CN101944772B - 一种多网融合的智能电网系统 - Google Patents

一种多网融合的智能电网系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多网融合的智能电网系统，属于智能电网建设领域。本发明包括集抄模块、服务中心模块、缴费模块等模块；主站模块收到集抄模块的抄表数据后发给数据分析模块，在数据分析模块中进行暂存和分析，并将计算结果发给服务中心模块和存储数据库；服务中心模块将收到的信息汇集筛选后传给信息发布模块进行信息发布，用户收到信息后可缴费、设置智能节电模式等。通过对现有多种网络的充分整合利用，实现了智能用电的功能。

Description

一种多网融合的智能电网系统
技术领域
本发明属于智能电网建设领域，涉及一种多网融合的智能电网系统。
背景技术
现有技术中电表数据采集的传输介质为RS485、电力载波、无线传输或者是无线模块加RS485组合的方式，存在需铺设线路或者传输数据出现丢包、漏抄等现象。供电公司对未交费的用电用户只能采用人工到现场断电的方法，或者是用电用户采用高额的多功能控制电能表。供电公司每调整电价结算用电金额时，需另行编程让系统主站执行新的程序才能按照新的电价进行统计数据。电量数据传输只能依靠传统的电力光纤或者付费的GPRS传输，数据传输不稳定，用电用户无法自己统计分析自己用电情况来调节用电设备使用状况。
目前关于电力系统管理和智能电网建设方面有很多的技术成果，但这些技术成果都集中在对强电系统物流管理和电网建设的宏观管理上，而较少在居民用电的终端管理上采用智能管理的模式。
在专利号为“200910244582.7”的发明中，提到了一种实现智能小区多网融合的方法、系统及装置，实现了对智能小区中的多种业务信号通过业务集中装置进行合并，并将合并后的复合信号进行统一发送，避免了智能小区不同业务的重复建网；在专利号“2004200361116.2”的发明中，提到一种智能供用电防窃电网络管理系统，该系统实现了现代配电系统多层次、智能化和网络化的供用电控制管理、远程抄表和远程控制管理；但这两项发明的缺点是它们没有有效利用现有网络，并且以上系统中也缺乏有效的方法或渠道增强国家电网管理部门作为职能部门对终端用户的指导性政策的贯彻和协调能力。
而且，在电能终端使用方面，随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高，我国电力供应方面出现的“峰谷差距”越来越明显，“线损率”高居不下，因此，如何有效的“消峰填谷”，减小电网运行中的“峰谷差距”，缓解日益严峻的电力供应不均衡的局面；如何迅速降低“线损率”，提升电能有效利用率，在能源日益紧俏的当今世界，高速发展的我国经济现状面前，成为难题，所以加强对电能终端的智能化管理，节约成本，提高电能的利用率，成为电力管理部门、广大用电用户、企事业单位越来越关注的共同问题，这也是当今低碳经济发展的趋势所迫。
此外，随着计算机技术的日益成熟和发展，办公自动化、信息化管理、局域网搭建已深入到我国的各行各业，如：利用互联网来查询各种信息和缴纳各种费用，利用手机通讯网络来实现信息的交互等，然而这些网络并没有很好的协调运用到智能电网的管理上来。
发明内容
本发明为了解决上述难题，提出了一种多网融合的智能电网系统：本系统的实施显著减少中间管理环节，线损率大大降低；引导全民参与科学用电，缓解目前供电负荷的不平衡。
本发明采用的技术方案如下：
智能电网系统包括集抄模块、服务中心模块、信息发布模块、缴费模块、数据分析模块、存储数据库、主站模块；
其中缴费模块、服务中心模块、存储数据库、主站模块分别和数据分析模块相连；服务中心模块、集抄模块分别和主站模块相连；信息发布模块和服务中心模块相连；
集抄模块具有远程抄表功能和远停远送功能，当集抄模块的终端接收到从主站模块发来的抄表指令后，向总表发送采集指令，采集到数据后传输给主站模块；主站模块将从集抄模块收到的数据发给数据分析模块，数据分析模块可以分时段的自动进行数据统计以供供电公司进行分析调度；
服务中心模块信息接收各种信息，如相关管理部门发布的国家用电政策、分时段电价、用户查询、欠费信息等，并将信息筛选后传输给信息发布模块进行信息发布，当欠费用户缴费后会将缴费信息发给数据分析模块，由服务中心模块判断后经主站模块对集抄模块下达送电指令；
当受众(用户)收到手机，互联网或电视网络发来的发布信息时，通过智能用电远程控制器下达控制指令实现对用电设备(带有接收装置的用电设备)的控制；
具体工作流程为：
步骤一：集抄模块将远程抄表的结果采集上来发送给主站模块；
步骤二：主站模块将收到的数据定时发送给数据分析模块，在数据分析模块中进行暂时存储和计算分析，并将计算结果分别发送给服务中心模块和存储数据库，存储数据库中记载了各种历史数据，当数据分析模块需要对某一时间段的数据进行分析和计算时，可从存储数据库中直接调用相关数据，并将相关数据发给服务中心模块；
步骤三：服务中心模块如95588接收从数据分析模块、国家电力管理部门等相关单位发来的各类信息，如：国家用电政策、电价、用户查询、缴费信息以及历史某一时间段某一用电单位的用电数据分析等各类信息；这些信息在服务中心模块上进行汇集后，由相关的管理部门来进行筛选和权限设置；
步骤四：将筛选和权限设置后的信息通过服务中心模块的接口传输给信息发布的接口进行信息发布，信息发布的方式包括但不限于居民楼内已铺设好的电视网络或互联网、无线网的现有资源，还有手机网络、3G网络、GPRS等通讯网络，甚至还包括报纸、通告、小区提示板等传统的信息网络发布形式；而且还可以根据发送信息的反馈情况、自定义发送次数、时间间隔；并将发送的记录和反馈记录以及发送内容发送给存储数据库中进行存储，当需要查看时可随时调用；
步骤五：信息发布的受众一则在收到信息后可根据主动节能、自动节能和远程节能等节能模式的引导下对自己的用电状况进行调整，合理安排用电时段，降低用电成本，从而实现智能电网管理的目的；二则在收到缴费提示的时候在规定时间内利用网上银行、手机银行、ATM机等银行缴费网络缴纳相关费用，关于缴纳费用的信息也通过银行缴费网络系统传给了数据分析模块中，在该模块中自动修改历史数据后将更新数据发给存储数据库进行存储，同时将更新后的数据发给服务中心模块，如果在默认的权限设置内系统则自动将数据发给信息发布模块，则停止发送相关信息给相关受众，如果更新后数据没有在默认的权限设置内，系统将提示相关管理部门对该数据进行辨别再决定是否发给信息发布模块进行各种发布和更改；如果信息发布的受众没有在规定时间内利用各个指定的网络系统缴纳相关费用，在规定时间到达时，数据分析模块会自动将该信息发给存储数据库的同时发送给服务中心模块；如果在默认的权限设置内，服务中心模块会将该信息发给主站模块，主站模块给集抄模块的终端发送跳闸命令进行断电，直到该受众进行缴费后，该缴费信息通过银行网络发给数据分析模块、数据分析模块将更新后的数据发送给服务中心模块，服务中心模块通过主站模块给集抄模块终端发送合闸命令进行供电，并将已供电信息经数据分析模块发给服务中心模块，该步骤当中的每一步都将同时被记录在存储数据库中已备调用。
本发明具有以下技术效果：
1.融合了电信网、电视网、电力网、无线网、信息服务网，使设备信息传输方式多样，适应性强；
2.通过对现有多种网络的充分整合利用，实现了智能用电的功能；
3.实时采集终端设备的用电信息，根据电价的调整自动改变电价抄写模式；
4.不需要更换电表，避免重复投资；
5.不需要重新铺设网络，充分利用已有的网络平台，使建设投入成本数倍降低；信息传输迅速，降低大量人力成本；
6.指导用户合理用电，调整电网的“峰谷差距”，缓解日益严峻的电力供应紧缺的局面；
7.方案实施显著减少中间管理环节，线损率大大降低。
附图说明
图1为本发明系统的组成框图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1，缴费模块、服务中心模块、存储数据库、主站模块分别和数据分析模块相连；服务中心模块、集抄模块分别和主站模块相连；信息发布模块和服务中心模块相连；
选择某小区作为试点，该小区共有994用户。该小区为多层住宅，一栋两户，每栋7层，每单元14户。因此，选择其中4个单元共56户作为实施对象。根据现场接线方式测算，共计需8口采集器8台、安装箱8只、协议转换器8台。施工地点位于每个单元的电表箱处。拟在电表箱旁设置安装箱(安装箱视表位数量而定)，将采集器、广电网络通讯协议安装在箱内。将RS485通讯线从原表箱引入安装箱，接入采集器；将供电火线接入采集器后，再接电表进线；广电网络同轴电缆(或光纤)经协议转换设备转为RJ45接口后引入采集器。
本发明实现了以下系统指标：
1.建立基于有线电视网络数据传输，高效实时的数据采集平台。
2.任何情况下抄读电量准确率大于等于99.9％。
3.正常运行的工作环境温度：-25℃-+55℃。
4.系统网路速率：100Mbps；计算机远程通信的通道速率：64Mbps-2Mbps。
5.数据检索响应时间小于3秒；画面调用响应时间小于3秒。
6.由于系统各部件主要设备装设于外部环境中，因此应当具备相当能力的抗人为及自然破坏能力和相当能力的抗冲击及防污染能力。
7.在任意1分钟内，占用服务器CPU的平均负荷率小于等于35％；占用工作站CPU的平均负荷率小于等于40％；占用主站局域网的平均负荷率小于等于20％。
具体实施方式为：
步骤一：集抄模块将远程抄表的结果采集上来发送给主站模块；
集抄模块包括CPU模块、AC/DC转换模块、停送模块、采集模块、CableModem模块、以太网模块、存储模块、电源供电模块和指示灯模块；集抄模块是在不更换电表的基础上，通过需求侧管理终端的技术整合，将传统单一功能的485电表扩充为具备远停远送远抄功能的先进多功能电表，实时在线采集用电信息或分时段采集用电信息，将用电数据准确传给供电公司供其分析调度；
主站模块具有客户信息设置、实时数据采集、抄表日数据上传，集抄地理信息管理等功能；
1.客户信息设置：如所在小区、地址、联系方式、电能表编号等；
2.实时数据采集：服务中心模块向主站模块发送采集指令，主站模块向集抄模块发送采集指令开始实时采集；
3.抄表日数据上传：主站模块自动从集抄模块中读取冻结的抄表日电能表读数，保存在存储数据库以供服务中心模块随时调用；
4.集抄地理信息管理：主站模块以电子地形图为背景，在其上构造出集抄用户分布区域，并能表示具体已部署远抄小区的具体分布情况；
步骤二：主站模块将收到的数据定时发送给数据分析模块，在数据分析模块中进行暂时存储和计算分析，并将计算结果分别发送给服务中心模块和存储数据库，存储数据库中记载了各种历史数据，当数据分析模块需要对某一时间段的数据进行分析和计算时，可从存储数据库中直接调用相关数据，并将相关数据发给服务中心模块；
步骤三：服务中心模块接收从数据分析模块、国家电力管理部门等相关单位发来的各类信息，如：国家用电政策、电价、用户查询、缴费信息以及历史某一时间段某一用电单位的用电数据分析等各类信息；这些信息在服务中心模块上进行汇集后，由相关的管理部门来进行筛选和权限设置；如根据权限设置，对普通用户、商业用户、工业用户、欠费用户针对性发布信息；
步骤四：将筛选和权限设置后的信息通过服务中心模块的接口传输给信息发布的接口进行信息发布，信息发布的方式利用居民楼内已铺设好的广电网络提前3天告知用户该缴纳该月电费，并告之何时用电为高峰期，以及政府的相关政策、节电窍门等，而且还可以根据发送信息的反馈情况、自定义发送次数(例如一天从上午8点到晚上12点之间，8次)、时间间隔(例如2小时一次)；并将发送的记录和反馈记录以及发送内容发送给存储数据库中进行存储，当需要查看时可随时调用；
步骤五：信息发布的受众一则在收到分时段电价、省电妙招、用户查询等信息后，运用主动节能、自动节能和远程节能等节能模式的引导对自己的用电状况进行调整，合理安排用电时段，降低用电成本，从而实现智能电网管理的目的；其中自动节能模式可设置各种用电设备用电时段，自动开启和关闭，实现家电自动功能；远程节能方式，是利用遥控手段对设有接收装置的家电设备进行远程节能控制；
