CN102035262A - 农村智能配电网建设与管理系统 - Google Patents

Abstract

农村智能配电网建设与管理系统，涉及一种用于农村智能配电网建设的配电网自动化系统，包括系统主站、通信网络和远端现场设备，系统主站包括通信单元、服务主系统、数据库平台、远程抄表单元、监控单元、管理中心和客服中心，远端现场设备包括配电监测终端、智能剩余电流动作保护器、无功功率补偿控制器和智能电能表。本发明能够对线路与设备安全进行智能化监测、保护，对故障自动隔离、快速恢复，提供了供电区域全覆盖的通信保障，对线路设备巡视和服务的精确定位与导航，融合了各种功能，开创了农村智能配电网建设和供电管理的新模式，实现了小容量、密布点、短半径、绝缘化、智能化的农村电网的低压远程抄表和管理功能。

Description

农村智能配电网建设与管理系统

技术领域

本发明涉及电力管理系统，具体地说是用于农村智能配电网建设的配电网自动化系统。

背景技术

配电网是电力系统发电、输电和配电(供电或用电)三大系统之一。配电自动化系统是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系。早期配电自动化的实施采用发展独立的、单项自动化系统来解决问题，如直接的负荷控制、大用户的远程抄表等，由于配电自动化的功能之间存在着不同程度的关联，其中大部分要求很难满足，且还无法克服在扩大应用规模时确认所需投资的合理性所遇到的困难。

目前的配电网管理系统是包括用户管理、配电网监控和管理、远程抄表与计费自动化、配电管理与设备管理等系统功能，各系统功能单一且软件投资大，导致整个系统投资巨大，只应用于少数大、中城市，而对于大量的中、小城市和乡镇农村则很难推广。

发明内容

本发明针对现有配电自动化系统无法推广应用到中、小城市和乡镇农村的问题，提供一种用于农村智能配电网建设的配电网自动化系统。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：农村智能配电网建设与管理系统，包括系统主站、通信网络和远端现场设备，其特征是，所述系统主站包括与所述通信网络相连的通信单元、与所述通信单元相连的服务主系统以及分别与服务主系统相连的数据库平台、远程抄表单元、监控单元和管理中心，所述远程抄表单元、监控单元和管理中心分别与数据库平台相连；所述远端现场设备包括与通信网络相连的配电监测终端以及与所述配电监测终端相连的智能剩余电流动作保护器、无功功率补偿控制器和智能电能表，所述配电监测终端包括中央处理器以及与中央处理器相连的显示模块、按键处理模块、通信模块、数据采集模块和接口模块；所述配电监测终端通过数据采集模块和接口模块对智能剩余电流动作保护器、无功功率补偿控制器和智能电能表进行数据采集，通过中央处理器的运算进行数据处理、数据记录和数据存储，接收按键处理模块的指令并将相关数据传送给显示模块；配电监测终端通过通信模块将相关数据传送给服务主系统并接收服务主系统的指令；所述服务主系统接收处理配电监测终端传送的数据，将处理后的数据分别传送给数据库平台、远程抄表单元、监控单元和管理中心，并从数据库平台获取相应数据，以及将远程抄表单元、监控单元和管理中心的指令通过通信单元传送给配电监测终端，配电监测终端执行或转发给相应的智能剩余电流动作保护器、无功功率补偿控制器或智能电能表；所述数据库平台存储所有远端现场设备的实时数据和历史数据，并对数据进行描述，所述远程抄表单元从数据库平台提取并处理全部智能电能表实时的远程抄表数据，所述监控单元从数据库平台提取、记录、显示和分析各远端现场设备的实时数据，且所述监控单元还包括数据报警单元，用于监控数据超出设定值范围时进行报警，所述管理中心从数据库平台提取并进行管理和分析远端现场设备的全部数据，且所述管理中心包括对配电进行管理的配电管理单元、对设备进行管理的设备管理单元和对设备进行维护的设备维护单元。

进一步地，所述系统主站还包括分别与服务主系统、监控单元和管理中心相连的客服中心，所述客服中心接收监控单元的告警信息后生成故障处理单发送给管理中心，并通过服务主系统接收并处理故障申告信息。

所述通信网络包括3G无线通信网络和/或光纤通信网络和/或公网GPRS通信网络和/或电话专线网络。

所述数据库平台包括专用数据库、档案数据库和记载各远端现场设备位置的地理信息库，所述专用数据库存储所有远端现场设备的实时数据，并对数据进行描述。

所述配电监测终端为采用三相供电的嵌入式操作系统。

本发明的有益效果是：

农村智能配电网建设与管理系统，由配电监测终端、智能剩余电流动作保护器、无功功率补偿控制器和智能电能表等远程现场设备组成了智能化配电远程终端，实现了线路与设备安全智能化保护、远程抄表、远程遥控、运行数据测量、漏电监测、实时数据传输和重点事项报警功能。

