CN106093557A - 基于gprs通讯模块的电力数据采集及远程传输系统 - Google Patents

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王珏昕
崔旭
王险峰
张东建
曲直
林永超
韩冬
李蒙
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Jilin Power Supply Co Of State Grid Jilin Electric Power Co
State Grid Corp of China SGCC
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Jilin Power Supply Co Of State Grid Jilin Electric Power Co
State Grid Corp of China SGCC
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • G01R22/061—Details of electronic electricity meters
    • G01R22/063—Details of electronic electricity meters related to remote communication

Abstract

本发明的基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统，属于电力系统数据采集及传输数据技术领域，包括控制系统、电能采集集中器和主站服务器，所述控制系统设置在电厂内部；电能采集集中器一端通过数据接口与控制系统通讯连接，另一端通过GPRS通讯接口与主站服务器连接，电能采集集中器包括单片机、交流采样器、串口通讯模块、以太网通讯模块、GPRS通讯模块、传输接口及存储器，其中单片机分别与交流采样器、串口通讯模块、以太网通讯模块、GPRS通讯模块、传输接口及存储器连接，与现有技术相比，实时高效的获得发电企业的发电状况和供热状况，提高电力企业运营的稳定性和安全性。

Description

基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统
技术领域
本发明属于电力系统数据采集及传输数据技术领域，特别是涉及到基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统。
背景技术
随着国民经济的迅速发展和提高，电力工业装机及电网发展很快，新建发电厂越来越多，一些利用余热余压发电的企业自备电厂也陆续投产。在电源的管控方面，多数发电企业还局限于表面数据的展示层次，缺乏科学的理论模型支持。各发电企业的机组型号众多，在不同工况下，抽汽量、供热量和机组出力互相制约；现阶段，在对发电企业生产状况的管控方面手段单一，多数还为人工上报的方式，在数据的实时性、高效性、准确性方面都很难有保障，针对发电企业的一些突发状况不能及时的做出调整，影响了电源质量。
在计算机技术高速发展的现在，怎么高效的获得机组的运行状况，分析出机组的发电潜力，在不同时间段机组的运行能力已经成为电网管理迫切需要解决的问题。分析电源质量，保障电网的安全、稳定运行，已是电网管理的重中之重。
因此现有技术当中亟需要一种新的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统，实时高效的获得发电企业的发电状况和供热状况，提高电力企业运营的稳定性和安全性。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为一种基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统，其特征是：包括控制系统、电能采集集中器和主站，
所述控制系统设置在电厂内部；所述电能采集集中器一端通过数据接口与控制系统通讯连接，另一端通过GPRS通讯接口与主站连接，电能采集集中器包括单片机、交流采样器、串口通讯模块、以太网通讯模块、GPRS通讯模块、传输接口及存储器，其中单片机分别与交流采样器、串口通讯模块、以太网通讯模块、GPRS通讯模块、传输接口及存储器连接。
进一步，所述控制系统为分布式控制系统DCS系统或可编程逻辑控制编辑器PLC系统。
进一步，所述电能采集集中器还包括显示面板和键盘，并且显示面板及键盘均通过电路与单片机连接。
进一步，所述数据接口为以太网RJ-45接口或RS-485串行接口。
进一步，所述GPRS通讯模块内部设置有SIM卡。
进一步，所述传输接口包括RS232串口、RS-485串口、USB接口、调制式红外接口及GPRS通讯接口。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：
1、电能采集集中器采集的生产数据是直接从DCS系统或PLC系统内部提取，中间无人为干涉，确保信息的准确性和真实性。
2、数据采集满足直采直送的原则，不经过第三方系统中转，利用高度集成的电能采集集中器完成数据的采集、效验和发送。
3、本发明的基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统具有数据存储能力，有实时数据传输功能和通讯网络故障恢复续传功能，以保证数据采集的完整性。
4、电能采集集中器向主站传输数据，将使用GPRS方式，保证了数据的实时高效性。
5、实现了数据的远距离无线传输，解决了某些电厂位置偏僻无法铺设有线网络，进行统一管理的问题。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明的基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统的结构框图。
图2为本发明的基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统的电能采集集中器的工作原理图。
图中：1-控制系统、2-电能采集集中器、201-单片机、202-GPRS通讯模块、3-主站。
具体实施方式
基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统，如图1所示，包括控制系统1、电能采集集中器2和主站3，
所述控制系统1设置在电厂内部，控制系统1为DCS系统或PLC系统；根据各电厂具体情况不同，采用串行接口或者以太网接口将电能采集集中器2与电厂内部控制系统1连接，实时获取发电机组的生产数据，数据经电能采集集中器2初步筛选后通过GPRS通讯模块202发送到管理部门的主站3，该过程保证数据的快速、准确传输。
电能采集集中器2包括单片机201、交流采样器、串口通讯模块、以太网通讯模块、GPRS通讯模块202、传输接口及存储器，其中单片机201分别与交流采样器、串口通讯模块、以太网通讯模块、GPRS通讯模块202、传输接口及存储器连接。
本发明的基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统主要针对电厂电能数据的采集和发送传输，目的是为了解决某些电厂无法实现有线传输的问题，既可以解决实际困难，又可以节约管理成本。该发明实施方式如下：
其硬件平台采用目前常用的网络连接，模块化、集成化和数据分布处理的系统结构。电能采集集中器2一般为电厂DCS系统的历史站或者工程师站，主要负责从DCS系统提取所需的电能数据。
在数据接口连接上有两种方式：一种为串口RS-485方式，RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力；一种为以太网RJ-45接口方式。根据各机组的具体布线方式，可以灵活的选择连接方式。RS-485通讯线采用2芯屏蔽通讯线，线径不小于Φ0.5mm，最大接入线径为Φ2.0mm(尽量使用较粗的屏蔽通讯)。终端RS-485接口的A端(即：RS-485的“+”极)与数据源RS-485接口的A端(或A+端)相连，RS-485接口的B端(即：RS-485的“－”极)与数据源RS-485接口的B端(或A－端)相连，屏蔽层一端接地。
安装电能采集集中器2，电能采集集中器2是用电信息采集系统的重要组成部分。应用现代数字通讯技术、嵌入式技术、计算机软硬件技术等进行用电需求侧信息采集与分析处理。电能采集集中器2电磁兼容性能优良，能抵御高压尖峰脉冲、强磁场、强静电、雷击浪涌的干扰，且具有较强的温度自适应能力范围；宽电压范围设计使其具有更高的可靠性；可以在本地/远程方便地修改设备参数，支持当地/远方软件的在线升级；大容量的主板FLASH存储芯片作为存储器保证各种数据的方便存储；ABS防水阻燃材料，壁挂式结构、体积轻巧、安装方便。
如图2所示，本发明的基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统的电能采集集中器的工作原理图，所述单片机201分别与电源电路，交流采样器、FLASH存储器电路、按键驱动电路、显示面板、RS-485接口、GPRS通讯模块202、扩展接口电路、载波路由模块及上行信道接口电路连接。
电能采集集中器2的性能指标如下：
--参比电压
3×220V/380V(三相四线)，3×57.7V/100V(三相四线)，3×380V(三相三线)，3×100V(三相三线)
--参比电流
3×1.5(6)A
--频率范围
50Hz，允许偏差6％～+2％
--外型尺寸
290mm×180mm×95mm
--电气参数
正常工作电压 0.8Un～1.2Un
有功功率 ≤10W
视在功率 ≤15VA
--时钟参数
--气候条件
正常工作温度 -25℃～+55℃
极限工作温度 -45℃～+75℃
存储和运输温度 -50℃～+85℃
存储和工作湿度 ≤95％
--技术参数
安装环境要求：避免靠近易燃易爆环境，避免高温高湿环境，远离高能量电磁环境，保证良好的电气环境，保证安装位置的机械强度。
数据基于GPRS通讯模块202的远程传输：电能采集集中器2集成GPRS通讯模块202，GPRS通讯模块202内安装SIM卡，利用SIM运营商的无线网络远程传输数据。
本发明提供一种基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统，实时高效的获得发电企业的发电状况和供热状况，提高电力企业运营的稳定性和安全性。

Claims (6)

1.基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统，其特征是：包括控制系统(1)、电能采集集中器(2)和主站(3)，
所述控制系统(1)设置在电厂内部；所述电能采集集中器(2)一端通过数据接口与控制系统(1)通讯连接，另一端通过GPRS通信接口与主站(3)连接，电能采集集中器(2)包括单片机(201)、交流采样器、串口通信模块、以太网通讯模块、GPRS通讯模块(202)、传输接口及存储器，其中单片机(201)分别与交流采样器、串口通信模块、以太网通讯模块、GPRS通讯模块(202)、传输接口及存储器连接。
2.根据权利要求1所述的基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统，其特征是：所述控制系统(1)为分布式控制系统DCS系统或可编程逻辑控制编辑器PLC系统。
3.根据权利要求1所述的基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统，其特征是：所述电能采集集中器(2)还包括显示面板和键盘，并且显示面板及键盘均通过电路与单片机连接。
4.根据权利要求1所述的基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统，其特征是：所述数据接口为以太网RJ-45接口或RS-485串行接口。
5.根据权利要求1所述的基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统，其特征是：所述GPRS通讯模块内部设置有SIM卡。
6.根据权利要求1所述的基于GPRS通讯模块的电力数据采集及远程传输系统，其特征是：所述传输接口包括RS232串口、RS-485串口、USB接口、调制式红外接口及GPRS通信接口。
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