CN104467194B - 一种换流站一体化电源监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换流站一体化电源监控系统及方法，一体化电源管理系统包括人机界面和通信管理模块，一体化电源管理系统包括版本自动匹配模块、自适应通信模块和动态组态配置模块，其中，所述版本自动匹配模块，用于实时监测一体化管理系统与各个监控子系统的软件版本的；所述自适应通信模块，通过接口与外部环境通信，用于自动识别下位机、完成配置文件的自动识别；所述动态组态配置模块，用于根据配置信息动态显示每个监控子系统的接线图及运行信息。本发明实现了一体化电源监控装置成本低、操作简单、适应能力强，用户体验好，软件重复利用价值高，用户能根据特定需求设置变电站配置信息，快速展示相应的变电站子系统界面。
Description
技术领域
本发明涉及一种换流站一体化电源监控系统及方法。
背景技术
换流站站用电包括交流电源监控系统、直流电源监控系统、电力用交流不间断电源监控系统、通信电源监控系统等，现有的一体化电源监控系统存在以下缺点：
(1)各个电源监控装置可能是由不同的供应商生产、安装的，管理上也分配不同层次的专业人员进行维护；由于不同厂家的电源装置整体设计思路不一致，存在技术上的脱节不协调，在运行调试时遇到很多问题，有时甚至影响设备的正常运行，特别是对于智能换流站和无人值班电站，影响更大；
(2)目前电力设备的通信机制是先人工手动配置端口信息，然后保存参数重启生效；
(3)如果下位机更换其他类型的设备需要重新修改配置，然后保存参数重启生效，这种配置修改-保存-重启的机制对操作人员的技术要求高，灵活性、兼容性差；
(4)现有的一体化电源监控装置的人机界面和换流站的配置、布局、接线是一种强耦合模式，每一个换流站都需要单独开发一套人机界面，不能根据换流站的要求灵活展示每个换流站的人机界面信息，软件可移植性差，造成工作量大，维护困难；
(5)人机界面操作不便、用户体验差和适应性不强；
(6)由于系统软件的需求的添加、测点的增多，可能会导致一体化电源系统的软件版本与直流、交流等电源系统的软件版本不匹配，设备无法正常运行；
因此，急需设计一种能够解决上述问题的一体化电源监控系统。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种换流站一体化电源监控系统及方法，本系统使得用户能根据换流站的需求有效的配置交流电源、直流电源、通信电源、UPS电源等信息，每个换流站可以根据配置信息动态显示每个电源监控子系统的接线图及子系统运行信息，对上对下的接口丰富，将各子站用电源装置通信网络智能化，具有自动识别下位机，方便操作，灵活性、兼容性强优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种换流站一体化电源监控系统，包括一体化电源管理系统，一体化电源管理系统连接直流电源监控子系统、交流电源监控子系统、通信电源监控子系统和电力用交流不间断电源监控子系统，所述一体化电源管理系统包括人机界面和通信管理模块，所述通信管理模块采集各个监控子系统信息传送给云计算服务器，所述一体化电源管理系统包括版本自动匹配模块、自适应通信模块和动态组态配置模块，其中：
所述版本自动匹配模块，用于实时监测一体化管理系统与各个监控子系统的软件版本的；
所述自适应通信模块，通过接口与外部环境通信，用于自动识别下位机、完成配置文件的自动识别；
所述动态组态配置模块，用于根据配置信息动态显示每个监控子系统的接线图及运行信息。
所述版本自动匹配模块，包括读取子模块、统计子模块、判断子模块和提示子模块，其中：
所述读取子模块，用于读取配置文件，获取版本配套表；
所述统计子模块，用于根据系统的软件版本和下位机类型，从版本配套表中查询下位机的配套版本范围；
所述判断子模块，根据下位机的软件版本是否在上位机的配套版本范围内，判断系统是否能够正常工作，如果不能正常工作，发送信号给提示子模块；
所述提示子模块，显示系统是否能够正常运行。
所述自适应通信模块，包括观察子模块、自学习子模块和行为子模块；所述观察子模块与自学习子模块通信，所述自学习子模块与行为子模块通信；