由监控单元、客服中心和管理中心组成了配网自动化系统，实现了故障自动隔离、快速恢复送电、及不同电源和线路互联互供功能。

由系统主站的通信单元、配电监测终端的通信模块和通信网络形成了智能化通信保障系统，以3G无线通信网络、光纤通信网络为主，公网GPRS通信网络和电话专线网络为补充，提供了供电区域全覆盖的智能化电网运行和管理的通信保障，满足了通话、数据传输、固定和移动视频传输、移动办公通信要求。

数据库平台存储记载各远端现场设备位置的地理信息库，通过与3G无线通信网络或公网GPRS通信网络以及带有GPS功能的掌上电脑或移动办公设备，实现了对高低压电网的准确定位、对线路设备巡视和供电服务工作精确导航以及对高低压电网运行状态实时显示功能。

由监控单元、管理中心和配电监测终端组成了智能化配电网管理系统，实现了各种功能的协调统一和高度融合，能够很好地开展对智能化配电网的运行监控、分析决策、调度指挥、管理服务等管理工作。

该系统采用了智能化的配电监测终端，开创了农村智能配电网建设和供电管理的新模式，实现了小容量、密布点、短半径、绝缘化、智能化的农村电网的低压远程抄表和管理功能。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1是本发明系统框图；

图2是本发明配电监测终端的原理框图。

具体实施方式

如图1所示，该农村智能配电网建设与管理系统，包括系统主站10、通信网络20和安装在配电机房和户外台架上的远端现场设备，所述系统主站10包括与所述通信网络20相连的通信单元11、与所述通信单元11相连的服务主系统12以及分别与服务主系统12相连的数据库平台13、远程抄表单元14、监控单元15、管理中心16和客服中心17，所述远程抄表单元14、监控单元15和管理中心16分别与数据库平台13相连，所述客服中心15分别与监控单元15和管理中心16相连；所述远端现场设备包括与通信网络20相连的配电监测终端31以及与所述配电监测终端31相连的智能剩余电流动作保护器32、无功功率补偿控制器33和智能电能表34。

如图2所示，配电监测终端31包括中央处理器311以及与中央处理器311相连的显示模块312、按键处理模块313、通信模块314、数据采集模块315和接口模块316；所述配电监测终端31通过数据采集模块315和接口模块316对智能剩余电流动作保护器32、无功功率补偿控制器33和智能电能表34进行数据采集，通过中央处理器311的运算进行数据处理、数据记录和数据存储，接收按键处理模块313的指令并将相关数据传送给显示模块312。

如图1和图2所示，配电监测终端31通过通信模块314将相关数据传送给服务主系统12并接收服务主系统12的指令；所述服务主系统12接收处理配电监测终端31传送的数据，将处理后的数据分别传送给数据库平台13、远程抄表单元14、监控单元15和管理中心16，并从数据库平台13获取相应数据，以及将远程抄表单元14、监控单元15和管理中心16的指令通过通信单元11传送给配电监测终端31，配电监测终端31执行或转发给相应的智能剩余电流动作保护器32、无功功率补偿控制器33或智能电能表34；所述数据库平台13存储所有远端现场设备的实时数据和历史数据，并对数据进行描述，所述远程抄表单元14从数据库平台13提取并处理全部智能电能表34实时的远程抄表数据，所述监控单元15从数据库平台13提取、记录、显示和分析各远端现场设备的实时数据，且所述监控单元15还包括数据报警单元，用于监控数据超出设定值范围时向客服中心17发送告警信息进行报警，所述管理中心16从数据库平台13提取并进行管理和分析远端现场设备的全部数据，且所述管理中心16包括对配电进行管理的配电管理单元、对设备进行管理的设备管理单元和对设备进行维护的设备维护单元。客服中心17通过服务主系统12接收故障申告信息，或者接收监控单元15的数据报警单元发来的告警信息后生成故障处理单，并派单发送给管理中心16，管理中心16从数据库平台13提取并进行管理和分析远端现场设备的相关数据，对故障信息相关设备进行管理和维护。如需抵达现场对设备进行维护维修，对设备进行维护的设备维护单元相关技术人员装备带有GPS功能的掌上电脑或移动办公设备，通过3G无线通信网络或公网GPRS通信网络调用数据库平台13的地理信息库，实施对故障设备或线路进行准确导航与定位，以便有效地对故障设备的维护维修，管理中心16对故障进行处理后将原因分析及处理结果反馈给客服中心，形成闭环。

所述数据库平台13包括专用数据库、档案数据库和记载各远端现场设备位置的地理信息库，所述专用数据库存储所有远端现场设备的实时数据，并对数据进行描述。数据库平台13的地理信息库与3G无线通信网络或公网GPRS通信网络以及带有GPS功能的掌上电脑或移动办公设备有效结合，实现了对高低压电网的准确定位、对线路设备巡视和供电服务工作精确导航以及对高低压电网运行状态实时显示功能。

