CN107290999A - 一种基于物联网的变电站设备监控系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于物联网的变电站设备监控系统，本发明涉及基于物联网的变电站设备监控系统。本发明的目的是为了解决现有变电站的工作质量和效率低的问题。一种基于物联网的变电站设备监控系统包括：用于采集变电站设备状态数据的监控管理服务器模块；用于接收变电站设备状态数据的中继节点模块；用于多个无线采集节点的数据收集整理，并通过无线传输给主控计算机的无线采集节点模块。本发明用于电力系统领域。
Description
技术领域
本发明涉及基于物联网的变电站设备监控系统。
背景技术
变电站作为国家电网的关键部分，有着重要的地位和作用，其安全运行也有着重要的意义。提高变电站智能化管理的指导下，对其设备有效的监控和管理是非常重要的工作。变电站各专业单元安全设施大多独立建设使用，其管理系统多为独立运行，系统间信息缺乏共享，缺乏有效监控，不具备智能交互功能，这与智能变电站的监控运行管理要求存在着差距。
物联网技术应用于智能变电站，可实现先进可靠、标准统一的通信设备接入，智能信息传输、分析、管理和控制。当前，物联网的网络层很多采用Zigbee技术来组网，尤其用来实现传感器网络。但是Zigbee也有一些缺点：首先是价格相对昂贵；其次协议占带宽的开销量对信道带宽要求较高，而这反过来会影响通讯距离和环境适应性；在实际应用中提高发射功率增加功耗；zigbee抗干扰性差，信号衰减快，节点间隔会增加通信困难。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有变电站的工作质量和效率低的问题，而提出一种基于物联网的变电站设备监控系统。
一种基于物联网的变电站设备监控系统包括：
用于采集变电站设备状态数据的监控管理服务器模块；
用于接收变电站设备状态数据的中继节点模块；
用于多个无线采集节点的数据收集整理，并通过无线传输给主控计算机的无线采集节点模块。
本发明的有益效果为：
本发明一种变电站实时监控系统方案，便于对变电站中的变压器、感应器和开关等设备进行高智能化的实时监控；包括监控管理服务器、中继节点和无线采集节点；应用层为监控管理服务器相连接；网络层为中继节点，与控制主机相连接；中继节点通过无线通信网络与无线采集节点相连接，感知层为无线采集节点，连接的各种传感器和控制器。
监控管理服务器安装有监控管理系统软件，监控管理系统软件主要包括监控分析模块、报警模块、数据维护模块、用户管理模块等主要模块。报警模块包括有电话报警装功能、信报警功能和声光报警功能等。
监控管理系统软件主要完成以下功能：
1、管理监控设备的拓扑结构。
2、设置监控设备参数和监控设备运行状态。
3、自动或受控操作通讯中继节点或无线采集节点工作。
4、保存无线采集节点数据至数据库。
5、多线程调度无线采集节点工作状态。
中继节点达到以下参数指标
1、电源：DC12V输入，工作电流<2000mA。
2、防雷：陶瓷放电管+TVS方案，可耐受2KA(8/20uS)冲击电流。
3、备用电池：3.6V/1000mAh可充。
4、下行信道：WifiAP模式，支持多个接入点。
5、MCU：ARM9，内嵌Linux系统。
6、存储：最大支持外扩4GB SDCard存储，FATS文件系统。
7、外部触发：光耦隔离输入。
8、RS485：陶瓷放电管+PTC+TVS方案，可耐受5KA(8/20uS)冲击电流。
9、上行信道：GPRS/WCDMA连接，可配置为TCPServer或TCPClient模式。
无线采集节点参数指标如下：
1、电源：采用25W多晶太阳能电池板+14.8V/2500mAh供电方案。
2、防雷：TP65防护等级，5KA（8/20uS）防雷等级。
3、每个无线采集节点可以连接多个传感器和控制器。
4、内嵌低功耗Wifi模块，相比Zigbee和中低频无线通讯方案，稳定性更高。
5、内部采用ARM架构，兼顾高性能和低功耗。
6、可以附加备用电池，实现特殊情况下主动报警。
7、默认工作在待机模式，可以通过唤醒或者设置定时工作。
提高了变电站的工作质量和效率。
附图说明
图1为本发明的基于物联网的变电站设备监控系统方案示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种基于物联网的变电站设备监控系统包括：
用于采集变电站设备状态数据的监控管理服务器模块；
用于接收变电站设备状态数据的中继节点模块；
用于多个无线采集节点的数据收集整理，并通过无线传输给主控计算机的无线采集节点模块。
本发明提供了一种基于物联网的变电站设备监控系统，本发明是为提高变电站设备的智能化监控和管理，提供一种变电站实时监控系统方案，以便于对变电站中的变压器、感应器和开关等设备进行高智能化的实时监控。以下结合附图1，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
从图1可见基于物联网的变电站设备监控系统主要包括监控管理服务器、中继节点和无线采集节点；应用层为监控管理服务器相连接；网络层为中继节点，与控制主机相连接；中继节点通过无线通信网络与无线采集节点相连接，感知层为无线采集节点，连接的各种传感器和控制器。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述监控管理系统软件包括：
用于监控分析的监控分析模块；
用于监控报警的报警模块；
用于处理数据的数据维护模块；
用于存储数据的用户管理模块模块。
其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述报警模块包括：
用于电话报警的电话报警功能模块；
用于信息报警的信报警功能模块；
用于声音和光报警的声光报警功能模块。
其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述主控计算机中安装有监控软件，对变电站的设备进行实时监控。
其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述监控管理服务器模块用于管理监控设备的拓扑结构。设置监控设备参数和监控设备运行状态；自动或受控操作通讯中继节点或无线采集节点工作；保存无线采集节点数据至数据库；多线程调度无线采集节点工作状态。
