CN105471108A - 一种面向网源协调的全口径发电数据采集终端 - Google Patents

一种面向网源协调的全口径发电数据采集终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向网源协调的全口径发电数据采集终端，包括：电源模块、数据采集模块、信号处理模块和通讯模块；通讯模块分别连接信号处理模块和北斗卫星用户机；通讯模块可将信号处理模块对电厂发送电状态信息的数据处理结果发送给北斗卫星用户机，北斗卫星用户机通过北斗卫星与北斗卫星指挥机通信；北斗卫星指挥机可通过北斗卫星向北斗卫星用户机下发控制指令，北斗卫星用户机可通过通讯模块将控制指令下发给信号处理模块，信号处理模块根据控制指令控制数据采集模块采集相应的电网数据。本发明对采集命令响应快捷，运行稳定，并保证发电数据的安全，解决了非统调电厂的发电数据采集和传送问题。

Description

一种面向网源协调的全口径发电数据采集终端
技术领域
本发明涉及技术领域，尤其涉及一种面向网源协调的全口径发电数据采集终端。
背景技术
网源协调是指发电机组与电网的协调管理，通过对发电机组、升压站等与电网密切相关的设备管理，保证发电机组和电网的安全稳定运行。目前，许多小型水电站、小型火电厂、光伏电厂等非统调电厂，由于地理位置原因等不具备网络、专线等常规通讯方式，而如果为这些非统调电厂接入无线传输无信号，往往铺设专线费用高、施工难度大。
目前，小型厂站数量庞大，由于缺乏监控，无法获取必要信息，更无从管理，已对电网安全稳定运行造成不利影响，市场上并没有适用于小型厂站的实时数据和电能量数据集中采集装置，也就无法对这些综合信息进行集中的采集。
现有监控技术，主要是针对主力电厂和变电站而设计，应用在小型厂站和偏远地区，难以同时满足工程投资小、建设维护工作量低以及信息安全性高等三方面要求。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种面向网源协调的全口径发电数据采集终端。
本发明提出的一种面向网源协调的全口径发电数据采集终端，包括：电源模块、数据采集模块、信号处理模块和通讯模块；
电源模块连接信号处理模块用于供电；
数据采集模块用于采集电网数据；
信号处理模块与数据采集模块连接，其根据数据采集模块获取的电网数据进行数据处理和规整，并判断电厂发送电状态；
通讯模块分别连接信号处理模块和北斗卫星用户机；通讯模块可将信号处理模块对电厂发送电状态的数据处理结果发送给北斗卫星用户机，北斗卫星用户机通过北斗卫星与北斗卫星指挥机通信；北斗卫星指挥机可通过北斗卫星向北斗卫星用户机下发控制指令，北斗卫星用户机可通过通讯模块将控制指令下发给信号处理模块，信号处理模块根据控制指令控制数据采集模块采集相应的电网数据。
优选地，电网数据包括：各电能表的电能量数据、各并网点开关设备的开关闭合信息、电厂的电网环境数据模拟量信息。
优选地，还包括通讯信号单元，通讯信号单元与数据采集模块连接，其用于采集各电能表的电能量数据并传送给数据采集模块，电能量数据包括测量总功及分相有功功率、无功功率；功率因数；分相电压、电流；频率。
优选地，还包括数字信号单元，数字信号单元与数据采集模块连接，其用于采集各并网点开关设备的开关闭合信息并传送给数据采集模块。
优选地，还包括模拟信号单元，模拟信号单元与数据采集模块连接，其用于采集电厂的实时数据与电网环境数据模拟量信息。
优选地，实时数据包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率中的一种或多种。
优选地，模拟量信息包括水位数据、温度数据、湿度数据、风向数据中的一种或多种，并分别通过相应的传感器进行采集。
优选地，还包括显示模块，其与信号处理模块连接，用于对信号处理模块获得的数据与判断结果进行显示。
优选地，还包括电源失电监控支撑模块，其与电源模块连接，用于对电源的供电状态进行实时监测，且当电源模块供电异常时，可代替电源模块进行供电。
优选地，电源失电监控支撑模块包括超级电容模组和直流控制器，其中，超级电容模组用于存储电能，直流控制器用于对超级电容模组的放电电流进行转换。
本发明提供的面向网源协调的全口径发电数据采集终端由电源模块、信号处理模块、通讯模块和数据采集模块组成。通讯模块按照固定规约接收北斗卫星指挥机通过北斗卫星用户机发送来的主站指令，并将数据采集模块的数据采集信息按照固定格式整理，通过北斗卫星用户机发送给北斗卫星指挥机主站。本发明采用的北斗卫星通讯方式，能够精确接收上位机指令，并按照指令要求迅速反应，将采集数据信号及时送给北斗卫星用户机，达到精确快速采集和传输的目的。
本发明对采集命令响应快捷，运行稳定，并保证发电数据的安全，且电源失电监控支撑模块的设置，使得本发明具有一定的容错和抗干扰能力，在非硬件故障或非通讯故障时，系统能够保证正常运行。
本发明提供了一种在非统调电厂安装数据采集终端和北斗卫星用户机，将数据由北斗用户机通过北斗卫星发送到北斗卫星指挥机的电网监控方式，通过卫星向主站上传小电源监测信息，向当地监控系统转发采集数据，解决了非统调电厂的发电数据采集和传送问题。
附图说明
图1为本发明提出的一种面向网源协调的全口径发电数据采集终端结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种面向网源协调的全口径发电数据采集终端，包括：电源模块、数据采集模块、信号处理模块、通讯模块、显示模块和电源失电监控支撑模块。
电源模块连接信号处理模块用于供电，以保证信号处理模块得电工作。本实施方式中，电源模块采用交流电供电。电源失电监控支撑模块与电源模块连接，用于对电源的供电状态进行实时监测，以避免电源异常导致的采集终端工作异常。本实施方式中，电源失电监控支撑模块包括超级电容模组和直流控制器。
交流电正常供电状态下，交流电输出端输出交流电，电源模块中的开关电源对交流电整流后由直流电输出端输出直流电作为供电电源，直流电经直流控制器向超级电容模组充电；交流电失电状态下，开关电源失电，超级电容模组放电并通过直流控制器转换后通过直流电输出端输出，保证信号处理模块对失电信号和发电数据进行处理并通过通讯模块发送出去。
本实施方式中，实施发送失电数据，以便工作人员及时对电源模块进行故障排查维修，保证采集终端的正常工作。
数据采集模块用于采集电网数据，电网数据包括：各电能表的电能量数据、各并网点主要开关设备的开关闭合信息、电厂的电网环境数据模拟量信息。本实施方式中，还包括通讯信号单元、数字信号单元和模拟信号单元。
其中，通讯信号单元与数据采集模块连接，其用于采集各电能表的电能量数据并传送给数据采集模块，电能量数据包括测量总功及分相有功功率、无功功率；功率因数；分相电压、电流(含零线电流)；频率等运行参数。数字信号单元与数据采集模块连接，其用于采集各并网点主要开关设备的开关闭合信息并传送给数据采集模块。模拟信号单元与数据采集模块连接，其用于采集电厂的实时数据与电网环境数据模拟量信息。实时数据包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率中的一种或多种。具体的，模拟信号单元通过PT(电流互感器)、CT(电流互感器)二次侧直接采集实时数据。模拟量信息包括水位数据、温度数据、湿度数据、风向数据中的一种或多种，并分别通过相应的传感器进行采集。
本实施方式中，通过通讯信号单元、数字信号单元和模拟信号单元可与与多种厂家的多功能电能表通信，采集电量信息，例如采集各机组三相电压、三相电流，并计算有功功率、无功功率等，从而通过数据的丰富对电网进行全面评估。本实施方式中，数据采集模块将采集量数据打包整理，形成上传报文发送帧，有利于提高数据传输效率，提高数据传输安全。
信号处理模块与数据采集模块连接，其根据数据采集模块获取的电网数据进行数据处理和规整，并判断电厂发送电状态。显示模块与信号处理模块连接，用于对信号处理模块获得的数据采集模块采集的数据进行显示，并用于对信号处理模块对电厂与电网当前状态的判断结果进行显示。
