CN108037715A - 一种可时移农业负荷采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可时移农业负荷采集方法,所述的可时移农业负荷采集方法具体步骤包括：（1）交流负荷信息采集;（2）直流负荷信息采集;（3）环境信息采集;（4）多能源信息采集;电能表、温湿度传感器、气体监测仪等设备到采集终端采用485方式，采集终端、逆变器、监控摄像头通过RJ45接入运营商网络，将数据传送至主站平台进行监测、分析和展示。

Description

一种可时移农业负荷采集方法

技术领域

本发明涉及一种可时移农业负荷采集方法。

背景技术

农村用电负荷需求稳步增长，智慧农业和设施农业作为新的用电客户增长潜力巨大，尤其是在高海拔、半干旱和干旱地区设施农业负荷需求更迫切。因此配以分布式电源的多能网的农村（电网）供电（能）系统将是解决农业负荷增长和电力增供促销问题的一种重要新途径。但分布式电源的接入对农村电网的安全稳定也造成了潜在威胁，提出一种既满足农村、农用及设施农业和智慧农业负荷增长需求，又能满足农村或边远地区分布式电源友好并网的模式，并解决相关技术难题，得以在实践中示范，将对开拓新的用电市场、提高农业用电水平具有重要的现实意义。根据我国2015年全国电力工业统计数据，我国第二产业的用电量出现负增长，特别是工业用电量，下降幅度达到1.4%，而我国第一产业农业的发展势头迅猛，现代农业技术的推广使得农业用电水平不断提高，以改变作物生长环境，显著提高产量，满足人们对绿色无公害粮食蔬菜需求，2015年第一产业用电量增长2.5%，该增长速率相对于工业负增长与全社会用电量0.5%的增长率形成鲜明对比，充分说明了在未来拓展市场中应更关注农业负荷，服务好农业负荷的稳健增长，并进一步扩大用电市场。

发明内容

本发明的任务是提供一种可时移农业负荷采集方法, 本发明的任务是通过如下技术方案来实现的: 所述的可时移农业负荷采集方法如下:

首先，针对交流农业用电负荷，采用交流电能表、电流互感器，对电压、电流、功率、电量等各种交流农业负荷信息进行采集；针对直流农业用电负荷，采用直流电能表、电流传感器方式，对电压、电流、功率、电量等各种直流农业负荷信息进行采集；针对日光高效温室的环境信息，通过温湿度传感器对温湿度等信息进行采集；针对光伏、沼气等多种能源，通过监测终端，对光伏发电电压、电流、功率信息，以及沼气的产气量等信息进行采集。

其次，针对用电负荷数据采集终端与微能网运行控制平台的协议匹配问题，研究农业负荷数据采集传输协议，实现大规模农业负荷数据信息采集和平台数据解析；研究与农村分布式电源、用电负荷接入等业务相匹配的数据传输技术，构建支撑分布式电源接入及农业用电负荷数据采集的通信网络系统，实现大规模农业用电负荷信息的采集传输。

最后，针对采集到的大规模农业用电负荷历史数据及实时数据，利用概率论与数理统计的方法对采集数据进行整理，提出大规模农业用电负荷数据挖掘分析方法，实现对分布式电源就地消纳能力的预测。

本发明的可时移农业负荷采集方法具体步骤如下：

针对大规模农业用电负荷，进行交直流负荷分类，其中，等离子固氮与水处理、温室热泵蓄热系统、水肥一体化、卷帘电机、棚内照明、植物营养液循环回收、声波助长、换气扇等为交流负荷，LED植物生长照明、沼气池热泵、远红外加热、物理杀虫、空间电场、智慧农业监测控制系统等为直流负荷。