其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述中继节点模块是变电站设备监控系统的关键设备；中继节点模块是下行信道提供半径50m的WifiAP信号，连接多个无线无线采集节点；上行信道采用GPRS/WCDMA连接，TCPClient模式下主动连接中心站。
其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：所述中继节点模块通过地址码控制无线采集节点完成对监控设备的状态检测，上传数据至中心站，保存试验数据至本地SDCard中。
其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：所述中继节点模块以嵌入式单板机为核心，在-40℃～85℃宽温温度范围内工作。软件系统基于Linux平台开发，运行稳定；功能强大；结构灵活。
中继节点达到以下参数指标
1、电源：DC12V输入，工作电流<2000mA。
2、防雷：陶瓷放电管+TVS方案，可耐受2KA(8/20uS)冲击电流。
3、备用电池：3.6V/1000mAh可充。
4、下行信道：WifiAP模式，支持多个接入点。
5、MCU：ARM9，内嵌Linux系统。
6、存储：最大支持外扩4GB SDCard存储，FATS文件系统。
7、外部触发：光耦隔离输入。
8、RS485：陶瓷放电管+PTC+TVS方案，可耐受5KA(8/20uS)冲击电流。
9、上行信道：GPRS/WCDMA连接，可配置为TCPServer或TCPClient模式。
其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：所述无线采集节点连接各种传感器和控制器。
无线采集节点参数指标如下：
1、电源：采用25W多晶太阳能电池板+14.8V/2500mAh供电方案。
2、防雷：TP65防护等级，5KA（8/20uS）防雷等级。
3、每个无线采集节点可以连接多个传感器和控制器。
4、内嵌低功耗Wifi模块，相比Zigbee和中低频无线通讯方案，稳定性更高。
5、内部采用ARM架构，兼顾高性能和低功耗。
6、可以附加备用电池，实现特殊情况下主动报警。
7、默认工作在待机模式，可以通过唤醒或者设置定时工作。
其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：所述传感器包括温湿度传感器、六氟化硫监测传感器、漏水检测传感器等，控制器包括空调控制器、除湿机控制器和风机控制器。
其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
Claims (10)
1.一种基于物联网的变电站设备监控系统，其特征在于：一种基于物联网的变电站设备监控系统包括：
用于采集变电站设备状态数据的监控管理服务器模块；
用于接收变电站设备状态数据的中继节点模块；
用于多个无线采集节点的数据收集整理，并通过无线传输给主控计算机的无线采集节点模块。
2.根据权利要求1所述一种基于物联网的变电站设备监控系统，其特征在于：所述监控管理系统软件包括：
用于监控分析的监控分析模块；
用于监控报警的报警模块；
用于处理数据的数据维护模块；
用于存储数据的用户管理模块模块。
3.根据权利要求2所述一种基于物联网的变电站设备监控系统，其特征在于：所述报警模块包括：
用于电话报警的电话报警功能模块；
用于信息报警的信报警功能模块；
用于声音和光报警的声光报警功能模块。
4.根据权利要求3所述一种基于物联网的变电站设备监控系统，其特征在于：所述主控计算机中安装有监控管理服务器模块，对变电站的设备进行实时监控。
5.根据权利要求4所述一种基于物联网的变电站设备监控系统，其特征在于：所述监控管理服务器模块用于管理监控设备的拓扑结构。
6.根据权利要求5所述一种基于物联网的变电站设备监控系统，其特征在于：所述中继节点模块是下行信道提供半径50m的Wifi AP信号，连接多个无线无线采集节点；上行信道采用GPRS/WCDMA连接，TCPClient模式下主动连接中心站。
7.根据权利要求6所述一种基于物联网的变电站设备监控系统，其特征在于：所述中继节点模块通过地址码控制无线采集节点完成对监控设备的状态检测，上传数据至中心站，保存试验数据至本地SDCard中。
8.根据权利要求7所述一种基于物联网的变电站设备监控系统，其特征在于：所述中继节点模块以嵌入式单板机为核心，在-40℃～85℃宽温温度范围内工作。
9.根据权利要求8所述一种基于物联网的变电站设备监控系统，其特征在于：所述无线采集节点连接各种传感器和控制器。
10.根据权利要求9所述一种基于物联网的变电站设备监控系统，其特征在于：所述传感器包括温湿度传感器、六氟化硫监测传感器、漏水检测传感器；所述控制器包括空调控制器、除湿机控制器和风机控制器。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112904787A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-06-04 | 上海电机学院 | 一种大型风电场变电站环境监测系统 |
| CN115051476A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-09-13 | 国网山东省电力公司宁阳县供电公司 | 一种新能源发电监控系统 |
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2016
- 2016-10-25 CN CN201610940307.9A patent/CN107290999A/zh active Pending
Cited By (3)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171024 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |