CN106787198B - 一种交直流一体化电源监控系统及其监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交直流一体化电源监控系统，包括后台控制器，后台控制器与微型控制器通讯连接，微型控制器分别与传感器模块、触摸屏模块、充电模块、电池巡检模块、馈线检测模块、逆变电源模块和DC‑DC变压模块通讯连接。本发明还公开了一种上述交直流一体化电源监控系统的监控方法。本发明能够改进现有技术的不足，提高了对于高频开关电源的监控水平。
Description
技术领域
本发明涉及电源监控技术领域，尤其是一种交直流一体化电源监控系统及其监控方法。
背景技术
随着2007年国家标准DLT_1074-2007_电力用直流和交流一体化不间断电源设备的发布，以前只能独挡一面的直流屏监控、交流屏监控、通讯电源监控、电力交流不间断电源监控不能有效结合起来实现集中监控，促使行业内的监控厂家在原有监控的基础上进行功能扩展，但随着监控系统配置的逐渐提高，原有的8位单片机硬件不能满足当前需要，以32位ARM硬件为核心的新型集中监控系统逐渐在行业内得到应用至今。但当中也出现过一些问题，主要体现为监控系统数据混乱，误报警现象时有发生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种交直流一体化电源监控系统及其监控方法，能够解决现有技术的不足，提高了对于高频开关电源的监控水平。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种交直流一体化电源监控系统，包括后台控制器，后台控制器与微型控制器通讯连接，微型控制器与传感器模块铜导线连接，微型控制器分别与触摸屏模块、充电模块、电池巡检模块、馈线检测模块、逆变电源模块和DC-DC变压模块通讯连接。
作为优选，所述后台控制器包括数据库模块，数据库模块分别与主控制模块和备用控制模块通讯连接，主控制模块和备用控制模块采用一备一用的方式工作。
作为优选，所述充电模块包括充电电流控制模块、充电电压控制模块和旁路放电模块。
作为优选，所述电池巡检模块包括电池电压检测模块、电池充放电电流检测模块、数据暂存模块和数据分析模块。
作为优选，所述馈线检测模块包括馈线电流检测模块、馈线电压检测模块、馈线开关量检测模块、馈线报警量检测模块、馈线绝缘电阻检测模块、馈线交流窜入检测模块。
作为优选，所述后台控制器与微型控制器通过RS485总线或RS232接口通讯连接。
作为优选，所述微型控制器与触摸屏模块通过以太网通讯连接。
作为优选，所述微型控制器与充电模块、电池巡检模块、馈线检测模块、逆变电源模块和DC-DC变压模块通过RS485总线通讯连接。
一种上述的直流一体化电源监控系统的监控方法，包括以下步骤：
A、电池巡检模块对电池组进行状态检测，检查项目为单体电池电压、电流、内阻；传感器模块将交流电压转换成0-10VDC标准信号、直流电压转换成0-10VDC、直流电压转换成1-5KHz频率信号、直流电流转换成1-5KHz频率信号给微型控制器检测；
B、充电模块根据步骤A的检测结果对待充电的电池组进行充电，单独控制每个电池组的充电电流和充电电压；
C、馈线检测模块对馈线的状态进行实时检测，并将馈线状态实时反馈至微型控制器，微型控制器根据反馈数据进行声光报警，保证馈线状态的稳定；
D、微型控制器将交流数据、直流数据、系统报警信息和馈线状态通过触摸屏模块进行实时输出，同时微型控制器将充电状态和馈线状态以及调整数据传输至后台控制器，后台控制器对接收的数据进行存储、解析；后台控制器对微型控制器发出命令，对充电参数和报警参数进行调整，对充电状态和充电模块开关机进行控制。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过对电池组的充电、放电过程调节和馈线状态的多种检测，可以对电源系统进行快速、准确的调节及发出相关报警信息，保证了电源系统安全可靠运行，进而保证了交流电网的安全运行。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图2是本发明一个具体实施方式中后台控制器的结构图。
图3是本发明一个具体实施方式中充电模块的结构图。
图4是本发明一个具体实施方式中电池巡检模块的结构图。
