行状态信息,并在参数整定模块无法对供电设备的供电参数进行调整时,可通过导航模块中的GIS地图导航信息定位故障配电点,以及时采取维修措施,减少供电损失。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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