CN103595134B - 一体化智能电源监控方法 - Google Patents

一体化智能电源监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种一体化智能电源监控系统及其方法。该系统包括:中控装置(1),通信总线(2),交流电源监控装置(3),整流电源监控装置(4),蓄电池监控装置(5),逆变器监控装置(6),直流/直流变换器监控装置(7),在线预警装置(8)。本发明提供的监控系统及方法,可以同时实时的监视一体化电源的各个模块的运行情况,通过采用在线预警装置能够快速的分析处理一体化电源的各种故障,并可系统的管理电源,优化电源的运行模式。

Description

一体化智能电源监控方法
技术领域
本发明涉及一体化智能电源监控系统及其方法。
背景技术
传统的发电厂、变电站等有部分设备需要配备稳定可靠的供电电源,这些设备包括:后台机、变送器需要稳定可靠的220V交流电源,控制装置、继电保护装置需要可靠的220V或110V直流电源,通信设备需要稳定可靠的DC110V/DC48V直流电源。这些站用电源往往分散设计,独立组屏,各子系统由不同的供应商生产、安装、调试,并由不同的专业人员管理维护。
为解决上述问题,电力一体化智能电源系统已经广泛的应用于发电厂、变电站等领域。图1是典型的电力一体化电源系统,系统包括AC/DC整流模块,蓄电池组,DC/DC变换模块,DC/AC逆变模块。典型的,电网电压通过整流模块整流成220V或110V直流电压,向电力负载提供能源及向蓄电池组充电,DC/DC变换模块将高压直流电压转换为48V的直流电压,向通信负载提供能源,而DC/AC逆变模块则将直流电转换为交流电用来提供紧急照明的能源。
随着一体化智能电源系统的推广,市场上对一体化智能电源的监控系统的需求日益剧烈,传统的电力系统的电源监控装置缺乏对交流电源系统、逆变电源系统、通信电源系统等数据的采集和统一管理,此外当前蓄电池组的在线检测技术也无法满足一体化智能电源系统的监控需求,急需一种能够远程在线精确检测蓄电池状态的设备和方法。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一体化智能电源监控系统及其方法,通过该系统和方法,可以全面的、精确的、在线的获知一体化智能电源的运行状态,并实现实时控制。
为了实现上述目的,本发明提供一种一体化智能电源监控系统,该系统包括:
交流电源监控装置,用于远程监控交流电源模块;
整流电源监控装置,用于远程监控整流电源模块;
蓄电池监控装置,用于远程监控蓄电池模块;
逆变器监控装置,用于远程监控逆变器模块;
直流/直流变换器监控装置,用于远程监控DC/DC模块;
中控装置,用于实施上述各个模块的运行状态,并发出控制指令;
在线预警装置,其通过上述通信总线分别与监控装置和中控装置相连,在线预警装置实时地将各个监控装置的实时数据和各个模块的最佳运行数据进行比较,若在某一项里发现实际与最佳运行数据不一致,则进行预警,并提出处理建议;
以及
通信总线,用于连接上述交流电源监控装置、整流电源监控装置、蓄电池监控装置、逆变器监控装置、直流/直流变换器监控装置、在线预警装置,并将上述监控装置的信息传输给中控装置以及将中控装置的指令发送给上述各个监控装置。
优选的,所述在线预警装置具体包括:
当前信息获知单元,用于从所述监控模块中获知实时数据;
记录单元,用于记录最佳运行数据;
判断单元,用于判断所述实时数据与所述最佳运行数据是否一致,获得判断结果;
上报单元,用于在所述判断结果指示所述实施数据与所述最佳运行数据相差超过判定值时,向所述中控装置发出预警信息。
优选的,上述蓄电池监控装置包括:
电源监控单元,用于根据遥控指令控制整流电源模块、逆变器和DC/DC变换器与蓄电池接通,使电池充/放电,并监测电池充/放电电压;
