CN109302468A - 一种分布式电源信息互联的接口装置及监控系统 - Google Patents

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田盈
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孙旻
曾伟
陈波
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徐军
岳帅
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State Grid Corp of China SGCC
Xuji Group Co Ltd
Jiangxi Electric Power Research Institute
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Xuji Group Co Ltd
Jiangxi Electric Power Research Institute
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Abstract

本发明提供了一种分布式电源信息互联的接口装置及监控系统,包括信息采集模块、信息传输模块,信息采集模块与信息传输模块连接,信息采集模块用于采集分布式电源的运行信息,信息采集模块至少设置有串口和以太网口分别用于连接对应的分布式电源。本发明支持各种小型分布式电源接入信息互联装置,适用于情况多变的工程现场,降低了工程施工复杂度。为小型分布式电源分配IP地址或序列号,当分布式电源投入运行,进行身份自动识别,提高了运行管理自动化程度;可对小型分布式电源进行实时监控,对运行数据、调节能力进行整合,实现小型分布式电源运行信息的实时统计、运行中心主站与信息互联接口装置间的集群控制。

Description

一种分布式电源信息互联的接口装置及监控系统
技术领域
本发明属于智能电网技术领域,特别涉及一种分布式电源信息互联的接口装置及监控系统。
背景技术
小型分布式光伏作为目前应用最为广泛的分布式电源在管理维护方面有待完善。分布式电源无序接入配电网,影响配电网的稳定、安全和可靠运行,仅靠配电网被动的应对小型分布式电源接入引起的一系列问题,已变得越来越困难。而早期依靠人工巡检和手工记录信息来对小型分布式电源进行信息采集的方法显然不能适应配网对小型分布式电源接入要求的不断提高。为加强对小型分布式电源的统一管控,需要实时掌控小型分布式电源的运行信息。
目前小型分布式电源种类繁多、数量众多、位置分散、产权关系多样、通信接口、通信介质和通信规约各不相同,接入信息也不一致,这就造成智能设备接入上级管理系统时无统一接入手段,无法保证分布式电源智能设备信息可靠便捷地接入上级管理系统。在工程实施中,也因为小型分布式电源建设情况的多样化带来信息接入具体施工复杂等问题,例如没有有线公网敷设、就地智能设备分散等等。如公告号为“CN203554074U”,名称为“一种分布式发电并网双电源接口装置”的中国实用新型专利文件,该文件提供的分布式发电并网双电源接口装置包括数据采集模块,但是该专利的数据采集模块只能采集某一种分布式电源的信息,其适应性差,扩展性不好,无法满足多种多样的分布式电源的运行要求。
此外,分布式电源信息的接入在网络快速识别及安全保密方面没有得到有效的保障,缺乏方便可靠的实现方法。实现小型分布式电源多种智能设备信息流的透明化、标准化、统一化是亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分布式电源信息互联的接口装置及监控系统,用于解决现有技术中电源接口装置适应性差、扩展性不好的问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种分布式电源信息互联的接口装置,包括以下方案:
装置方案一,包括信息采集模块、信息传输模块,所述信息采集模块与所述信息传输模块连接,所述信息采集模块用于采集分布式电源的运行信息,所述信息传输模块用于将所述信息采集模块采集的分布式电源的运行信息进行传输,所述信息采集模块至少设置有串口和以太网口分别用于连接对应的分布式电源。
装置方案二,在装置方案一的基础上,所述串口为RS232/485接口,所述串口包括COM1端口、COM2端口、COM3端口及COM4端口;所述以太网口包括10/100Base-T LAN端口。
装置方案三,在装置方案一的基础上,与所述信息采集模块连接的各分布式电源是通过各分布式电源的IP地址或序列号进行识别的。
装置方案四,在装置方案一的基础上,所述接口装置还包括规约转换模块,所述规约转换模块与所述信息采集模块连接,用于将所述信息采集模块采集的分布式电源的运行信息进行通信规约转换,转换成统一的规约。
装置方案五,在装置方案四的基础上,所述接口装置还包括客户端访问模块,客户端访问模块包括就地客户端访问模块,所述就地客户端访问模块用于通过访问端口与客户端连接,所述访问端口为无线端口或以太网端口。
本发明还提供了一种分布式电源监控系统,包括以下方案:
系统方案一,包括分布式电源、分布式电源信息互联的接口装置及运维管理装置,所述接口装置包括信息采集模块、信息传输模块,所述信息采集模块与所述信息传输模块连接,所述信息传输模块与所述运维管理装置连接,所述信息传输模块用于将所述信息采集模块采集的分布式电源的运行信息进行传输给所述运维管理装置,所述信息采集模块至少设置有串口和以太网口分别用于连接对应的分布式电源,并用于采集分布式电源的运行信息。
系统方案二,在系统方案一的基础上,所述串口为RS232/485接口,所述串口包括COM1端口、COM2端口、COM3端口及COM4端口;所述以太网口包括10/100Base-T LAN端口。
系统方案三,在系统方案一的基础上,与所述信息采集模块连接的各分布式电源是通过各分布式电源的IP地址或序列号进行识别的。
系统方案四,在系统方案一的基础上,所述接口装置还包括客户端访问模块,客户端访问模块包括就地客户端访问模块,所述就地客户端访问模块用于通过访问端口与客户端连接,所述访问端口为无线端口或以太网端口。
系统方案五,在系统方案四的基础上,所述客户端访问模块包括远程客户端访问模块,所述远程客户端访问模块通过移动通讯网络与云运维管控装置连接,所述信息传输模块将采集的分布式电源的运行信息发送给所述云运维管控装置,客户端通过浏览器在线访问分布式电源的运行信息。
本发明的有益效果是:
本发明的分布式电源信息互联的接口装置包括信息采集模块、信息传输模块,所述信息采集模块与所述信息传输模块连接,所述信息采集模块用于采集分布式电源的运行信息,所述信息采集模块至少设置有串口和以太网口分别用于连接对应的分布式电源。本发明支持各种小型分布式电源接入信息互联装置,适用于情况多变的工程现场,降低了工程施工复杂度。
本发明为小型分布式电源分配IP地址或序列号,当分布式电源投入运行,进行身份自动识别,提高了运行管理自动化程度。
本发明可提供信息对外传输多种方式,支持以有线、WiFi、移动通信网络等方式进行数据传输,适应环境能力强。
本发明可提供信息就地显示界面,支持就地客户端直接访问,方便就地运行管理人员获取详细信息;还可满足远程客户端在线访问实时数据,对分布式电源实时监控,并根据需要进行控制操作。
附图说明
图1为本发明的分布式电源信息互联的通信示意图;
图2为本发明的分布式电源信息互联的接口装置的结构示意图;
图3为本发明的多台分布式电源的接入方式示意图;
图4为本发明的分布式电源信息互联的接口装置的结构原理图;
图5为手持终端访问信息互联装置的模拟量界面显示图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明:
一种分布式电源信息互联的接口装置,本实施例的信息互联装置可以为多个,如图1、图2和图4所示,包括信息采集模块、信息传输模块,信息采集模块用于采集分布式电源的运行信息,信息传输模块用于连接远程监控装置及运维管控装置,还包括至少一个端口,信息采集模块通过对应的端口连接对应的分布式电源;该接口装置还包括通信规约转换模块。本实施例的接口装置采用模块化设计,最大程度的保证信息传输的有效性、完整性及安全性,极具开放性,功能拓展性好、配置灵活,提供了从数据采集、传输直至区域管控装置和运维管理装置的完整解决方案。