所述观察子模块包括消息和系统内部状态，根据系统的内部状态从自学习子模块获取信息向下位机发送消息，并将收到的消息给自学习子模块；
所述自学习子模块包括推理单元、信息库、学习单元和策略库；所述自学习子模块接收观察子模块的消息，通过学习和推理制定发送策略，在信息库中查找相应的发送信息；对收发的信息进行学习和推理，制定相应的配置策略；
所述行为子模块包括自适应配置单元、数据转发单元和分组调度单元；根据学习模块的配置策略对设备进行配置，系统将接收到的测点数据根据不同类型分组向后台转发。
所述观察子模块包括消息单元和系统内部状态单元；
所述消息单元指系统与下位机通信的数据，模块之间交互的数据；
所述系统内部状态单元包括端口未配置、配置中、配置完成和启动异常。
所述自学习子模块包括依次连接的推理单元、信息库、学习单元和策略库；
所述推理单元指对接收到的已知消息进行处理，推断出下位机的类型；
所述信息库指所有系统支持的下位机的消息集合；
所述学习单元指对消息的观察、推理；
所述策略库包含未配置的发送策略、配置成功后的发送策略、配置策略、转发策略、分组策略。
所述行为子模块包括自适应配置单元、数据转发单元和分组调度单元；
所述自适应配置单元根据系统端口下接设备的不同自动匹配，无需用户手动修改配置文件。
所述数据转发单元用于将测点数据对后台转发；
所述分组调度单元根据数据类型的不同、测点数据的个数分类型分组的发送。
所述直流电源监控子系统、通信电源监控子系统均包括：电源备用电池组监控子系统，所述电源备用电池组监控子系统包括：若干组电池接口，每组电池接口均与单体电池连接，所述电池接口与其邻近的电池接口通过开关连接，电池接口从左往右排序，排序为奇数的电池接口与其邻近的奇数电池接口通过旁路开关连接，排序为偶数的电池接口与其邻近的偶数电池接口连接，所有开关被控制单元控制，所述控制单元，实时检测各开关的闭合状态，并根据电池信息控制开关的导通和关闭。
所述每组电池接口均分为正极接口和负极接口，每组电池接口均与单体电池的正负两极连接，
第i组电池接口Bi的正/负极接口均与第i+1组电池接口Bi+1的负/正极接口通过开关Si连接，
第i组电池接口Bi的负/正极接口均与第i-1组电池接口Bi-1的正/负极接口通过开关Si-1连接，
第i-1组电池接口Bi-1的正/负极接口均与第i+1组电池接口Bi+1的负/正极接口通过串联的旁路开关Ci-1和保护电路连接；
其中，1＜i＜n，n为电池接口的组数，i为正整数；
所述开关与驱动电路连接，所述旁路开关与驱动电路连接，所述驱动电路与控制单元连接；所述控制单元，实时检测各开关的闭合状态，并根据电池信息控制开关的导通和关闭。
基于上述系统的电源备用电池组充电信息实时控制备用电池组的充电利用率的方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1)：电池放电，检测单体电池电压；
步骤2)：判断最低单体电池电压Vmin是否小于放电阶段电池切换门槛值Vlow，如果是表示该节电池已进入放电末期，容量即将放光，就进入步骤3；如果否就返回步骤1)；
步骤3)：判断是否满足放电切除的条件，即判断当前电池组总电压Vtotal是否大于车载电源模块要求的最低供电电压Vin，如果是就进入步骤4)；如果否就进入步骤5)；
步骤4)：切掉电压过低的电池，更新最低单体电池电压Vmin，保存切除状态信息；进入步骤5)；
步骤5)：判断电池组电量是否低于负载的最低工作电压，如果是就进入步骤6)；如果否就返回步骤1)；
步骤6)：电池充电，检测单体电池电压，进入步骤7)；
步骤7)：判断最高单体电池电压Vmax是否大于充电阶段电池切换门槛值Vhigh，如果是表示该节电池已进入充电末期，容量即将充满，就进入步骤8)；如果否就返回步骤6)；
步骤8)：判断是否满足充电切除条件，即判断当前电池组总电压Vtotal是否大于充电机最低输出电压Vcharge，如果是就进入步骤9)；如果否就进入步骤10)；
步骤9)：切掉该节电池，更新最高单体电池电压Vmax，保存切除状态信息；进入步骤10)；
步骤10)：判断电池是否充满，如果是就返回步骤1)；如果否就进入步骤7)。
所述步骤4)中切掉电压过低的电池的具体过程为：将电压过低电池从电池组中切掉，首先闭合该节电池的旁路开关Ci-1，保护电路吸收闭合时的冲击环流，避免电池短路；然后将该节电池两端的开关电路Si-1和Si断开，将电池从电池组内切除。
基于上述系统的自适应的通信方法，包括如下步骤：
步骤(1)：开始，判断系统自检是否成功，如果是就系统初始化，进入步骤(2)；如果否就提示出现硬件异常的故障状态，结束；
步骤(2)：读取文件获取信息库和策略库；判断读取是否成功，如果是就发送接送数据，进入步骤(3)，如果否就提示文件异常的故障状态，结束；
步骤(3)：判断端口配置是否完成，如果是就数据转发分组调度：根据数据类型的不同对测点数据分组对后台转发，系统正常启动；如果否就进入步骤(4)；
步骤(4)：制定配置策略，判断是否存在配置策略，如果是就配置端口后保存文件，置配置标志为成功，系统正常启动；如果否就结束。
所述步骤(2)的信息库指所有系统支持的下位机的消息集合；策略库包含未配置的发送策略、配置成功后的发送策略、配置策略、转发策略、分组策略。
所述步骤(4)的配置策略包括配置端口是否启动、设备数和设备类型。
所述步骤(4)的制定配置策略的步骤为：
步骤(4-1)：需要配置，修改配置标志为“未配置”；
步骤(4-2)：根据校验和、有效长度和类型判断与下位机通信的数据的有效性，如果有效就进入步骤(4-3)；如果无效就进入步骤(4-4)；
步骤(4-3)：查找信息库，获取与下位机通信的响应消息；进入步骤(4-5)；
步骤(4-4)：置未配置标志数据异常，无法正确配置，结束；
步骤(4-5)：推理：对接收到的已知消息进行处理，推断出下位机的类型；进入步骤(4-6)；
步骤(4-6)：自学习：对消息的观察、推理；进入步骤(4-7)；
步骤(4-7)：判断策略库中是否存在推理、学习到的端口配置策略；如果是就进入步骤(4-8)；如果否就进入步骤(4-9)；
步骤(4-8)：制定端口配置策略；进入步骤(4-10)；
步骤(4-9)：置“未配置标志”，提示连接异常；无法正确配置，结束；
步骤(4-10)：判断配置是否成功，
如果是就置配置完成标志，完成正确配置；
如果否就置未配置标志提示连接异常；无法配置，结束。
基于上述系统的软件匹配方法，其特征是：包括如下步骤：
①版本自动匹配模块读取配置文件，获取版本配套表；
②对获取的信息进行统计，记录系统的软件版本、下位机的软件版本和下位机类型；
③根据系统的软件版本和下位机类型，从版本配套表中查询下位机的配套版本范围；
④若对接的下位机的软件版本高于上位机的配套版本范围上限，则下位机上报测点数大于系统记录值的测点，上位机仍处理下位机上报的测点但丢弃下位机多报的测点，以保证系统可以正常工作,并提示相关人员上位机软件版本低，尽快升级上位机；
⑤若对接的下位机的软件版本低于上位机的配套版本范围下限，则下位机上报测点数小于系统记录值的测点，上位机仍处理下位机上报的测点，以保证系统可以正常工作,并提示相关人员下位机软件版本低，尽快升级下位机；
⑥系统继续工作。
本发明的有益效果为：
(1)将全站交流、直流、UPS、通信等一体化配置、一体化监控，将站用电源各子系统通信网络化，更易管理；对上接口协议丰富，对下通讯硬件接口选择种类多，可扩展性强；
(2)与子监控系统通信时采用认知的自适应通信机制，方便灵活使用，可提高维护效率；
(3)程序可移植性、可扩展性强。信息库、策略库根据不同的需求可以灵活的添加或者删除，方便用户接口的扩展；
(4)成本低、操作简单、适应能力强，用户体验好，软件重复利用价值高，用户能根据特定需求设置换流站配置信息，快速展示相应的换流站子系统界面；
(5)无需手动配制，通过对交互信息的认知可以自动适应下位机；
(6)信息库、策略库根据不同的需求可以灵活的添加或者删除，方便用户接口的扩展。
附图说明
图1本发明的认知环模型；
图2本发明的自适应的通信方法流程图；
图3为图2的制定配置策略的流程图；
图4为本发明的一体化电源监控系统结构图；
图5为本发明变电站电源备用电池组监控子系统结构示意图；
图6为本发明电源备用电池组充电利用率的方法流程图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