（1）交流负荷信息采集

针对交流负荷，采用交流电能表、电流互感器，对电压、电流、功率、电量等各种交流农业负荷信息进行采集。

（2）直流负荷信息采集

针对直流负荷，采用直流电能表、电流传感器方式，对电压、电流、功率、电量等各种直流农业负荷信息进行采集。

（3）环境信息采集

针对日光高效温室的环境信息，通过温湿度传感器采集温湿度等信息，部署摄像头，对高效温室进行监控。

（4）多能源信息采集

针对光伏、沼气等多种能源，通过监测终端，对光伏发电电压、电流、功率信息，以及沼气的产气量等信息进行采集监测。

电能表、温湿度传感器、气体监测仪等设备到采集终端采用485方式，采集终端、逆变器、监控摄像头通过RJ45接入运营商网络，将数据传送至主站平台进行监测、分析和展示。

与现有技术比较, 本发明针对光伏扶贫投资未考虑配套输配电设施，现有农村电网的直馈线模式下供电半径大，负荷密度低而加剧了农村电网运行成本与配电网损耗问题，通过开展可时移农业负荷采集方法研究，利用多能互补微能网控制实现分时错峰稳定供能与用能，利用新型农业负荷交直流混合供电技术研究实现高效就地消纳，利用分布式电源友好并网提高配网整体消纳的可靠性。在项目执行过程中，农业负荷设施用电信息采集及分布式电源信息采集是其中的关键环节，是分布式电源就地消纳技术研究示范开展的重中之重，为微能网运行控制提供数据来源，为示范应用展示奠定了基础。通过构建信息采集传输系统，部署电能表、互感器、传感器、采集终端，以及通信网络，实现农业负荷设施用电信息采集及分布式电源信息采集，并将数据传输至微能网运行控制平台进行分析、控制和展示。

附图说明

图1为数据采集架构;

图2为交流负荷信息采集架构;

图3为直流负荷信息采集架构;

图4环境信息采集架构;

图5为多能源信息采集架构;

图6为数据传输架构;

图7为网络拓扑架构;

图7中的A为微能网运行控制平台服务器。

具体实施方式

以下结合附图, 进一步说明本发明。

随着农业生产规模的扩大以及农业生产流程复杂度的提高，设备的维护需要进行分布监控、集中管理，分布式负荷监测网络应运而生。然而，由于设备间通讯协议、加密方式互不兼容，使该模式下存在“孤岛”问题，即设备间的资源与信息无法有效共享。20世纪90年代后，随着网络技术的高速发展，基于网络的远程负荷监测技术得到了广泛应用，它将现场设备与数据中心通过网络连接起来，形成了一个开放式的异构网络，在不同设备间建立了一条快速、有效的资源共享通道。针对典型大规模农业用电负荷，进行交直流负荷分类，研究通过不同技术手段对交直流负荷数据进行采集监测，梳理各种农业用电负荷采集的数据内容。为后续实现对分布式电源就地消纳能力的预测提供基础数据支撑。

首先，针对交流农业用电负荷，采用交流电能表、电流互感器，对电压、电流、功率、电量等各种交流农业负荷信息进行采集；针对直流农业用电负荷，采用直流电能表、电流传感器方式，对电压、电流、功率、电量等各种直流农业负荷信息进行采集；针对日光高效温室的环境信息，通过温湿度传感器对温湿度等信息进行采集；针对光伏、沼气等多种能源，通过监测终端，对光伏发电电压、电流、功率信息，以及沼气的产气量等信息进行采集。

其次，针对用电负荷数据采集终端与微能网运行控制平台的协议匹配问题，研究农业负荷数据采集传输协议，实现大规模农业负荷数据信息采集和平台数据解析；研究与农村分布式电源、用电负荷接入等业务相匹配的数据传输技术，构建支撑分布式电源接入及农业用电负荷数据采集的通信网络系统，实现大规模农业用电负荷信息的采集传输。

最后，针对采集到的大规模农业用电负荷历史数据及实时数据，利用概率论与数理统计的方法对采集数据进行整理，提出大规模农业用电负荷数据挖掘分析方法，实现对分布式电源就地消纳能力的预测。