电池巡检单元,用于采集所述蓄电池的充放电状况运行参数。
为了实现上述目的,并发明还提供了一种基于上述一体化电源监控系统的监控方法,该方法包括以下步骤:
(1)通过中控装置设置一体化智能电源的最佳运行数据,并将其记录在上述在线预警装置中;
(2)中控装置通过通信总线向流电源监控装置、整流电源监控装置、蓄电池监控装置、逆变器监控装置、直流/直流变换器监控装置发出指令,启动上述各个监控装置,并使在线预警装置实时将上述各个监控装置的实时数据和各个模块的最佳运行数据进行比较;
(3)中控装置通过中控屏实时向用户反映各模块的运行状态,如果在线预警装置发现某个/某几个监控装置的实时数据与最佳运行数据不一致,则通过所述通信总线向中控装置发出预警信息,中控装置向用户报警,并根据设定的策略作出实时反应。
优选的,将最佳运行数据记录在在线预警装置的记录单元中,通过在线预警装置的当前信息获知单元获取各个监控模块的实时数据,通过在线预警装置的判断单元来判断所述实时数据与所述最佳运行数据是否一致,当所述判断结果指示所述实施数据与所述最佳运行数据相差超过判定值时,通过所述在线预警装置的上报单元向所述中控装置发出预警信息。
优选的,在步骤(2)中,通过下述方法对蓄电池模块进行监控:
蓄电池监控模块的电源监控单元,根据中控装置的遥控指令控制整流电源模块、逆变器和DC/DC变换器与蓄电池接通,使电池充/放电,并监测电池充/放电电压;
当在线预警装置8判断放电达到蓄电池电压的下限值时,告知中控装置,由中控装置输出指令至电源监控单元,电源监控单元切除放电负载,并返回放电完成指令,同时由中控装置发指令给整流电源监控装置,启动整流电源给设备供电的同时给电池进行均充充电;;
当在线预警装置判断充电达到蓄电池电压上限值时,由中控装置输出指令至整流电源监控装置,整流电源监控装置控制整流模块转至对蓄电池浮充充电状态,同时返回充电完成指令;
在蓄电池充/放电过程中,通过电池巡检单元采集蓄电池的充放电状况运行参数;并与存储在线预警装置中的蓄电池的最佳运行参数进行比较,并将比较值返回给中控装置。
本发明提供的监控系统及方法,可以同时实时的监视一体化电源的各个模块的运行情况,通过采用在线预警装置能够快速的分析处理一体化电源的各种故障,并可系统的管理电源,优化电源的运行模式。本发明尤其实现了一体化只能电源中的核心部件蓄电池的监控,可以快速的侦测到电池的运行状态,并可实时控制,将电池的欠压等故障及时得排除,有效的延长了电池的使用寿命。
附图说明
图1示出了一种典型的一体化电源系统;
图2示出了本发明的一种一体化智能电源监控系统;
图3示出了图2中系统中的在线预警装置的具体组成;
图4示出了图2中系统中的在蓄电池监控装置的具体组成;
图5示出了本发明的一种一体化智能电源监控方法的具体步骤。
具体实施方式
参见图2,本发明的一体化电源监控系统包括:中控装置1,该中控装置可以包括由显示设备、服务器、输入设备等;通信总线2,用于本系统各个部件之间的通信,其可以使用包括使用RS232或RS485或Ethernet等在内的通信协议进行通信;交流电源监控装置3,用于远程监控交流电源13,该交流电源13可以为220V的市电,也可以为其他电压等级的市用交流电;整流电源监控装置4,用于远程监控整流电源14;该整流电源14可以为半桥整流电源也可以为全桥整流电源,该整流电源监控装置包括整流信号发生单元、直流电流电压检测单元以及通信单元;蓄电池监控装置5,用于远程监控蓄电池组15,该蓄电池组可以为铅酸蓄电池组或锂电池组或其他任何二次蓄能电池组;逆变器监控装置6,用于远程监控逆变器16,逆变器16可以为现有技术中任意拓扑结构的逆变器,该逆变器监控装置6包括逆变器控制单元、逆变器电压电流检测单元以及通信单元;直流/直流变换器监控装置7,用于远程监控DC/DC变换器17,该DC/DC模块可以为包括boost斩波电路在内的任何可以实现直流-直流变换的电路,该直流/直流变换器监控装置7可包括直流-直流变换控制单元、直流电压电流检测单元和通信单元;在线预警装置8,其通过上述通信总线分别与本系统的各个监控装置及中控装置相连,在线预警装置8实时地将各个监控装置的实时数据和各个模块的最佳运行数据进行比较。