从通信系统的角度认知包含的基本功能：观察、学习、记忆、决策，即对获取的信息以及当前观察结果做出响应。本发明的目的是：满足用户需求的灵活可靠通信。
认知系统由两大主要部件构成：环境以及处于环境中的智能系统。智能系统通过观察来得知环境对其自身的作用，同时智能系统通过其行为反作用于环境。
如图1所示，在本发明提出的认知环模型中，将智能系统定义为：为实现某通信目标而互相依赖的网络节点，具体如电力设备、单个装置；环境为外部环境和内部环境，外部环境包括外部设备、网络，而内部环境为智能系统内部所触发的事件以及内部状态。智能系统通过感知以获取外部接口的信息，而智能系统内部的事件和状态可以直接获知。智能系统的行为由所学习到的策略所决定，而学习过程由分层或跨层的优化目标所确定的效用以及智能系统从环境中获取的信息共同决定。行为一方面作用于外部环境，另一方面也作用于内部环境。
认知的自适应通信机制主要体现在系统启动过程中，程序正常运行后配置不再发生变化。
系统的启动流程如图2所示，程序开始启动时首先自检，如果出现硬件异常及时发现处理。然后发送接收数据，根据处理的结果保存配置信息，进入正常运行阶段。程序启动过程中根据不同的错误点设置不同错误信息码，方便问题定位。
信息库包含系统可配置的设备类型，及这些类型对应的收发信息表。
信息库、策略库保存在文件中可以根据不同的需求灵活的添加或者删除，方便用户接口的扩展。
如图1所示，一种智能自适应的通信系统，包括：智能系统，所述智能系统通过接口与外部环境通信；
所述智能系统包括观察子模块、自学习子模块和行为子模块；所述观察子模块与自学习子模块通信，所述自学习子模块与行为子模块通信；
所述观察子模块包括消息和系统内部状态，根据系统的内部状态从自学习子模块获取信息向下位机发送消息，并将收到的消息给自学习子模块；
所述自学习子模块包括推理、信息库、学习和策略库；所述自学习子模块接收观察子模块的消息，通过学习和推理制定发送策略，在信息库中查找相应的发送信息；对收发的信息进行学习和推理，制定相应的配置策略；
所述行为子模块包括自适应配置单元、数据转发单元和分组调度单元；根据学习模块的配置策略对设备进行配置，系统将接收到的测点数据根据不同类型分组向后台转发。
所述观察子模块包括消息单元和系统内部状态单元；
所述消息单元指系统与下位机通信的数据，模块之间交互的数据；
所述系统内部状态单元包括端口未配置、配置中、配置完成和启动异常。
所述自学习子模块包括依次连接的推理单元、信息库、学习单元和策略库；
所述推理单元指对接收到的已知消息进行处理，推断出下位机的类型；
所述信息库指所有系统支持的下位机的消息集合；
所述学习单元指对消息的观察、推理；
所述策略库包含未配置的发送策略、配置成功后的发送策略、配置策略、转发策略、分组策略。
所述行为子模块包括自适应配置单元、数据转发单元和分组调度单元；
所述自适应配置单元根据系统端口下接设备的不同自动匹配，无需用户手动修改配置文件。
所述数据转发单元用于将测点数据对后台转发；
所述分组调度单元根据数据类型的不同、测点数据的个数分类型分组的发送。
如图2所示，一种智能自适应的通信方法，包括如下步骤：
一种智能自适应的通信方法，包括如下步骤：
步骤(1)：开始，判断系统自检是否成功，如果是就系统初始化，进入步骤(2)；如果否就提示出现硬件异常的故障状态，结束；
步骤(2)：读取文件获取信息库和策略库；判断读取是否成功，如果是就发送接送数据，进入步骤(3)，如果否就提示文件异常的故障状态，结束；
步骤(3)：判断端口配置是否完成，如果是就数据转发分组调度：根据数据类型的不同对测点数据分组对后台转发，系统正常启动；如果否就进入步骤(4)；
步骤(4)：制定配置策略，判断是否存在配置策略，如果是就配置端口后保存文件，置配置标志为成功，系统正常启动；如果否就结束。
所述步骤(2)的信息库指所有系统支持的下位机的消息集合；策略库包含未配置的发送策略、配置成功后的发送策略、配置策略、转发策略、分组策略。
所述步骤(4)的配置策略包括配置端口是否启动、设备数和设备类型。
如图3所示，所述步骤(4)的制定配置策略的步骤为：
步骤(4-1)：需要配置，修改配置标志为“未配置”；
步骤(4-2)：根据校验和、有效长度和类型判断与下位机通信的数据的有效性，如果有效就进入步骤(4-3)；如果无效就进入步骤(4-4)；
步骤(4-3)：查找信息库，获取与下位机通信的响应消息；进入步骤(4-5)；
步骤(4-4)：置未配置标志数据异常，无法正确配置，结束；
步骤(4-5)：推理：对接收到的已知消息进行处理，推断出下位机的类型；进入步骤(4-6)；
步骤(4-6)：自学习：对消息的观察、推理；进入步骤(4-7)；
步骤(4-7)：判断策略库中是否存在推理、学习到的端口配置策略；如果是就进入步骤(4-8)；如果否就进入步骤(4-9)；
步骤(4-8)：制定端口配置策略；进入步骤(4-10)；
步骤(4-9)：置“未配置标志”，提示连接异常；无法正确配置，结束；
步骤(4-10)：判断配置是否成功，
如果是就置配置完成标志，完成正确配置；
如果否就置未配置标志提示连接异常；无法配置，结束。
一体化电源监控人机界面配置方法，包括以下步骤：
(1)设备自检，系统初始化；
(2)读取系统原始配置文件信息，判断所述配置文件信息是否读取成功；若是，所述原始配置文件信息在上位机端进行显示，否则，检查或修改配置文件无误后重新读取；
(3)建立上位机和下位机之间的通信，检查通信是否正常；如果正常，上位机接收下位机发送的数据，将外接设备信息展示到人机界面；
(4)检查当前配置信息是否满足换流站的具体要求，如果符合，配置过程结束，如果不符合要求，则进入步骤(5)重新配置系统信息，
(5)在上位机端重新配置系统信息，并将所述配置信息保存到配置文件中；
(6)并将配置好的数据信息发送至下位机，重启下位机，配置过程结束。
所述上位机为一体化电源人机界面，所述下位机为通信管理模块，所述一体化电源人机界面与通信管理模块通过网口或者串口进行通信；
所述通信管理模块采集一体化电源的报警记录并分别传送给一体化电源人机界面和云计算中心，运用云计算服务器进行数据分析，形成一个包含有故障点反馈、故障等级、事故原因、用户区域、时间走势、触发因素信息的统计图在一体化电源人机界面上展示，所述一体化电源人机界面还能够展示实时报警记录和历史报警记录。
所述步骤(5)中重新配置的系统信息包括：交流电源系统信息、直流电源系统信息、通信电源系统信息以及UPS电源信息。
如图4所示，配置完成后，根据关联的监控子系统进入相应的监控子系统，交流电源监控子系统主要显示ATS信息、测控模块、模拟量采样、开关量以及馈线脱口信息。直流电源监控子系统主要显示电源模块主运行状态、电源模块信息、绝缘状态、电池电压以及馈线脱扣信息。通信电源监控子系统主要显示电源模块的主运行状态、电源模块信息、馈线脱扣、电池电压等信息。UPS电源监控子系统主要显示UPS电源模块的运行状态以及馈线脱扣信息。
自动转换开关电器(Automatic transfer switching equipment，以下简称ATS)。交流监控子系统的ATS信息主要是根据配置的交流电源模块动态显示几个ATS的I、II路开关状态以及电压信息；几个测控模块的I、II路开关状态、电压信息以及母线电压和电流的信息；模拟量模块的几路进线和母线信息；开关量的几号交流进线和母联开关信息。
直流监控子系统的主运行状态信息主要有交流进线电压、模块电压、电流、母线电压、放电容量、充电状态以及联络开关和充电开关的状态；电源模块包含所有的电源模块输出电压、电流信息；绝缘状态包含I、II母的正对地电阻信息；直流监控单节电池所有的电压信息；所有的馈线脱扣状态信息。
通信监控子系统的主运行状态主要显示模块电压、母线电压、负载电流、电池温度、进线电压和电流的信息；通信电源的电源模块主要显示电源模块输出电压和电流信息、充电状态、输出模块电流以及放电容量等信息；通信监控显示所有馈线脱扣状态信息；通信监控显示所有的单节电池电压信息；
UPS监控子系统的主运行状态可动态显示一个或多个UPS电源信息，主要包含有交流电压、旁路电压、直流电压、输出方式、输出电压、输出电流、输出频率以及所有的馈线脱扣状态信息；
一体化人机电源监控需要实时显示所有报警信息。所有的遥信量报警信息利用走马灯和报警浏览构件的方式显示。每条报警记录的产生都进行自动保存生成历史报警信息，将产生的报警记录在历史报警数据表格中显示。
如图5、图6所示，所述直流电源监控子系统、通信电源监控子系统均包括：电源备用电池组监控子系统，所述电源备用电池组监控子系统包括：若干组电池接口，每组电池接口均与单体电池连接，所述电池接口与其邻近的电池接口通过开关连接，电池接口从左往右排序，排序为奇数的电池接口与其邻近的奇数电池接口通过旁路开关连接，排序为偶数的电池接口与其邻近的偶数电池接口连接，所有开关被控制单元控制，所述控制单元，实时检测各开关的闭合状态，并根据电池信息控制开关的导通和关闭。
所述每组电池接口均分为正极接口和负极接口，每组电池接口均与单体电池的正负两极连接，
第i组电池接口Bi的正/负极接口均与第i+1组电池接口Bi+1的负/正极接口通过开关Si连接，
第i组电池接口Bi的负/正极接口均与第i-1组电池接口Bi-1的正/负极接口通过开关Si-1连接，
第i-1组电池接口Bi-1的正/负极接口均与第i+1组电池接口Bi+1的负/正极接口通过串联的旁路开关Ci-1和保护电路连接；
其中，1＜i＜n，n为电池接口的组数，i为正整数；
所述开关与驱动电路连接，所述旁路开关与驱动电路连接，所述驱动电路与控制单元连接；所述控制单元，实时检测各开关的闭合状态，并根据电池信息控制开关的导通和关闭。
基于上述系统的电源备用电池组充电信息实时控制备用电池组的充电利用率的方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1)：电池放电，检测单体电池电压；
步骤2)：判断最低单体电池电压Vmin是否小于放电阶段电池切换门槛值Vlow，如果是表示该节电池已进入放电末期，容量即将放光，就进入步骤3；如果否就返回步骤1)；
步骤3)：判断是否满足放电切除的条件，即判断当前电池组总电压Vtotal是否大于车载电源模块要求的最低供电电压Vin，如果是就进入步骤4)；如果否就进入步骤5)；
步骤4)：切掉电压过低的电池，更新最低单体电池电压Vmin，保存切除状态信息；进入步骤5)；
步骤5)：判断电池组电量是否低于负载的最低工作电压，如果是就进入步骤6)；如果否就返回步骤1)；
步骤6)：电池充电，检测单体电池电压，进入步骤7)；
步骤7)：判断最高单体电池电压Vmax是否大于充电阶段电池切换门槛值Vhigh，如果是表示该节电池已进入充电末期，容量即将充满，就进入步骤8)；如果否就返回步骤6)；
步骤8)：判断是否满足充电切除条件，即判断当前电池组总电压Vtotal是否大于充电机最低输出电压Vcharge，如果是就进入步骤9)；如果否就进入步骤10)；
步骤9)：切掉该节电池，更新最高单体电池电压Vmax，保存切除状态信息；进入步骤10)；
步骤10)：判断电池是否充满，如果是就返回步骤1)；如果否就进入步骤7)。
所述步骤4)中切掉电压过低的电池的具体过程为：将电压过低电池从电池组中切掉，首先闭合该节电池的旁路开关Ci-1，保护电路吸收闭合时的冲击环流，避免电池短路；然后将该节电池两端的开关电路Si-1和Si断开，将电池从电池组内切除。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (15)
1.一种换流站一体化电源监控系统，包括一体化电源管理系统，一体化电源管理系统连接直流电源监控子系统、交流电源监控子系统、通信电源监控子系统和电力用交流不间断电源监控子系统，其特征是：所述一体化电源管理系统包括人机界面和通信管理模块，所述通信管理模块采集各个监控子系统信息传送给云计算服务器，所述一体化电源管理系统包括版本自动匹配模块、自适应通信模块和动态组态配置模块，其中：
所述版本自动匹配模块，用于实时监测一体化管理系统与各个监控子系统的软件版本的；
所述自适应通信模块，通过接口与外部环境通信，用于自动识别下位机、完成配置文件的自动识别；
所述动态组态配置模块，用于根据配置信息动态显示每个监控子系统的接线图及运行信息；
所述自适应通信模块，包括观察子模块、自学习子模块和行为子模块；所述观察子模块与自学习子模块通信，所述自学习子模块与行为子模块通信；
所述观察子模块包括消息和系统内部状态，根据系统的内部状态从自学习子模块获取信息向下位机发送消息，并将收到的消息给自学习子模块； 所述自学习子模块包括推理单元、信息库、学习单元和策略库；