图5是本发明一个具体实施方式中馈线检测模块的结构图。
图中：1、后台控制器；2、微型控制器；3、传感器模块；4、触摸屏模块；5、充电模块；6、电池巡检模块；7、馈线检测模块；8、逆变电源模块；9、DC-DC变压模块；11、数据库模块；12、主控制模块；13、备用控制模块；51、充电电流控制模块；52、充电电压控制模块；53、旁路放电模块；61、电池电压检测模块、62、电池充放电电流检测模块；63、数据暂存模块；64、数据分析模块；71、馈线电流检测模块；72、馈线电压检测模块；73、馈线开关量检测模块；74、馈线报警量检测模块；75、馈线绝缘电阻检测模块；76、馈线交流窜入检测模块。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
参照图1-5，本发明一个具体实施方式包括后台控制器1，后台控制器1与微型控制器2通讯连接，微型控制器2与传感器模块3铜导线连接、微型控制器2分别与触摸屏模块4、充电模块5、电池巡检模块6、馈线检测模块7、逆变电源模块8和DC-DC变压模块9通讯连接。后台控制器1包括数据库模块11，数据库模块11分别与主控制模块12和备用控制模块13通讯连接，主控制模块12和备用控制模块13采用一备一用的方式工作。充电模块5包括充电电流控制模块51、充电电压控制模块52和旁路放电模块53。电池巡检模块6包括电池电压检测模块61、电池充放电电流检测模块62、数据暂存模块63和数据分析模块64。馈线检测模块7包括馈线电流检测模块71、馈线电压检测模块72、馈线开关量检测模块73、馈线报警量检测模块74、馈线绝缘电阻检测模块75、馈线交流窜入检测模块76。后台控制器1与微型控制器2通过RS485总线或RS232接口通讯连接。微型控制器2与充电模块5、电池巡检模块6、馈线检测模块7、逆变电源模块8和DC-DC变压模块9通过RS485总线通讯连接。
一种上述的交直流一体化电源监控系统的监控方法，包括以下步骤：
A、电池巡检模块6对电池组进行状态检测，检查项目为单体电池电压、电流、内阻；传感器模块3将交流电压转换成0-10VDC标准信号、直流电压转换成0-10VDC、直流电压转换成1-5KHz频率信号、直流电流转换成1-5KHz频率信号给微型控制器2检测；
B、充电模块5根据步骤A的检测结果对待充电的电池组进行充电，单独控制每个电池组的充电电流和充电电压；
C、馈线检测模块7对馈线的状态进行实时检测，并将馈线状态实时反馈至微型控制器2，微型控制器2根据反馈数据进行声光报警，保证馈线状态的稳定；
D、微型控制器2将交流数据、直流数据、系统报警信息和馈线状态通过触摸屏模块4进行实时输出，同时微型控制器2将充电状态和馈线状态以及调整数据传输至后台控制器1，后台控制器1对接收的数据进行存储、解析；后台控制器1对微型控制器2发出命令，对充电参数和报警参数进行调整，对充电状态和充电模块开关机进行控制。
电池巡检模块6对电池组的工作状态进行实时监控，并通过记录电池组电压和电池组充放电电流统计电池组容量，当电池组容量低于额定容量80％时，在有交流电的情况下通过充电模块5对电池组进行快速充电，对电池组进行在线维护。快速充放电时，充电电流为额定电流的1.1倍，充电时间控制在18个小时之内，然后放电，放电电流为充电电流的2倍，放电至电池容量剩余30％后，再次充电，重复2～3次。此方法可保证电池组长期运行在满容量的备用状态，还可延长电池的使用寿命，及时发现电池组中的单体故障电池。
当充电电流大于“最大浮充电流”时，监控系统首先控制充电模块对蓄电池进行均充电。当充电电流在1分钟内小于“最大浮充电流”时立即返回浮充模式，否则正式转入均充模式。在均充状态下，当充电电流小于“最小均充电流”时，系统延时180分钟(可设定)在均充模式下后转入浮充状态；监控系统还将按照事先设定好的时间间隔定期给电池组均充电，系统默认值为90天。当转入均充模式后按上述1程序进行。充电模块交流电源失电时间大于事先设定的“市电失电均充时间”时，当充电模块交流电源恢复后直流系统自动转入均充模式。阀控式密封铅酸蓄电池在不同的温度下对蓄电池充电电压做相应的调整才能保证蓄电池处于最佳状态，电池管理程序监测电池的环境温度，用户可根据蓄电池厂家提供的参数，选择使用电池温度补偿功能，选择此功能后监控系统会自动根据监测到的环境温度来调整电池充电电压，满足电池充电的要求。