通信总线2,连接上述交流电源监控装置3、整流电源监控装置4、蓄电池监控装置5、逆变器监控装置6、直流/直流变换器监控装置7、在线预警装置8,并将上述监控装置的信息传输给中控装置以及将中控装置的指令发送给上述各个监控装置。
参见图3,在线预警装置8包括:当前信息获知单元81,用于从所述各个监控模块中获知实时数据,该获知单元81可以通过总线2来获取这些实时数据;记录单元82,用于记录最佳运行数据,该最佳运行数据可以通过中控装置由用户设定然后存储在记录单元82中;判断单元83,用于判断所述实时数据与所述最佳运行数据是否一致,获得判断结果;上报单元84,用于在所述判断结果指示所述实施数据与所述最佳运行数据相差超过判定值时,向所述中控装置发出预警信息。所述最佳运行数据可以通过历史运行数据获得。
参见图4,该蓄电池监控装置5包括:电源监控单元51,用于根据遥控指令控制整流电源14、逆变器16和DC/DC变换器17与蓄电池15接通,使电池充/放电,并监测电池充/放电电压;电池巡检单元52,用于采集所述蓄电池15的充放电状况运行参数。
下面结合图5来产生本发明的监控系统如何对一体化智能电源进行监控。
S101:在监控系统的中控装置1启动后,通过中控装置1设置一体化智能电源的最佳运行数据,并将其记录在上述在线预警装置8中。
S102:中控装置1通过通信总线2向流电源监控装置3、整流电源监控装置4、蓄电池监控装置5、逆变器监控装置6、直流/直流变换器监控装置7发出指令,启动上述各个监控装置,并使在线预警装置8实时将上述各个监控装置的实时数据和各个模块的最佳运行数据进行比较,并上传实时数据。
S103:中控装置1通过中控屏实时向用户反映各模块的运行状态,如果在线预警装置8发现某个/某几个监控装置的实时数据与最佳运行数据不一致,则通过所述通信总线2向中控装置1发出预警信息,中控装置1向用户报警,并根据设定的策略作出实时反应。具体过程是通过在线预警装置的当前信息获知单元81获取各个监控模块的实时数据,将该事实数据和之前存储在记录单元82中的最佳运行数据传送给在线预警装置的判断单元84,以判断所述实时数据与所述最佳运行数据是否一致,当所述判断结果指示所述实施数据与所述最佳运行数据相差超过判定值时,通过所述在线预警装置的上报单元84向所述中控装置发出预警信息。
优选的,在步骤S102中,通过下述方法对蓄电池15进行监控:蓄电池监控模块5的电源监控单元51,根据中控装置1的遥控指令控制整流电源14、逆变器15和DC/DC变换器17与蓄电池15接通,使电池充/放电,并监测电池充/放电电压;当在线预警装置8判断放电达到蓄电池电压的下限值时,告知中控装置1,由中控装置1输出指令至电源监控单元51,电源监控单元51切除放电负载,并返回放电完成指令,同时由中控装置1发指令给整流电源监控装置4,启动整流电源14给设备供电的同时给电池15进行均充充电;当在线预警装置8判断充电达到蓄电池电压上限值时,由中控装置1输出指令至整流电源监控装置4,整流电源监控装置4控制整流电源14转至对蓄电池浮充充电状态,同时返回充电完成指令。
在蓄电池15充/放电过程中,通过电池巡检单元52采集蓄电池的充放电状况运行参数;并与存储在线预警装置8中的蓄电池的最佳运行参数进行比较,并将比较值返回给中控装置1。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所述技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,做出若干等同替代或明显变型,而且性能或用途相同,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种一体化智能电源监控方法,该监控方法基于如下系统运行,该系统包括:
交流电源监控装置,用于远程监控交流电源模块;
整流电源监控装置,用于远程监控整流电源模块;
蓄电池监控装置,用于远程监控蓄电池模块;
逆变器监控装置,用于远程监控逆变器模块;
直流/直流变换器监控装置,用于远程监控DC/DC模块;
中控装置,用于实施上述各个模块的运行状态,并发出控制指令;
通信总线,用于连接上述交流电源监控装置、整流电源监控装置、蓄电池监控装置、逆变器监控装置、直流/直流变换器监控装置、在线预警装置,并将上述监控装置的信息传输给中控装置以及将中控装置的指令发送给上述各个监控装置;以及
在线预警装置,其通过上述通信总线分别与监控装置和中控装置相连,在线预警装置实时地将各个监控装置的实时数据和各个模块的最佳运行数据进行比较,若在某一项里发现实际与最佳运行数据不一致,则进行预警,并提出处理建议;
所述在线预警装置具体包括:
当前信息获知单元,用于从所述监控模块中获知实时数据;
记录单元,用于记录最佳运行数据;
判断单元,用于判断所述实时数据与所述最佳运行数据是否一致,获得判断结果;
上报单元,用于在所述判断结果指示所述实施数据与所述最佳运行数据相差超过判定值时,向所述中控装置发出预警信息;
所述蓄电池监控装置包括:
电源监控单元,用于根据遥控指令控制整流电源模块、逆变器和DC/DC变换器与蓄电池接通,使电池充/放电,并监测电池充/放电电压;
电池巡检单元,用于采集所述蓄电池的充放电状况运行参数,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)通过中控装置设置一体化智能电源的最佳运行数据,并将其记录在上述在线预警装置中;
(2)中控装置通过通信总线向交流电源监控装置、整流电源监控装置、蓄电池监控装置、逆变器监控装置、直流/直流变换器监控装置发出指令,启动上述各个监控装置,并使在线预警装置实时将上述各个监控装置的实时数据和各个模块的最佳运行数据进行比较;
(3)中控装置通过中控屏实时向用户反映各模块的运行状态,如果在线预警装置发现某个/某几个监控装置的实时数据与最佳运行数据不一致,则通过所述通信总线向中控装置发出预警信息,中控装置向用户报警,并根据设定的策略作出实时反应;
其中,将最佳运行数据记录在在线预警装置的记录单元中,通过在线预警装置的当前信息获知单元获取各个监控模块的实时数据,通过在线预警装置的判断单元来判断所述实时数据与所述最佳运行数据是否一致,当所述判断结果指示所述实施数据与所述最佳运行数据相差超过判定值时,通过所述在线预警装置的上报单元向所述中控装置发出预警信息;
其中,通过下述方法对蓄电池模块进行监控:
蓄电池监控模块的电源监控单元,根据中控装置的遥控指令控制整流电源模块、逆变器和DC/DC变换器与蓄电池接通,使电池充/放电,并监测电池充/放电电压;
当在线预警装置判断放电达到蓄电池电压的下限值时,告知中控装置,由中控装置输出指令至电源监控单元,电源监控单元切除放电负载,并返回放电完成指令,同时由中控装置发指令给整流电源监控装置,启动整流电源给设备供电的同时给电池进行均充充电;
当在线预警装置判断充电达到蓄电池电压上限值时,由中控装置输出指令至整流电源监控装置,整流电源监控装置控制整流模块转至对蓄电池浮充充电状态,同时返回充电完成指令;
在蓄电池充/放电过程中,通过电池巡检单元采集蓄电池的充放电状况运行参数;并与存储在线预警装置中的蓄电池的最佳运行参数进行比较,并将比较值返回给中控装置。
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