所述自学习子模块接收观察子模块的消息，通过学习和推理制定发送策略，在信息库中查找相应的发送信息；对收发的信息进行学习和推理，制定相应的配置策略；
所述行为子模块包括自适应配置单元、数据转发单元和分组调度单元；根据自学习子模块的配置策略对设备进行配置，系统将接收到的测点数据根据不同类型分组向后台转发。
2.如权利要求1所述的一种换流站一体化电源监控系统，其特征是：所述版本自动匹配模块，包括读取子模块、统计子模块、判断子模块和提示子模块，其中：
所述读取子模块，用于读取配置文件，获取版本配套表；
所述统计子模块，用于根据系统的软件版本和下位机类型，从版本配套表中查询下位机的配套版本范围；
所述判断子模块，根据下位机的软件版本是否在上位机的配套版本范围内，判断系统是否能够正常工作，如果不能正常工作，发送信号给提示子模块；
所述提示子模块，显示系统是否能够正常运行。
3.如权利要求2 所述的一种换流站一体化电源监控系统，其特征是：所述观察子模块包括消息单元和系统内部状态单元；
所述消息单元指系统与下位机通信的数据，模块之间交互的数据；
所述系统内部状态单元包括端口未配置、配置中、配置完成和启动异常。
4.如权利要求3 所述的一种换流站一体化电源监控系统，其特征是：所述自学习子模块包括依次连接的推理单元、信息库、学习单元和策略库；
所述推理单元指对接收到的已知消息进行处理，推断出下位机的类型；
所述信息库指所有系统支持的下位机的消息集合；
所述学习单元指对消息的观察、推理；
所述策略库包含未配置的发送策略、配置成功后的发送策略、配置策略、转发策略、分组策略。
5.如权利要求3所述的一种换流站一体化电源监控系统，其特征是：所述行为子模块包括自适应配置单元、数据转发单元和分组调度单元；
所述自适应配置单元根据系统端口下接设备的不同自动匹配，无需用户手动修改配置文件。
6.如权利要求4 所述的一种换流站一体化电源监控系统，其特征是：所述数据转发单元用于将测点数据对后台转发；
所述分组调度单元根据数据类型的不同、测点数据的个数分类型分组的发送。
7.如权利要求1 所述的一种换流站一体化电源监控系统，其特征是：所述直流电源监控子系统、通信电源监控子系统均包括：电源备用电池组监控子系统，所述电源备用电池组监控子系统包括：若干组电池接口，每组电池接口均与单体电池连接，所述电池接口与其邻近的电池接口通过开关连接，电池接口从左往右排序，排序为奇数的电池接口与其邻近的奇数电池接口通过旁路开关连接，排序为偶数的电池接口与其邻近的偶数电池接口连接，所有开关被控制单元控制，所述控制单元，实时检测各开关的闭合状态，并根据电池信息控制开关的导通和关闭。
8.如权利要求7所述的一种换流站一体化电源监控系统，其特征是：所述每组电池接口均分为正极接口和负极接口，每组电池接口均与单体电池的正负两极连接，
第i组电池接口的正/负极接口均与第i+ 1组电池接口的负/正极接口通过开关连接，
第i组电池接口的负/正极接口均与第i- 1组电池接口的正/负极接口通过开关连接，
第i- 1组电池接口的正/负极接口均与第i+ 1组电池接口的负/正极接口通过串联的旁路开关和保护电路连接；
其中，1< i< n，n为电池接口的组数，i为正整数；
所述开关与驱动电路连接，所述旁路开关与驱动电路连接，所述驱动电路与控制单元连接；所述控制单元，实时检测各开关的闭合状态，并根据电池信息控制开关的导通和关闭。
9.如权利要求8 中所述的换流站一体化电源监控系统的控制电源备用电池组的充电利用率的方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1）：电池放电，检测单体电池电压；
步骤2）：判断最低单体电池电压是否小于放电阶段电池切换门槛值，如果是表示该节电池已进入放电末期，容量即将放光，就进入步骤3；如果否就返回步骤1）；
步骤3）：判断是否满足放电切除的条件，即判断当前电池组总电压是否大于车载电源模块要求的最低供电电压，如果是就进入步骤4）；如果否就进入步骤5）；
步骤4）：切掉电压过低的电池，更新最低单体电池电压，保存切除状态信息；进入步骤5）；
步骤5）：判断电池组电量是否低于负载的最低工作电压，如果是就进入步骤6）；如果否就返回步骤1）；
