CN108331954A - 一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统 - Google Patents
一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108331954A CN108331954A CN201810029992.9A CN201810029992A CN108331954A CN 108331954 A CN108331954 A CN 108331954A CN 201810029992 A CN201810029992 A CN 201810029992A CN 108331954 A CN108331954 A CN 108331954A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power supply
- module
- sensor
- light mutual
- mutual complementing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 title claims abstract description 12
- QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N chloralodol Chemical compound CC(O)(C)CC(C)OC(O)C(Cl)(Cl)Cl QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000519996 Teucrium chamaedrys Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
- H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
- H02S10/12—Hybrid wind-PV energy systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/01—Protocols
- H04L67/02—Protocols based on web technology, e.g. hypertext transfer protocol [HTTP]
- H04L67/025—Protocols based on web technology, e.g. hypertext transfer protocol [HTTP] for remote control or remote monitoring of applications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
本发明公开了一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统，包括总控监控平台、配有自控系统的设备控制箱、供电模块、无线传输模块、传感器、阀门；所述设备控制箱与阀门相连；所述传感器、阀门通过无线传输模块与总控监控平台相连；所述供电模块与总控监控平台、设备控制箱、传感器相连；所述供电模块为风光互补供电模块；所述无线传输模块包括4G通讯模块和LoRa通讯模块。本发明针对远距离调水输水管线的复杂环境，可实现稳定可靠的供电与通讯。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，具体讲是一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统。
背景技术
现有的远距离调水阀门控制系统，其控制箱与通讯模块的供电大多采用直设电缆的方式供电。近来随着新能源供电技术的日趋成熟，也有采用微型光伏电站或者风能供电的方案。但是，直设输电电缆的方式建设成本、后期维护成本过高，且面对远距离调水的特殊环境铺设难度较大。而单一地采用风能或者光伏供电的方案，其环境适应性较差且可靠性一般。
此外，在通讯方式上，现有的远距离调水阀门控制系统大多采用直铺光纤进行通讯，也有采用各类无线通讯技术诸如LoRa、CyFi、GPRS等进行通讯。但是，传统的直铺光纤通讯方案成本较高，且由于采用串行的网络，其中一个节点故障，会造成整个系统的通讯瘫痪。采用运营商4G/3G/GPRS通讯方案，虽然成本较低但是遇到特定环境（如无运营商信号覆盖或信号极差）时无法通讯。而单一地采用各类无线通讯技术诸如LoRa、CyFi、Nb-Iot构建局域网，成本过高，当远距离调水线路极长时尤甚。
为了解决上述问题，本案由此而生。
发明内容
本发明的目的在于：针对远距离调水输水管线的复杂环境，提供一种可实现稳定可靠的供电与通讯的基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统，包括总控监控平台、配有自控系统的设备控制箱、供电模块、无线传输模块、传感器、阀门；所述设备控制箱与阀门相连；所述传感器、阀门通过无线传输模块与总控监控平台相连；所述供电模块与总控监控平台、设备控制箱、传感器相连；所述供电模块为风光互补供电模块；所述无线传输模块包括4G通讯模块和LoRa通讯模块。
进一步地，所述风光互补供电模块包括太阳能电池板、风力发电机、电源管理模块、电源输出模块；所述太阳能电池板和风力发电机分别与电源管理模块相连，电源管理模块与电源输出模块相连，电源输出模块与总控监控平台、设备控制箱、传感器相连。
进一步地，所述风光互补供电模块还包括蓄电池；所述电源输出模块与蓄电池相连，蓄电池与总控监控平台、设备控制箱、传感器相连。
进一步地，所述传感器安装于控制井内，其包括流量计、液位计、压力传感器。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
一、采用风能/光伏互补供电，保证供电在极端环境中也能稳定可靠，同时微型电站的模式其扩展性极佳，后期维护也省时省力；
二、采用运营商4G/LoRa双通信技术，解决了无运营商信号覆盖区域的通讯问题，同时应用在远距离调水超长管路时，针对不同环境采用相应的通信技术，在保证可靠快速的通讯前提下，极好地控制了成本；
综合，本发明具有环境适用性强、供电可靠性高、通讯范围广且可靠性高、建设投资小与运维成本低等优点。
附图说明
图1是本发明的整体方框图。
图2是本发明中供电模块的方框图。
图3是本发明的通讯原理图。
图中所示：1、总控监控平台 2、设备控制箱 3、供电模块 31、太阳能电池板 32、风力发电机 33、电源管理模块 34、电源输出模块 35、蓄电池 4、无线传输模块 41、4G通讯模块 42、LoRa通讯模块 421、LoRa终端 422、LoRa网关 5、传感器 6、控制井 7、阀门。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。
如图1所示：一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统，包括总控监控平台1、配有自控系统的设备控制箱2、供电模块3、无线传输模块4、传感器5、阀门7。所述设备控制箱2与阀门7相连，用于控制阀门7的开度。传感器5、阀门7通过无线传输模块4与总控监控平台1相连。每一个阀门7均配备有一个控制井6，传感器5安装于控制井6内，其包括流量计、液位计、压力传感器，这些传感器5负责采集数据，并通过无线传输将信号传递导总控监控平台1。总控监控平台1安装在用户处，通过总控监控平台1可以监控各类传感器5信息与阀门开度数据。设备控制箱2也安装于控制井6内，由于其配有自控单元，可实现根据设定的策略，即使在断网的情况下，也能就地自动控制阀门7的开闭。供电模块3与总控监控平台1、设备控制箱2、传感器5相连，用于给这些设备供电。本发明的第一个主要发明点为：供电模块3为风光互补供电模块3，风光互补供电模块3为设备控制箱2、无线传输模块4和各类传感器5提供稳定可靠的电源。
风能发电和光伏发电同时为系统供电。在某一时刻，其中一种发电方式占主要部分，另一种方式则作为补充。如此能实现供电的稳定可靠，且当其中一种发电设备故障时，不至于导致系统瘫痪。
如图2所示：风光互补供电模块3由太阳能电池板31、风力发电机32、电源管理模块33、电源输出模块34等模块组成。其中，太阳能电池板31和风力发电机32分别与电源管理模块33相连，电源管理模块33与电源输出模块34相连，电源输出模块34与总控监控平台1、设备控制箱2、传感器5相连。
首先，风力发电机32在不同的工况下会输出介于13~25V变化的交流电，需经过整流后方可为直流负载供电，太阳能电池板31输出的经DC/DC电路转换的直流电与经整流后风电进入电源输出模块34。电源管理模块33提供了风力发电所需的整流电路与光伏发电所需的DC/DC电路，该模块的核心是电源管理芯片，可根据实际的环境选择供电类型或者根据实际环境中风电与光伏发电的功率、效率进行切换供电。电源输出模块34由逆变器与输出电路组成，根据不同的负载属性决定连接方式。
此外，风光互补供电模块3中存在一个大容量的蓄电池35，电源输出模块34与蓄电池35相连，蓄电池35与总控监控平台1、设备控制箱2、传感器5相连。当风力发电机32与太阳电池板任一正常工作时，蓄电池35处于充电状态。当风力发电机32与太阳电池板均异常时，蓄电池35充当系统电源，为总控监控平台1、设备控制箱2、传感器5供电。
如图1和图3所示：本发明的第二个主要发明点为：无线传输模块4包括4G通讯模块41和LoRa通讯模块42。无线传输模块4（LoRa/4G）负责将各类传感器5信息与阀门7开度数据发送出去。
运营商4G通信方式直接将数据发送至总控监控平台1，LoRa通讯方式则是将数据发送至搭建的LoRa网关422，经LoRa网关422发送至总控监控平台1。
针对远距离调水阀门控制系统管路长、环境复杂的实际情况，通过运营商4G通信与LoRa通信相结合，解决了无运营商信号覆盖区域的通讯问题。同时根据不同环境采用相应的通信技术，在保证可靠快速的通讯前提下，极好地控制了成本。在运营商4G信号覆盖的区域，采用结构较为简单、成本较低的4G通讯模块41，数据通过该模块直连以太网。在运营商信号未覆盖的区域，在远距离的调水工程中，这类区域往往长度不小。在以太网到达的区域边缘建立LoRa网关422，无信号区域内的阀门7井处，安装LoRa终端421，每个终端将数据发送至网关，经由网关接入以太网。LoRa通信技术具有有效通信距离远、易于建设和部署、设备使用寿命长等优点。
以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书中记载的内容。
Claims (4)
1.一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统，包括总控监控平台、配有自控系统的设备控制箱、供电模块、无线传输模块、传感器、阀门；所述设备控制箱与阀门相连；所述传感器、阀门通过无线传输模块与总控监控平台相连；所述供电模块与总控监控平台、设备控制箱、传感器相连；其特征在于：所述供电模块为风光互补供电模块；所述无线传输模块包括4G通讯模块和LoRa通讯模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统，其特征在于：所述风光互补供电模块包括太阳能电池板、风力发电机、电源管理模块、电源输出模块；所述太阳能电池板和风力发电机分别与电源管理模块相连，电源管理模块与电源输出模块相连，电源输出模块与总控监控平台、设备控制箱、传感器相连。
3.根据权利要求2所述的一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统，其特征在于：所述风光互补供电模块还包括蓄电池；所述电源输出模块与蓄电池相连，蓄电池与总控监控平台、设备控制箱、传感器相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统，其特征在于：所述传感器安装于控制井内，其包括流量计、液位计、压力传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810029992.9A CN108331954A (zh) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | 一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810029992.9A CN108331954A (zh) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | 一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108331954A true CN108331954A (zh) | 2018-07-27 |
Family
ID=62924152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810029992.9A Pending CN108331954A (zh) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | 一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108331954A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110062346A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-26 | 微连锁(北京)科技发展有限公司 | 井口测控组件、系统及方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1489236A1 (de) * | 2003-06-18 | 2004-12-22 | Hansa Metallwerke Ag | Schaltungsanordnung zum Betreiben einer berührungslos gesteuerten Sanitäreinrichtung |
| CN201340543Y (zh) * | 2008-12-25 | 2009-11-04 | 中国石油天然气管道工程有限公司 | 管道阀室远程控制系统 |
| KR20110049022A (ko) * | 2009-11-04 | 2011-05-12 | (주)청파이엠티 | 신재생 에너지 교육 실습장치 |
| CN203734366U (zh) * | 2014-03-12 | 2014-07-23 | 北京鑫睿胜达科技有限公司 | 一种风光互补供电系统 |
| CN203757136U (zh) * | 2014-02-19 | 2014-08-06 | 石家庄市新科顺达工贸有限公司 | 一种智能阀门控制系统 |
| CN204756090U (zh) * | 2015-07-18 | 2015-11-11 | 上海鸿维物联网技术工程有限公司 | 无线阀门控制器及无线阀门控制系统 |
| CN106989194A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-07-28 | 张振杰 | 阀门电动执行器及控制方法 |
| CN107146394A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-08 | 深圳市欧唯科技有限公司 | 一种基于LoRa技术的矿井环境安全检测方法 |
-
2018
- 2018-01-12 CN CN201810029992.9A patent/CN108331954A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1489236A1 (de) * | 2003-06-18 | 2004-12-22 | Hansa Metallwerke Ag | Schaltungsanordnung zum Betreiben einer berührungslos gesteuerten Sanitäreinrichtung |
| CN201340543Y (zh) * | 2008-12-25 | 2009-11-04 | 中国石油天然气管道工程有限公司 | 管道阀室远程控制系统 |
| KR20110049022A (ko) * | 2009-11-04 | 2011-05-12 | (주)청파이엠티 | 신재생 에너지 교육 실습장치 |
| CN203757136U (zh) * | 2014-02-19 | 2014-08-06 | 石家庄市新科顺达工贸有限公司 | 一种智能阀门控制系统 |
| CN203734366U (zh) * | 2014-03-12 | 2014-07-23 | 北京鑫睿胜达科技有限公司 | 一种风光互补供电系统 |
| CN204756090U (zh) * | 2015-07-18 | 2015-11-11 | 上海鸿维物联网技术工程有限公司 | 无线阀门控制器及无线阀门控制系统 |
| CN106989194A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-07-28 | 张振杰 | 阀门电动执行器及控制方法 |
| CN107146394A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-08 | 深圳市欧唯科技有限公司 | 一种基于LoRa技术的矿井环境安全检测方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 中国通信学会学术工作委员会: "《2013年中国信息通信研究新进展论文集》", 30 April 2014, 北京邮电大学出版社（北京） * |
| 李正家: "《通信电源技术手册》", 31 October 2009, 人民邮电出版社（北京） * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110062346A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-26 | 微连锁(北京)科技发展有限公司 | 井口测控组件、系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202651785U (zh) | 一种交直流混合型微电网系统 | |
| CN105308856A (zh) | 利用叠层嵌入式远程访问模块开关的太阳能光伏模块功率控制和状态监控系统 | |
| CN102810909B (zh) | 一种可实现分布式电源与负载匹配的能量管理方法 | |
| CN112117767B (zh) | 基于多站融合的供配电系统 | |
| CN103634572B (zh) | 一种基于视频监测的输电线路智能巡线用通信系统 | |
| CN102113118A (zh) | 用于电线杆分布式太阳能发电的系统和方法 | |
| CN207069581U (zh) | 一种基于电力电子开关器件的电能路由器 | |
| CN106385024A (zh) | 一种模块化电能路由器装置及其实现方法 | |
| CN102780267A (zh) | 一种电能路由器 | |
| CN203951202U (zh) | 一种风光互补户用微电网供电系统 | |
| CN207426809U (zh) | 光伏发电系统 | |
| CN100414809C (zh) | 可再生能源与市电的智能控制系统 | |
| CN201733119U (zh) | 风光互补控制逆变一体机 | |
| CN108331954A (zh) | 一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统 | |
| CN104254183A (zh) | 一种基于mppt的风光互补路灯控制器及其控制方法 | |
| CN107394826A (zh) | 一种基于多个能源路由器的城市用电系统 | |
| CN204131788U (zh) | 一种基于mppt的风光互补路灯控制器 | |
| CN217849380U (zh) | 光伏储能智能监控与管理系统 | |
| CN100411275C (zh) | 太阳能智能控制器 | |
| CN105207613B (zh) | 一种带智能网管的太阳能poe供电单体设备 | |
| CN105048505A (zh) | 一种用于智能小区的风光互补型微电网系统 | |
| CN105357018B (zh) | 一种可数字化管理的太阳能供电poe交换机 | |
| Amarin et al. | Efficient energy solutions: Enabling smart city deployment | |
| CN205158616U (zh) | 一种多功能光伏数据采集传输 | |
| CN114725919A (zh) | 一种适用于5g基站的直流供电系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180727 |