信息互联装置的信息采集模块与分布式电源智能设备通过RS232/485串口和以太网口方式相连,信息采集模块通过RS232/485串口和以太网口采集各小型分布式电源的运行信息,并实时写入CPU内存中,将模拟量信息及状态量信息传输至通信规约转换模块。分布式电源智能设备包括光伏变流器、风机变流器、储能变流器、电动汽车充放电机、安全并网装置等,信息互联装置可支持同时接入不小于20台的分布式电源智能设备,各小型分布式电源设置有IP地址或序列号,信息互联装置可通过识别IP地址或序列号识别接入的是哪一种类型的分布式电源。如图3所示,信息互联装置的端口配置有4×RS232/485(COM1-COM4),2×10/100Base-TLAN,其中COM1-COM4口采用Modbus协议,每个COM端口采用“手拉手”的方式与智能设备进行数据传输,通过设备的装置序列号识别智能设备,每一个COM端口最多可挂接6台智能设备,以太网口LAN1通过路由器扩充端口数量,装置通过识别智能设备的IP地址进行数据的传输,LAN1最多可挂接智能设备8台。信息采集模块对采集上来的模拟量和状态量进行分组,便于设备管理和维护。
本实施例的接口装置提供完备的外部系统接口,通道上支持RS232/485接口、以太网接口及电力专线等多种通讯介质,支持WiFi、3G无线方式上送数据,支持移动终端接入浏览系统。软件上支持与国内大部分厂家区域管控装置和运维管理装置进行通信并交换数据。
本实施例的通信规约转换模块将不同智能设备采用不同规约的信息转换成上级管控装置或运维管控装置要求的统一规约,信息互联装置接入智能设备支持Modbus、IEC103规约,也可以根据就地智能设备的需要扩充其他规约。规约转换模块统一将采集上来的不同规约数据转换成IEC104规约,并进行信息加密,转发给远程监控装置。例如,通信规约转换模块将各种类型通信规约(如Modbus/IEC103)转换成上级运维管理装置通信规约(如IEC104),具有良好的兼容性。
如图4所示,该接口装置还包括客户端访问模块,客户端访问模块通过客户端接口与客户端连接,客户端访问模块包括就地客户端访问模块和远程客户端访问模块。其中,就地客户端访问模块通过访问接口与客户端连接,且就地客户端访问模块支持无线客户端访问及以太网客户端访问:其中无线客户端访问方式在没有内置无线模块的情况下,也可以外接无线路由器,手持终端通过WiFi访问信息互联装置,Web信息由信息互联装置发布;以太网客户端访问可以通过配置工具修改、查看实时数据,也可以由浏览器在线访问实时数据,Web信息由信息互联装置发布。远程客户端访问模块通过移动通讯网络(2G/3G/4G)与运维管理装置通讯,信息互联装置的信息传输模块将监测数据通过互联网VPN专线3G无线网络上传至云运维服务器,远程客户端可通过浏览器在线访问实时数据,手持终端通过移动通讯网络(2G/3G/4G)通过浏览器在线访问实时数据,Web信息由云运维服务器发布。
信息传输模块通过以太网LAN2周期性的将数据传输至就地监控系统或上级管控装置,客户端访问模块提供信息显示界面,为就地客户端提供各智能设备信息及统计分析数据,同时客户端访问模块的LAN2端口可灵活的扩展WiFi/3G模块,手持终端可以就地或WiFi的方式访问信息互联装置。信息互联装置可以通过VPN专线或GPRS将设备信息上传给云运维服务器,手持终端通过移动通信网络(2G/3G/4G)的方式访问云运维服务器,实现智能设备信息的远程管理。云运维服务器支持多台信息互联装置同时上传数据,构成信息互联装置群,实现所有信息互联装置的运维管理装置主站级监控。
信息传输模块还将经过规约转换后的信息通过广域网接口发送给云运维管控装置和区域管理装置,如图4所示,运维管理装置对所辖区域内的小型分布式电源进行实时监控,对运行数据、调节能力进行整合,实现小型分布式电源运行信息的实时统计、运行中心主站与信息互联装置间的集群控制。基于大数据和云平台的运维服务中心,支持多台信息互联装置同时上传设备信息,构建信息互联装置群,便于云端监管,形成适应小型分布式电源建设情况多样化的信息接入接口装置。其中,集群指数γ(the index of concentration)可以用下面公式表示:
其中,si表示i区域信息互联装置安装运行数量占全部小型分布式发电的比重,xi表示i区域信息互联装置运行调试人员占该产业全部运行调试人员的比重。是赫芬达尔指数,是指投入运行的信息互联装置中所有企业的市场份额的平方和;zj指投入运行的信息互联装置第j位企业的市场占有率,当γ>0时,说明有集群效应,γ越大,表示集群的程度越高。
本实施例的信息互联装置系统管理单元完成系统的初始化、参数设置、逻辑处理以及智能设备编码生成及安全加密,其中,加密算法采用的都是现有技术中的一些算法,如DES加密算法、AES加密算法、PSA加密算法等。装置上电完成自检,初始化运行程序;查询响应时间设置,信息互联装置满足召唤通信状态响应时间≤5秒,召唤模拟量响应时间≤5秒,召唤开关量响应时间≤5秒;通过RS232/485串口或以太网口自动识别分布式电源设备地址并进行分组编码和安全加密;本实施例的信息互联装置的运行信息包括模拟量、开关量、告警信息和历史曲线等参数,具体参数可以根据需要选配,如图5所示。