步骤6）：电池充电，检测单体电池电压，进入步骤7）；
步骤7）：判断最高单体电池电压是否大于充电阶段电池切换门槛值，如果是表示该节电池已进入充电末期，容量即将充满，就进入步骤8）；如果否就返回步骤6）；
步骤8）：判断是否满足充电切除条件，即判断当前电池组总电压是否大于充电机最低输出电压，如果是就进入步骤9）；如果否就进入步骤10）；
步骤9）：切掉该节电池，更新最高单体电池电压，保存切除状态信息；进入步骤10）；
步骤10）：判断电池是否充满，如果是就返回步骤1）；如果否就进入步骤7）。
10.如权利要求9 所述的方法，其特征是：所述步骤4）中切掉电压过低的电池的具体过程为：将电压过低电池从电池组中切掉，首先闭合该节电池的旁路开关，保护电路吸收闭合时的冲击环流，避免电池短路；然后将该节电池两端的开关电路和断开，将电池从电池组内切除。
11.基于权利要求1-8中任一项所述换流站一体化电源监控系统的自适应的通信方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤（1）：开始，判断系统自检是否成功，如果是就系统初始化，进入步骤（2）；如果否就提示出现硬件异常的故障状态，结束；
步骤（2）：读取文件获取信息库和策略库；判断读取是否成功，如果是就发送接送数据，进入步骤（3），如果否就提示文件异常的故障状态，结束；
步骤（3）：判断端口配置是否完成，如果是就数据转发分组调度：根据数据类型的不同对测点数据分组对后台转发，系统正常启动；如果否就进入步骤（4）；
步骤（4）：制定配置策略，判断是否存在配置策略，如果是就配置端口后保存文件，置配置标志为成功，系统正常启动；如果否就结束。
12.如权利要求11 所述的自适应的通信方法，其特征是：所述步骤（2）的信息库指所有系统支持的下位机的消息集合；策略库包含未配置的发送策略、配置成功后的发送策略、配置策略、转发策略、分组策略。
13.如权利要求11 所述的自适应的通信方法，其特征是：所述步骤（4）的配置策略包括配置端口是否启动、设备数和设备类型。
14.如权利要求11 所述的自适应的通信方法，其特征是：所述步骤（4）的制定配置策略的步骤为：
步骤（4-1）：需要配置，修改配置标志为“未配置”；
步骤（4-2）：根据校验和、有效长度和类型判断与下位机通信的数据的有效性，如果有效就进入步骤（4-3）；如果无效就进入步骤（4-4）；
步骤（4-3）：查找信息库，获取与下位机通信的响应消息；进入步骤（4-5）；
步骤（4-4）：置未配置标志数据异常，无法正确配置，结束；
步骤（4-5）：推理：对接收到的已知消息进行处理，推断出下位机的类型；进入步骤（4-6）；
步骤（4-6）：自学习：对消息的观察、推理；进入步骤（4-7）；
步骤（4-7）：判断策略库中是否存在推理、学习到的端口配置策略；如果是就进入步骤（4-8）；如果否就进入步骤（4-9）；
步骤（4-8）：制定端口配置策略；进入步骤（4-10）；
步骤（4-9）：置“未配置标志”，提示连接异常；无法正确配置，结束；
步骤（4-10）：判断配置是否成功， 如果是就置配置完成标志，完成正确配置； 如果否就置未配置标志提示连接异常；无法配置，结束。
15.基于权利要求1-8中任一项所述换流站一体化电源监控系统的软件匹配方法，其特征是：包括如下步骤：
①版本自动匹配模块读取配置文件，获取版本配套表；
②对获取的信息进行统计，记录系统的软件版本、下位机的软件版本和下位机类型；
③根据系统的软件版本和下位机类型，从版本配套表中查询下位机的配套版本范围；
④若对接的下位机的软件版本高于上位机的配套版本范围上限，则下位机上报测点数大于系统记录值的测点，上位机仍处理下位机上报的测点但丢弃下位机多报的测点，以保证系统可以正常工作，并提示相关人员上位机软件版本低，尽快升级上位机；
⑤若对接的下位机的软件版本低于上位机的配套版本范围下限，则下位机上报测点数小于系统记录值的测点，上位机仍处理下位机上报的测点，以保证系统可以正常工作,并提示相关人员下位机软件版本低，尽快升级下位机；
⑥系统继续工作。
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