农业负荷设施及分布式电源数据传输架构如图6所示，网络拓扑如图7所示。

本发明的可时移农业负荷采集方法具体步骤如下：

针对大规模农业用电负荷，进行交直流负荷分类，其中，等离子固氮与水处理、温室热泵蓄热系统、水肥一体化、卷帘电机、棚内照明、植物营养液循环回收、声波助长、换气扇等为交流负荷，LED植物生长照明、沼气池热泵、远红外加热、物理杀虫、空间电场、智慧农业监测控制系统等为直流负荷。各种农业负荷信息采集架构如图1所示。

（1）交流负荷信息采集

针对交流负荷，如图2所示，采用交流电能表、电流互感器，对电压、电流、功率、电量等各种交流农业负荷信息进行采集。

（2）直流负荷信息采集

针对直流负荷，如图3所示，采用直流电能表、电流传感器方式，对电压、电流、功率、电量等各种直流农业负荷信息进行采集。

（3）环境信息采集

针对日光高效温室的环境信息，如图4所示，通过温湿度传感器采集温湿度等信息，部署摄像头，对高效温室进行监控。

（4）多能源信息采集

针对光伏、沼气等多种能源，如图5所示，通过监测终端，对光伏发电电压、电流、功率信息，以及沼气的产气量等信息进行采集监测。

电能表、温湿度传感器、气体监测仪等设备到采集终端采用485方式，采集终端、逆变器、监控摄像头通过RJ45接入运营商网络，将数据传送至主站平台进行监测、分析和展示。

Claims (1)

1.在一种可时移农业负荷采集方法, 其特征在于, 所述的可时移农业负荷采集方法如下:

首先，针对交流农业用电负荷，采用交流电能表、电流互感器，对电压、电流、功率、电量等各种交流农业负荷信息进行采集；针对直流农业用电负荷，采用直流电能表、电流传感器方式，对电压、电流、功率、电量等各种直流农业负荷信息进行采集；针对日光高效温室的环境信息，通过温湿度传感器对温湿度等信息进行采集；针对光伏、沼气等多种能源，通过监测终端，对光伏发电电压、电流、功率信息，以及沼气的产气量等信息进行采集;

其次，针对用电负荷数据采集终端与微能网运行控制平台的协议匹配问题，研究农业负荷数据采集传输协议，实现大规模农业负荷数据信息采集和平台数据解析；研究与农村分布式电源、用电负荷接入等业务相匹配的数据传输技术，构建支撑分布式电源接入及农业用电负荷数据采集的通信网络系统，实现大规模农业用电负荷信息的采集传输;

最后，针对采集到的大规模农业用电负荷历史数据及实时数据，利用概率论与数理统计的方法对采集数据进行整理，提出大规模农业用电负荷数据挖掘分析方法，实现对分布式电源就地消纳能力的预测;

具体步骤如下：

针对大规模农业用电负荷，进行交直流负荷分类，其中，等离子固氮与水处理、温室热泵蓄热系统、水肥一体化、卷帘电机、棚内照明、植物营养液循环回收、声波助长、换气扇等为交流负荷，LED植物生长照明、沼气池热泵、远红外加热、物理杀虫、空间电场、智慧农业监测控制系统等为直流负荷;

（1）交流负荷信息采集:针对交流负荷，采用交流电能表、电流互感器，对电压、电流、功率、电量等各种交流农业负荷信息进行采集;

（2）直流负荷信息采集:针对直流负荷，采用直流电能表、电流传感器方式，对电压、电流、功率、电量等各种直流农业负荷信息进行采集;

（3）环境信息采集:针对日光高效温室的环境信息，通过温湿度传感器采集温湿度等信息，部署摄像头，对高效温室进行监控;

（4）多能源信息采集:针对光伏、沼气等多种能源，通过监测终端，对光伏发电电压、电流、功率信息，以及沼气的产气量等信息进行采集监测;

电能表、温湿度传感器、气体监测仪等设备到采集终端采用485方式，采集终端、逆变器、监控摄像头通过RJ45接入运营商网络，将数据传送至主站平台进行监测、分析和展示。