二则在收到缴费提示的时候在规定时间内利用网上银行、手机银行、ATM机等银行缴费网络缴纳相关费用，关于缴纳费用的信息也通过银行缴费网络系统传给了数据分析模块中，在该模块中自动修改历史数据后将更新数据发给存储数据库进行存储，同时将更新后的数据发给服务中心模块，如果在默认的权限设置内系统则自动将数据发给信息发布模块，则停止发送相关信息给相关受众，如果更新后的数据没有在默认的权限设置内，系统将提示相关管理部门对该数据进行辨别再决定是否发给信息发布模块进行各种发布和更改；如果信息发布的受众没有在规定时间内利用各个指定的银行缴费网络系统缴纳相关费用，在规定时间到达时，数据分析模块会自动将该信息发给存储数据库的同时发送给服务中心模块；如果在默认的权限设置内，服务中心模块会将该信息发给主站模块，主站模块给集抄模块的终端发送跳闸命令进行断电，直到该受众进行缴费后，该缴费信息通过银行网络发给数据分析模块、数据分析模块将更新后的数据发送给服务中心模块，服务中心模块通过主站模块给集抄模块终端发送合闸命令进行供电，将已供电信息经数据分析模块发给服务中心模块，该步骤当中的每一步都将同时被记录在存储数据库中备调用。

Claims (7)

1.一种多网融合的智能电网系统，包括集抄模块、服务中心模块、信息发布模块、缴费模块、数据分析模块、存储数据库和主站模块；其特征在于：缴费模块、服务中心模块、存储数据库、主站模块分别和数据分析模块相连；服务中心模块、集抄模块分别和主站模块相连；信息发布模块和服务中心模块相连；
具体工作流程为：
步骤一：集抄模块将远程抄表的结果采集上来发送给主站模块；
步骤二：主站模块将收到的数据定时发送给数据分析模块，在数据分析模块中进行暂时存储和计算分析，并将计算结果分别发送给服务中心模块和存储数据库；
步骤三：服务中心模块接收从数据分析模块、国家电力管理部门等相关单位发来的各类信息，这些信息在服务中心模块上进行汇集后，由相关的管理部门来进行筛选和权限设置；
步骤四：将筛选和权限设置后的信息通过服务中心模块的接口传输给信息发布的接口进行信息发布；
步骤五：信息发布的受众一则在收到信息后对自己的用电状况进行调整，合理安排用电时段；二则在收到缴费提示的时候在规定时间内通过银行网络系统缴纳相关费用，关于缴纳费用的信息通过银行缴费网络系统传给了数据分析模块，在该模块中自动修改历史数据后将更新后的数据发给存储数据库进行存储，同时将更新后的数据发给服务中心模块，如果在默认的权限设置内系统则自动将数据发给信息发布模块，则停止发送相关信息给相关受众，如果更新后的数据没有在默认的权限设置内，系统将提示相关管理部门对该数据进行辨别再决定是否发给信息发布模块进行各种发布和更改；如果信息发布的受众没有在规定时间内缴纳相关费用，在规定时间到达时，数据分析模块会自动将该信息发给存储数据库的同时发送给服务中心模块；如果在默认的权限设置内，服务中心会将该信息发给主站模块，主站模块给集抄模块的终端发送跳闸命令进行断电，直到该受众进行缴费后，该缴费信息通过银行网络发给数据分析模块、数据分析模块将更新后的数据发送给服务中心模块，服务中心模块通过主站模块给集抄模块终端发送合闸命令进行供电，将已供电信息经数据分析模块发给服务中心模块，该步骤当中的每一步都将同时被记录在存储数据库中已备调用。
2.如权利要求1所述的一种多网融合的智能电网系统，其特征在于：当数据分析模块需要对某一时间段的数据进行分析和计算时，从存储数据库中直接调用相关数据，并将相关数据发给服务中心模块。
3.如权利要求1所述的一种多网融合的智能电网系统，其特征在于：服务中心模块信息接收包括但不限于国家用电政策、电价、用户查询、缴费信息以及历史某一时间段某一用电单位的用电数据分析信息。
4.如权利要求1所述的一种多网融合的智能电网系统，其特征在于：信息发布的方式包括但不限于居民楼内已铺设好的电视网络或互联网、无线网的现有资源，手机网络，3G网络，GPRS，报纸，通告，小区提示板。
5.如权利要求1所述的一种多网融合的智能电网系统，其特征在于：根据发送信息的反馈情况，自定义发送次数、时间间隔；并将发送的记录和反馈记录以及发送内容发送给存储数据库中进行存储，当需要查看时可随时调用。
6.如权利要求1所述的一种多网融合的智能电网系统，其特征在于：信息发布的受众一则在收到信息后对自己的用电状况进行调整，有主动节能、自动节能、远程节能三种节能模式供用户选择。
7.如权利要求1所述的一种多网融合的智能电网系统，其特征在于：收到缴费提示的时候在规定时间内通过银行网络缴纳相关费用，包括但不限于网上银行、手机银行、ATM机和电网营业厅缴费。
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