本发明还提供了一种分布式电源监控系统,该系统包括分布式电源、分布式电源信息互联的接口装置及运维管理装置,接口装置包括信息采集模块、信息传输模块,信息采集模块与信息传输模块连接,信息传输模块与运维管理装置连接,信息采集模块至少设置有串口和以太网口分别用于连接对应的分布式电源,并用于采集分布式电源的运行信息。
综上所述,本发明支持小型分布式电源智能设备多种方式接入,适应情况多样的工程现场,降低工程施工复杂度;为小型分布式电源智能设备提供唯一编码,设备投入运行,进行身份自动识别,提高运行管理自动化程度;提供信息对外传输多种方式,支持以有线、WiFi、移动通信网络等方式进行数据传输,适应环境能力强,其中,移动通信技术、大数据处理技术的发展,为小型分布式电源信息接入问题的解决提供技术支撑,也推动了光伏扶贫项目的顺利实施;提供信息就地显示界面,支持以客户端直接访问,方便就地运行管理人员获取详细信息;支持运维管理装置集群化管理信息,实现分布式电源的集中实时监控。
以上给出了具体的实施方式,但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案,对本领域普通技术人员而言,根据本发明的教导,设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种分布式电源信息互联的接口装置,包括信息采集模块、信息传输模块,所述信息采集模块与所述信息传输模块连接,所述信息采集模块用于采集分布式电源的运行信息,所述信息传输模块用于将所述信息采集模块采集的分布式电源的运行信息进行传输,其特征在于,所述信息采集模块至少设置有串口和以太网口分别用于连接对应的分布式电源。
2.根据权利要求1所述的分布式电源信息互联的接口装置,其特征在于,所述串口为RS232/485接口,所述串口包括COM1端口、COM2端口、COM3端口及COM4端口;所述以太网口包括10/100Base-T LAN端口。
3.根据权利要求1所述的分布式电源信息互联的接口装置,其特征在于,与所述信息采集模块连接的各分布式电源是通过各分布式电源的IP地址或序列号进行识别的。
4.根据权利要求1所述的分布式电源信息互联的接口装置,其特征在于,所述接口装置还包括规约转换模块,所述规约转换模块与所述信息采集模块连接,用于将所述信息采集模块采集的分布式电源的运行信息进行通信规约转换,转换成统一的规约。
5.根据权利要求4所述的分布式电源信息互联的接口装置,其特征在于,所述接口装置还包括客户端访问模块,客户端访问模块包括就地客户端访问模块,所述就地客户端访问模块用于通过访问端口与客户端连接,所述访问端口为无线端口或以太网端口。
6.一种分布式电源监控系统,其特征在于,包括分布式电源、分布式电源信息互联的接口装置及运维管理装置,所述接口装置包括信息采集模块、信息传输模块,所述信息采集模块与所述信息传输模块连接,所述信息传输模块与所述运维管理装置连接,所述信息传输模块用于将所述信息采集模块采集的分布式电源的运行信息进行传输给所述运维管理装置,所述信息采集模块至少设置有串口和以太网口分别用于连接对应的分布式电源,并用于采集分布式电源的运行信息。
7.根据权利要求6所述的分布式电源监控系统,其特征在于,所述串口为RS232/485接口,所述串口包括COM1端口、COM2端口、COM3端口及COM4端口;所述以太网口包括10/100Base-T LAN端口。
8.根据权利要求6所述的分布式电源监控系统,其特征在于,与所述信息采集模块连接的各分布式电源是通过各分布式电源的IP地址或序列号进行识别的。
9.根据权利要求6所述的分布式电源监控系统,其特征在于,所述接口装置包括客户端访问模块,所述客户端访问模块包括就地客户端访问模块,所述就地客户端访问模块用于通过访问端口与客户端连接,所述访问端口为无线端口或以太网端口。
10.根据权利要求9所述的分布式电源监控系统,其特征在于,所述客户端访问模块包括远程客户端访问模块,所述远程客户端访问模块通过移动通讯网络与云运维管控装置连接,所述信息传输模块将采集的分布式电源的运行信息发送给所述云运维管控装置,客户端通过浏览器在线访问分布式电源的运行信息。
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