微型控制器2根据传感器模块3检测的馈线电压和馈线电流，瞬时通过使用电池组对在线设备进行实时调节。当馈线电压和馈线电流下降时，通过电池组放电，对在线设备进行电能补充，电池组放电电流的变化幅度与馈线电流的变化幅度成正比，与馈线电压变化幅度的平方成正比，电池组放电电流的变化选取上述两种变化方式中变化幅度较大的一种进行实际调整。微型控制器2通过RS485总线调节充电模块5的输出电流，对在线设备进行电能补充，电池组瞬时补偿退出。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种交直流一体化电源监控系统，其特征在于：包括后台控制器(1)，后台控制器(1)与微型控制器(2)通讯连接，微型控制器(2)与传感器模块(3)铜导线连接，微型控制器(2)分别与触摸屏模块(4)、充电模块(5)、电池巡检模块(6)、馈线检测模块(7)、逆变电源模块(8)和DC-DC变压模块(9)通讯连接；
所述馈线检测模块(7)包括馈线电流检测模块(71)、馈线电压检测模块(72)、馈线开关量检测模块(73)、馈线报警量检测模块(74)、馈线绝缘电阻检测模块(75)、馈线交流窜入检测模块(76)；
交直流一体化电源监控系统的监控方法包括以下步骤：
A、电池巡检模块(6)对电池组进行状态检测，检查项目为单体电池电压、电流、内阻；传感器模块(3)将交流电压转换成0-10VDC标准信号、直流电压转换成0-10VDC、直流电压转换成1-5KHz频率信号、直流电流转换成1-5KHz频率信号给微型控制器(2)检测；
B、充电模块(5)根据步骤A的检测结果对待充电的电池组进行充电，单独控制每个电池组的充电电流和充电电压；
C、馈线检测模块(7)对馈线的状态进行实时检测，并将馈线状态实时反馈至微型控制器(2)，微型控制器(2)根据反馈数据进行声光报警，保证馈线状态的稳定；
D、微型控制器(2)将交流数据、直流数据、交直流一体化电源监控系统报警信息和馈线状态通过触摸屏模块(4)进行实时输出，同时微型控制器(2)将充电状态和馈线状态以及调整数据传输至后台控制器(1)，后台控制器(1)对接收的数据进行存储、解析；后台控制器(1)对微型控制器(2)发出命令，对充电参数和报警参数进行调整，对充电状态和充电模块开关机进行控制；
其中，充电控制步骤为：
当充电电流大于″最大浮充电流″时，交直流一体化电源监控系统首先控制充电模块对电池组进行均充电，当充电电流在1分钟内小于″最大浮充电流″时立即返回浮充模式，否则正式转入均充模式，在均充状态下，当充电电流小于″最小均充电流″时，交直流一体化电源监控系统延时180分钟在均充模式下后转入浮充状态；交直流一体化电源监控系统还将按照事先设定好的时间间隔定期给电池组均充电，交直流一体化电源监控系统默认值为90天，当转入均充模式后按上述程序进行；充电模块交流电源失电时间大于事先设定的″市电失电均充时间″时，充电模块交流电源恢复后交直流一体化电源监控系统自动转入均充模式。
2.根据权利要求1所述的交直流一体化电源监控系统，其特征在于：所述后台控制器(1)包括数据库模块(11)，数据库模块(11)分别与主控制模块(12)和备用控制模块(13)通讯连接，主控制模块(12)和备用控制模块(13)采用一备一用的方式工作。
3.根据权利要求1所述的交直流一体化电源监控系统，其特征在于：所述充电模块(5)包括充电电流控制模块(51)、充电电压控制模块(52)和旁路放电模块(53)。
4.根据权利要求1所述的交直流一体化电源监控系统，其特征在于：所述电池巡检模块(6)包括电池电压检测模块(61)、电池充放电电流检测模块(62)、数据暂存模块(63)和数据分析模块(64)。
5.根据权利要求1所述的交直流一体化电源监控系统，其特征在于：所述后台控制器(1)与微型控制器(2)通过RS485总线或RS232接口通讯连接。
6.根据权利要求1所述的交直流一体化电源监控系统，其特征在于：所述微型控制器(2)与触摸屏模块(4)通过以太网通讯连接。
7.根据权利要求1所述的交直流一体化电源监控系统，其特征在于：所述微型控制器(2)与充电模块(5)、电池巡检模块(6)、馈线检测模块(7)、逆变电源模块(8)和DC-DC变压模块(9)通过RS485总线通讯连接。
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