TWM509469U - 智慧電網混合式通訊系統 - Google Patents
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Description
本創作係關於一種智慧電網混合式通訊系統，特別是針對電網內之故障偵測與電力修復的智慧電網混合式通訊系統。
能源是文明發展不可或缺的原動力，隨著全球人口持續增加及近年全球性氣候變遷，更加速電力及能源議題之討論。在這樣的情況下，各先進國家皆陸續進行現行電網之升級相關計畫，進而推動「智慧電網」的建置與相關技術開發。
目前政府積極推動智慧電網，同時訂定總體規劃架構及時程，其中主要執行構面包括：智慧發電與調度、智慧輸電、智慧配電、智慧用戶、智慧電網產業發展及智慧電網產業環境建構。
通訊技術則為智慧電網總體發展之基礎建設之一，透過即時、安全之通訊網路，連接各構面之系統及整合應用，建構智慧化之發電、輸電、配電的電力網路，提升電力系統運轉效率、電網可靠度及供電品質，達成高品質、高效率及環境友善之智慧電網願景。
然而，智慧電網仍有許多待改善之目標，其中確保穩定供電、提升配電安全與效能最為重要之議題。隨著智慧型電表基礎建設(Advanced Metering Infrastructure，AMI)的普及，智慧型電表(Smart Meter)
與電子讀表介面單元(Meter Interface Unit，MIU)穩定性的需求也越來越高。以往當發生線路故障之停電事故時，維修人員需要花費時間檢測並至現場修復，造成停電時間增加，若於偏遠且搶修不易地區發生線路故障，則停電造成的損失與維修費用更會大幅提升。有鑒於此，創作人於其實務上未臻完善所導致之諸多缺失及不便處深入構思，遂特以建立一套具有系統自癒(Self-Healing)功能的智慧電網混合式通訊系統。
有鑒於習知技術之電子讀表介面單元的可靠度與穩定性不足，本創作之目的係在提供一種智慧電網混合式通訊系統，用以偵測一電網內故障並修復電力，透過感測網路的強化、電網之可靠度，以達自動故障診斷、隔離及復電等目的。
本創作提供一種智慧電網混合式通訊系統，用以監管一電網內的電表資料，包含：至少一電子讀表介面單元，該電子讀表介面單元透過一第一主電力模組連接該電網的一第一主要寬頻電力線且透過一第二主電力模組連接該電網的一第二主要寬頻電力線；以及一管理平台，管控該電網內連結於該第一主要寬頻電力線與該第二主要寬頻電力線之複數個電表，且接收該電子讀表介面單元傳送的電表資料；其中，該電子讀表介面單元透過該第一、第二主電力模組接收該電網內該等電表的電表資料，該電子讀表介面單元在該第一主電力模組偵測為無法通訊時，切換為該第二主電力模組以接收該電網內該等電表的電表資料。
在本創作智慧電網混合式通訊系統中，該電子讀表介面單元進一步包含：一閘道器，轉發該電子讀表介面單元接收的該等電表的資料；
以及一乙太網路供電交換器。
在本創作智慧電網混合式通訊系統中，該管理平台進一步包含：一監控主機與一網路管理系統，分別用於監控電網內電表的狀態以及蒐集該電網內的電表資料。
在本創作智慧電網混合式通訊系統中，該電網內該等電表包含複數個單相電表，該第一主電力模組與該等單相電表連結。
在本創作智慧電網混合式通訊系統中，其中該電網內該等電表包含複數個單相電表與至少一三相電表，該第一主電力模組與該等單相電表連結，該第二主電力模組與該三相電表連結，該三相電表透過一單三變壓器與該等單相電表連結。
在本創作智慧電網混合式通訊系統中，其中該電子讀表介面單元於至少一區域網路內接收該電網內該等電表的電表資料。
在本創作智慧電網混合式通訊系統中，其中該電子讀表介面單元將該區域網路內接收之該等電表資料傳送到至少一鄰近網路，該等都會網路進一步蒐集應用系統資料。
在本創作智慧電網混合式通訊系統中，其中該管理平台經由一廣域網路接收該鄰近網路的資料。
在本創作智慧電網混合式通訊系統中，其中應用系統資料包含監視器資料、警報器資料或電子監控資料。
在本創作智慧電網混合式通訊系統中，其中該等電表用以計算用電量，該等電表各設置一無熔絲開關用以防止電路過載或短路。
在本創作智慧電網混合式通訊系統中，其中該電子讀表介面
單元與該等電表之間為主僕式架構。
本創作之目的在於提供一種針對電網內之故障偵測與電力修復的智慧電網混合式通訊系統，進而達到更快速偵測及定位故障區域，減少事故停電時間及提高供電可靠度之目的。
在參閱下述詳細的實施方式及相關的圖示與申請專利範圍後，閱者將更能了解本創作其他的目的、特徵、及優點。
1‧‧‧環境
2‧‧‧監控主機
3‧‧‧網路管理系統
4‧‧‧網際網路
5、14、25‧‧‧乙太網路供電交換器
6‧‧‧服務站
11‧‧‧鄰近網路
12、22‧‧‧服務節點
13、23‧‧‧乙太網路供電埠
15‧‧‧監視器
16‧‧‧監視器
21‧‧‧區域網路
24‧‧‧電子讀表介面單元
26‧‧‧閘道器
27‧‧‧第一主電力模組
28‧‧‧第二主電力模組
29‧‧‧三相四線
30‧‧‧無熔絲開關
31‧‧‧三相電表
32‧‧‧微控制器
33、61~66‧‧‧僕電力模組
34‧‧‧2NFB+6busSP
35‧‧‧單三變壓器
41‧‧‧第一主要寬頻電力線
42‧‧‧第二主要寬頻電力線
51~56‧‧‧無熔絲開關
71~76‧‧‧單相電表
81~86‧‧‧無熔絲開關
91、92‧‧‧不斷電系統
93、94‧‧‧冷氣
95‧‧‧冰箱
96‧‧‧除濕機
第一圖為本創作一實施例之智慧電網混合式通訊系統環境之架構圖。
第二圖為本創作一實施例之智慧電網混合式通訊系統之架構圖。
為利 貴審查員瞭解本創作之創作特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本創作配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本創作實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本創作於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
請配合參看第一圖，其係本創作一實施例之智慧電網混合式通訊系統環境之架構圖。如第一圖所示，本創作之智慧電網混合式通訊系統之環境(1)可由監控主機(2)(Digital Video Recorder，DVR)、網路管理系統(3)(Network Management System，NMS)、網際網路(4)、乙太網路供電交換器(5)(Power over Ethernet switch，PoE switch)與服務站(6)所組成。監控主機
(2)與網路管理系統(3)可分別用於監控電網內電表的狀態以及蒐集一電網內的電表資料。服務站(6)可彙整一電網內所有電表資料，透過乙太網路供電交換器(5)將電表資料經網際網路(4)上傳至監控主機(2)與網路管理系統(3)。其中，乙太網路供電(Power over Ethernet，PoE)是一種透過標準乙太網路電纜傳送資料及供電的技術，包括智慧型電表、網路電話、監視器以及無線區域網路節點都能採用乙太網路供電技術供電；網際網路(4)可為區域網路、鄰近網路、廣域網路或其組合。
請接續參看第二圖，其係本創作一實施例之智慧電網混合式通訊系統之架構圖。本創作之智慧電網混合式通訊系統以階層式管理複數個鄰近網路(Neighborhood Area Network，NAN)與複數個區域網路(Local Area Network，LAN)，本實施例以鄰近網路與區域網路當作電網一部分為例，描述智慧電網混合式通訊系統之架構。
如第二圖所示，區域網路(21)內配置有一電子讀表介面單元(24)(Meter Interface Unit，MIU)，該電子讀表介面單元(24)在區域網路(21)內透過第一主電力模組(27)連接一電網的第一主要寬頻電力線41(Broadband over Powerline-Master#1，BPL-M#1)且透過第二主電力模組(28)連接一電網的第二主要寬頻電力線42(Broadband over Powerline-Master#2，BPL-M#2)，該第一主要寬頻電力線41與第二主要寬頻電力線42連結複數個電表，該電子讀表介面單元(24)與複數個電表之間為主僕式架構。
在第一主電力模組(27)正常運作時，電子讀表介面單元(24)可透過第一主電力模組(27)接收區域網路(21)內三相電表(31)與單相電表
(71~76)的電表資料，單相電表(71~76)可利用僕電力模組(61~65)(次要寬頻電力線)傳送電表資料，三相電表(31)可利用僕電力模組(33)經由2NFB+6busSP(34)(No Fuse Breaker，NFB：無熔絲開關；Spare Point，SP：預留監控點)將資料傳至單三變壓器(35)，單三變壓器(35)可將資料併入單相電表(71~76)，三相電表(31)與單相電表(71~76)合併後的電表資料將會由第一主電力模組(27)傳送。
在該電子讀表介面單元(24)偵測到第一主電力模組(27)無法通訊或故障時，該電子讀表介面單元(24)會由第一主電力模組(27)切換成第二主電力模組(28)進行區域網路(21)內單相電表(71~76)資料的蒐集，單相電表(71~76)可透過單三變壓器(35)傳送至2NFB+6busSP(34)，2NFB+6busSP(34)可一併將三相電表(31)與單相電表(71~76)的資料傳至第二主電力模組(28)。藉由切換至第二主電力模組(28)可以修復並維持電網之可靠度，進以確保穩定供電。
上述實施例中三相電表(31)兩端可與無熔絲開關(30)、2NFB+6busSP(34)連接以防止電路過載或短路，三相電表(31)可利用微控制器(32)(Microcontroller Unit，MCU)進行處理與分配來自三相四線29的資料；單相電表(71~76)兩端亦可與無熔絲開關(51~56)、無熔絲開關(81~86)連接以防止電網過載或短路。單相電表(71~76)可透過無熔絲開關(81~86)與負載裝置連接並計算用電量，負載裝置可為不斷電系統(91、92)(Uninterruptible Power Supply，UPS)、冷氣(93、94)、冰箱(95)、除濕機(96)或其他電器，不限定於本實施例中之列舉。
在電子讀表介面單元(24)可透過乙太網路供電交換器(25)與
服務節點(22)之乙太網路供電埠(23)(Power over Ethernet port，PoE port)連結並傳輸電力與電表資料，電子讀表介面單元(24)進一步包含一閘道器(26)(Gateway)，該閘道器(26)與鄰近網路(11)連結並轉發接收的電表資料，鄰近網路(11)中的乙太網路供電交換器(14)除轉發區域網路(21)中的電表資料外，也可蒐集監視器(15、16)的資料，並提供監視器(15、16)與服務節點(12)電源。在一些較佳實施例中，乙太網路供電交換器(14)可蒐集包含監視器資料、警報器資料或其他電子監控資料等應用系統資料。乙太網路供電交換器(14)蒐集區域網路(21)與監視器(15、16)的資料後，傳送至服務節點(12)之乙太網路供電埠(13)。鄰近網路(11)從電子讀表介面單元(24)收集的電表資料可透過一廣域網路(Wide Area Network，WAN)傳送至一管理平台的一監控主機(2)與一網路管理系統(3)，管理平台是用以管控電網內之複數個電表與接收電子讀表介面單元傳送的電表資料。以混合方式傳輸應用系統的資料與電表的資料不僅解決了傳統以手抄記錄電表用量的方式，也讓電網管理中心可以透過監視器或警報器資料監控遠端情況。
綜上所述，透過本創作之智慧電網混合式通訊系統於設計上之巧思，利用第一主要寬頻電力線與第二主要寬頻電力線的系統自癒(Self-Healing)設計，可使電網強化並提高可靠度，達到減少停電損失、降低運維費用之功效，解決發生線路故障造成損失的問題。
以上所述之實施例僅係為說明本創作之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以之限定本創作之專利範圍，即大凡依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。
且綜觀上述，可見本創作在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件創作專利申請案，以勵創作，至感德便。
11‧‧‧鄰近網路
12、22‧‧‧服務節點
13、23‧‧‧乙太網路供電埠
14、25‧‧‧乙太網路供電交換器
15‧‧‧監視器
16‧‧‧監視器
21‧‧‧區域網路
24‧‧‧電子讀表介面單元
26‧‧‧閘道器
27‧‧‧第一主電力模組
28‧‧‧第二主電力模組
29‧‧‧三相四線
30‧‧‧無熔絲開關
31‧‧‧三相電表
32‧‧‧微控制器
33、61~66‧‧‧僕電力模組
34‧‧‧2NFB+6busSP
35‧‧‧單三變壓器
41‧‧‧第一主要寬頻電力線
42‧‧‧第二主要寬頻電力線
51~56‧‧‧無熔絲開關
71~76‧‧‧單相電表
81~86‧‧‧無熔絲開關
91、92‧‧‧不斷電系統
93、94‧‧‧冷氣
95‧‧‧冰箱
96‧‧‧除濕機
Claims (11)