通信网络20采用以3G无线通信网络和光纤通信网络为主，公网GPRS通信和电话专线为补充的智能电网通信系统。所述通信网络20的3G无线通信专网采用McWiLL(Multi-carrier Wireless Information Local Loop，多载波无线信息本地环)无线通信技术，同时支持数据业务、语音业务、多媒体，具有广覆盖、大容量、高并发、高速移动、易于扩容、灵活的GoS/QoS管理策略，具有电信级的安全策略，为远程抄表、配变监测、远程视频监控、电力应急通信和智能巡检管理业务等多种电力行业信息化业务提供了解决方案。利用McWiLL无线宽带通信和光纤通信系统，不仅满足智能化电网的通信要求，同时还可提供内部语音通话、调度通信、移动视频、移动办公、应急指挥和事故抢修移动导航通信等业务，以及配网手拉手和支线开关控制、全网无功优化控制和远方测量与视频监控的通信，为智能电网的运行和管理提供了快速可靠的通信保障。

配变监测终端31采用三相供电模块和高速32位嵌入式微处理器系统，集成了现代移动通信技术、计算机技术和电力测量技术，采用3G无线通信网络、公用GPRS无线通信网络实现远程数据传输，通过RS485和交流采样实现数据采集，通过中央处理器的运算实现数据处理、数据记录、数据存储。为实现配电变压器侧的用电监测、无功补偿控制、远程自动抄表、供电电能质量分析、电压合格率统计等应用提供数据支持。

该系统整合了智能化配电远程终端、配网自动化系统、智能化通信保障系统、地理信息管理系统、智能化配电网管理系统、新型农网建网和供电模式等子系统，具有自愈能力强、高可靠性、经济高效、资产优化、与客户友好互动等特点，并将电力流、信息流、业务流融合一体。

Claims (5)

1.农村智能配电网建设与管理系统，包括系统主站、通信网络和远端现场设备，其特征是，所述系统主站包括与所述通信网络相连的通信单元、与所述通信单元相连的服务主系统以及分别与服务主系统相连的数据库平台、远程抄表单元、监控单元和管理中心，所述远程抄表单元、监控单元和管理中心分别与数据库平台相连；所述远端现场设备包括与通信网络相连的配电监测终端以及与所述配电监测终端相连的智能剩余电流动作保护器、无功功率补偿控制器和智能电能表，所述配电监测终端包括中央处理器以及与中央处理器相连的显示模块、按键处理模块、通信模块、数据采集模块和接口模块；所述配电监测终端通过数据采集模块和接口模块对智能剩余电流动作保护器、无功功率补偿控制器和智能电能表进行数据采集，通过中央处理器的运算进行数据处理、数据记录和数据存储，接收按键处理模块的指令并将相关数据传送给显示模块；配电监测终端通过通信模块将相关数据传送给服务主系统并接收服务主系统的指令；所述服务主系统接收处理配电监测终端传送的数据，将处理后的数据分别传送给数据库平台、远程抄表单元、监控单元和管理中心，并从数据库平台获取相应数据，以及将远程抄表单元、监控单元和管理中心的指令通过通信单元传送给配电监测终端，配电监测终端执行或转发给相应的智能剩余电流动作保护器、无功功率补偿控制器或智能电能表；所述数据库平台存储所有远端现场设备的实时数据和历史数据，并对数据进行描述，所述远程抄表单元从数据库平台提取并处理全部智能电能表实时的远程抄表数据，所述监控单元从数据库平台提取、记录、显示和分析各远端现场设备的实时数据，且所述监控单元还包括数据报警单元，用于监控数据超出设定值范围时进行报警，所述管理中心从数据库平台提取并进行管理和分析远端现场设备的全部数据，且所述管理中心包括对配电进行管理的配电管理单元、对设备进行管理的设备管理单元和对设备进行维护的设备维护单元。

2.根据权利要求1所述的农村智能配电网建设与管理系统，其特征是，所述系统主站还包括分别与服务主系统、监控单元和管理中心相连的客服中心，所述客服中心接收监控单元的告警信息后生成故障处理单发送给管理中心，并通过服务主系统接收并处理故障申告信息。

3.根据权利要求1或2所述的农村智能配电网建设与管理系统，其特征是，所述通信网络包括3G无线通信网络和/或光纤通信网络和/或公网GPRS通信网络和/或电话专线网络。

4.根据权利要求1或2所述的农村智能配电网建设与管理系统，其特征是，所述数据库平台包括专用数据库、档案数据库和记载各远端现场设备位置的地理信息库，所述专用数据库存储所有远端现场设备的实时数据，并对数据进行描述。

5.根据权利要求1或2所述的农村智能配电网建设与管理系统，其特征是，所述配电监测终端为采用三相供电的嵌入式操作系统。

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