通讯模块分别连接信号处理模块和北斗卫星用户机。通讯模块可将信号处理模块对电厂发送电状态的数据处理结果发送给北斗卫星用户机，北斗卫星用户机通过北斗卫星与北斗卫星指挥机通信；北斗卫星指挥机可通过北斗卫星向北斗卫星用户机下发控制指令，北斗卫星用户机可通过通讯模块将控制指令下发给信号处理模块，信号处理模块根据控制指令控制数据采集模块采集相应的电网数据。显示模块还可用于显示该数据采集终端装置正在执行的命令，并可通过显示模块查询数据采集模块采集到的各类数据信息。
本实施方式中，通讯模块按照固定规约接收北斗卫星指挥机通过北斗卫星用户机发送来的主站指令，并将数据采集模块的数据采集信息按照固定格式整理，通过北斗卫星用户机发送给北斗卫星指挥机主站，保证了数据传输的快捷，稳定与安全。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面向网源协调的全口径发电数据采集终端，其特征在于，包括：电源模块、数据采集模块、信号处理模块和通讯模块；
电源模块连接信号处理模块用于供电；
数据采集模块用于采集电网数据；
信号处理模块与数据采集模块连接，其根据数据采集模块获取的电网数据进行数据处理和规整，并判断电厂发送电状态；
通讯模块分别连接信号处理模块和北斗卫星用户机；通讯模块可将信号处理模块对电厂发送电状态的数据处理结果发送给北斗卫星用户机，北斗卫星用户机通过北斗卫星与北斗卫星指挥机通信；北斗卫星指挥机可通过北斗卫星向北斗卫星用户机下发控制指令，北斗卫星用户机可通过通讯模块将控制指令下发给信号处理模块，信号处理模块根据控制指令控制数据采集模块采集相应的电网数据。
2.如权利要求1所述的面向网源协调的全口径发电数据采集终端，其特征在于，电网数据包括：各电能表的电能量数据、各并网点开关设备的开关闭合信息、电厂的电网环境数据模拟量信息。
3.如权利要求2所述的面向网源协调的全口径发电数据采集终端，其特征在于，还包括通讯信号单元，通讯信号单元与数据采集模块连接，其用于采集各电能表的电能量数据并传送给数据采集模块，电能量数据包括测量总功及分相有功功率、无功功率；功率因数；分相电压、电流；频率。
4.如权利要求2所述的面向网源协调的全口径发电数据采集终端，其特征在于，还包括数字信号单元，数字信号单元与数据采集模块连接，其用于采集各并网点开关设备的开关闭合信息并传送给数据采集模块。
5.如权利要求2所述的面向网源协调的全口径发电数据采集终端，其特征在于，还包括模拟信号单元，模拟信号单元与数据采集模块连接，其用于采集电厂的实时数据与电网环境数据模拟量信息。
6.如权利要求5所述的面向网源协调的全口径发电数据采集终端，其特征在于，实时数据包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率中的一种或多种。
7.如权利要求5所述的面向网源协调的全口径发电数据采集终端，其特征在于，模拟量信息包括水位数据、温度数据、湿度数据、风向数据中的一种或多种，并分别通过相应的传感器进行采集。
8.如权利要求1所述的面向网源协调的全口径发电数据采集终端，其特征在于，还包括显示模块，其与信号处理模块连接，用于对信号处理模块获得的数据与判断结果进行显示。
9.如权利要求1至8任一项所述的面向网源协调的全口径发电数据采集终端，其特征在于，还包括电源失电监控支撑模块，其与电源模块连接，用于对电源的供电状态进行实时监测，且当电源模块供电异常时，可代替电源模块进行供电。
10.如权利要求9所述的面向网源协调的全口径发电数据采集终端，其特征在于，电源失电监控支撑模块包括超级电容模组和直流控制器，其中，超级电容模组用于存储电能，直流控制器用于对超级电容模组的放电电流进行转换。
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