CN110971001A - 一种电力监测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力监测系统及方法，该系统包括感知层、数据传输层和管控层，感知层与数据传输层信号连接，数据传输层与管控层信号连接，感知层包括数据采集器，数据采集器安装于电表上并采集电力数据，数据传输层包括协议转换器，管控层包括用于处理电力数据的服务器和用于显示用电情况的监测终端，数据采集器与协议转换器连接，协议转换器与服务器连接，服务器与监测终端连接。本发明通过设置于感知层的数据采集器获取电力数据，并通过数据传输层的协议转换器将数据发送给管控层的服务器，服务器将电力数据进行可视化处理后通过监测终端进行展示，从而能够让管理者实时、直观地监测电力使用情况，从而能够了解生产状况并及时发现用电异常。

Description

一种电力监测系统及方法
技术领域
本发明涉及电力监测技术，尤其涉及一种电力监测系统及方法。
背景技术
在工业生产中，实时了解各个生产线和车间的用电情况极为重要的，一方面可以将设备的用电数据实时的导入至数据库中进行存档，为企业的用电行为改善和节能减排提供参考；另一方面，可通过监测用电情况，了解设备的运行情况，为相关的故障进行预警。
现有的电力监控方法比较简单且精度较低，监控的数据也较为简单直接，管理人员无法直观的了解电力使用情况，需要经过各种换算。
因此，如何提供一种能够直观地展示电力数据，方便管理人员远程实时地对电力使用情况进行监控的电力监测系统及方法，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够直观地展示电力数据，方便管理人员远程实时地对电力使用情况进行监控的电力监测系统及方法。
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
根据本发明的一方面，提供了一种电力监测系统，包括感知层、数据传输层和管控层，所述感知层与所述数据传输层信号连接，所述数据传输层与所述管控层信号连接，所述感知层包括数据采集器，所述数据采集器安装于电表上并采集电力数据，所述数据传输层包括协议转换器，所述管控层包括用于处理所述电力数据的服务器和用于显示用电情况的监测终端，所述数据采集器与协议转换器连接，所述协议转换器与所述服务器连接，所述服务器与所述监测终端连接。
在一实施例中，该电力监测系统的所述服务器包括电能管理模块、数据存储模块和通信模块，所述电能管理模块用于对电力数据进行处理，所述数据存储模块用于存储所述电力数据，所述通信模块用于将所述电力数据的处理结果发送到监测终端。
在一实施例中，该电力监测系统的所述电能管理模块包括：用于按照时间统计总负荷的电能实时单元、用于按照时间统计有功电量和无功电量的电量实时单元和用于按照生产线统计负荷的电能分布单元。
在一实施例中，该电力监测系统的所述电能管理模块还包括：用于对峰电量、谷电量、平电量和尖电量进行统计分析的电量分析单元；用于统计电流、电压、总谐波畸变率和电压偏差的电能分析单元；用于将当日总负荷和前一日总负荷各时段进行对比的时比分析单元。
在一实施例中，该电力监测系统的所述电量分析单元利用柱状图展示分析结果，所述电能分析单元和时比分析单元利用折线图展示分析结果。
在一实施例中，该电力监测系统的所述电能管理模块还包括实时预警单元，当所述电能实时单元和电量实时单元发现存在异常值时，所述实时预警单元借助所述通信模块发送警报给所述监测终端。
在一实施例中，该电力监测系统的所述协议转换器兼容MODBUS、JSON、OPC、BACNET、LONWORKS、TCP/IP以及ODBC协议中的一种或多种。
在一实施例中，该电力监测系统的所述数据采集器、协议转换器、服务器和监测终端之间通过有线网络或无线网络连接。
在一实施例中，该电力监测系统的所述监测终端包括手机、平板电脑、台式电脑和个人数字助手中的一种或多种。
根据本发明的另一方面，还提供了一种电力监测方法，包括以下步骤：从电表上采集电力数据，将电力数据通过协议转换器发送到服务器，服务器将电力数据进行可视化处理，发送给监测终端，监测终端以图表的形式展示电力数据。
本发明实施例的有益效果是：通过设置于感知层的数据采集器获取电力数据，并通过数据传输层的协议转换器将数据发送给管控层的服务器，服务器将电力数据进行可视化处理后通过监测终端进行展示，从而能够让管理者实时、直观地监测电力使用情况，从而能够了解生产状况并及时发现用电异常。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1是本发明系统实施例的结构示意图；
图2是本发明系统实施例的电能管理模块示意图；