- 一種智慧電網混合式通訊系統，用以監管一電網內的電表資料包含：至少一電子讀表介面單元，透過一第一主電力模組連接該電網的一第一主要寬頻電力線且透過一第二主電力模組連接該電網的一第二主要寬頻電力線；以及一管理平台，管控該電網內連結於該第一主要寬頻電力線與該第二主要寬頻電力線之複數個電表，且接收該電子讀表介面單元傳送的電表資料；其中，該電子讀表介面單元透過該第一主電力模組接收該電網內該等電表的電表資料，在該第一主電力模組偵測為無法通訊時，該電子讀表介面單元切換為該第二主電力模組以接收該電網內該等電表的電表資料。
- 如申請專利範圍第1項所述之智慧電網混合式通訊系統，其中該電子讀表介面單元進一步包含：一閘道器，轉發該電子讀表介面單元接收的該等電表的電表資料；以及一乙太網路供電交換器。
- 如申請專利範圍第1項所述之智慧電網混合式通訊系統，其中該管理平台包含：一監控主機與一網路管理系統，分別用於監控電網內電表的狀態以及蒐集該電網內的電表資料。
- 如申請專利範圍第1項所述之智慧電網混合式通訊系統，其中該電網內該等電表包含複數個單相電表，該第一主電力模組與該等單相電表連結。
- 如申請專利範圍第1項所述之智慧電網混合式通訊系統，其中該電網內該等電表包含複數個單相電表與至少一三相電表，該第一主電力模組與該等單相電表連結，該第二主電力模組與該三相電表連結，該三相電表透 過一單三變壓器與該等單相電表連結。
- 如申請專利範圍第1項所述之智慧電網混合式通訊系統，其中該電子讀表介面單元於至少一區域網路內接收該電網內該等電表的電表資料。
- 如申請專利範圍第6項所述之智慧電網混合式通訊系統，其中該電子讀表介面單元將該區域網路內接收之該等電表資料傳送到至少一鄰近網路，該等鄰近網路進一步蒐集應用系統資料。
- 如申請專利範圍第7項所述之智慧電網混合式通訊系統，其中該管理平台經由一廣域網路接收該鄰近網路的資料。
- 如申請專利範圍第7項所述之智慧電網混合式通訊系統，其中應用系統資料包含監視器資料、警報器資料或電子監控資料。
- 如申請專利範圍第1項所述之智慧電網混合式通訊系統，其中該等電表用以計算用電量，該等電表各設置一無熔絲開關用以防止電路過載或短路。
- 如申請專利範圍第1項所述之智慧電網混合式通訊系統，其中該電子讀表介面單元與該等電表之間為主僕式架構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW104208327U TWM509469U (zh) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | 智慧電網混合式通訊系統 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW104208327U TWM509469U (zh) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | 智慧電網混合式通訊系統 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWM509469U true TWM509469U (zh) | 2015-09-21 |
Family
ID=54608006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW104208327U TWM509469U (zh) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | 智慧電網混合式通訊系統 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM509469U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI700874B (zh) * | 2015-10-30 | 2020-08-01 | 瑞典商歐佛洛斯投資公司 | 電供應控制系統及其方法 |
-
2015
- 2015-05-28 TW TW104208327U patent/TWM509469U/zh unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI700874B (zh) * | 2015-10-30 | 2020-08-01 | 瑞典商歐佛洛斯投資公司 | 電供應控制系統及其方法 |
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