图3是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
如图1所示，本发明公开了一种电力监测系统，包括用于获取电力数据的感知层、用于传输电力数据的数据传输层和用于处理及显示电力数据的管控层，感知层与数据传输层信号连接，数据传输层与管控层信号连接。感知层包括数据采集器101，数据采集器101安装于各个车间、流水线和设备对应的电表上并采集相应的电力数据，数据传输层包括协议转换器102，管控层包括用于处理电力数据的服务器103和用于显示用电情况的监测终端，监测终端为电脑端106和手机端107，还可能包括平板电脑或个人数字助手中的一种或多种。数据采集器101与协议转换器102连接，协议转换器102与服务器103连接，服务器103与监测终端连接。
该系统能够用于能源从采购、传输、使用全过程监控与分析。通过监测终端，可直观了解能源的传输、使用过程，结构工艺、工况，可快速发现能源浪费、消耗不合理的环节或点，设法进行优化，达到节能降本目的。
在可能的实施例中，管控层还可以包括数据库104和交换机105，用于实现对数据的存储和传输。也可以如图2所示，在服务器200内设置电能管理模块201、数据存储模块202和通信模块203，电能管理模块201用于对电力数据进行处理，数据存储模块202用于存储电力数据，通信模块203用于将电力数据的处理结果发送到监测终端。
具体而言，电能管理模块201包括：用于按照时间统计总负荷的电能实时单元、用于按照时间统计有功电量和无功电量的电量实时单元和用于按照生产线统计负荷的电能分布单元。管理人员可以通过查看实时负荷情况、电量电能情况了解生产状况。
为了能够及时发现用电异常，可以在电能管理模块设置实时预警单元，并设定阈值以判断异常值，例如可以设置上月的最大值和最小值为阈值，当电能实时单元和电量实时单元发现存在异常值时，实时预警单元借助通信模块发送警报给监测终端。
优选地，电能管理模块201还包括：用于对峰电量、谷电量、平电量和尖电量进行统计分析的电量分析单元；用于统计电流、电压、总谐波畸变率和电压偏差的电能分析单元；用于将当日总负荷和前一日总负荷各时段进行对比的时比分析单元。其中，电量分析单元利用柱状图展示分析结果，从而能够最直观的展示各生产线所用电量；电能分析单元和时比分析单元利用折线图展示分析结果，从而能够清晰的看出电能消耗趋势并和昨日同一时间的负荷进行对比。
本领域技术人员容易理解地，协议转换器兼容多种标准或自定义通信协议MODBUS、JSON、OPC、BACNET、LONWORKS、TCP/IP以及ODBC协议中的一种或多种。在本实施例中支持MODBUS和JSON协议。数据采集器、协议转换器、服务器和监测终端之间可以通过有线网络或无线网络连接，在本实施例中，均通过无线网络进行连接。
如图3所示，本发明还公开了一种电力监测方法，包括以下步骤：301、从电表上采集电力数据；302、将电力数据通过协议转换器发送到服务器；303、服务器将电力数据进行可视化处理；304、发送给监测终端；305、监测终端以图表的形式展示电力数据。
本发明系统通过设置于感知层的数据采集器获取电力数据，并通过数据传输层的协议转换器将数据发送给管控层的服务器，服务器将电力数据进行可视化处理后通过监测终端进行展示，从而能够让管理者实时、直观地监测电力使用情况，从而能够了解生产状况并及时发现用电异常。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电力监测系统，其特征在于：包括感知层、数据传输层和管控层，所述感知层与所述数据传输层信号连接，所述数据传输层与所述管控层信号连接，所述感知层包括数据采集器，所述数据采集器安装于电表上并采集电力数据，所述数据传输层包括协议转换器，所述管控层包括用于处理所述电力数据的服务器和用于显示用电情况的监测终端，所述数据采集器与协议转换器连接，所述协议转换器与所述服务器连接，所述服务器与所述监测终端连接。
2.根据权利要求1所述的电力监测系统，其特征在于：所述服务器包括电能管理模块、数据存储模块和通信模块，所述电能管理模块用于对电力数据进行处理，所述数据存储模块用于存储所述电力数据，所述通信模块用于将所述电力数据的处理结果发送到监测终端。
3.根据权利要求2所述的电力监测系统，其特征在于，所述电能管理模块包括：用于按照时间统计总负荷的电能实时单元、用于按照时间统计有功电量和无功电量的电量实时单元和用于按照生产线统计负荷的电能分布单元。
4.根据权利要求2所述的电力监测系统，其特征在于，所述电能管理模块还包括：用于对峰电量、谷电量、平电量和尖电量进行统计分析的电量分析单元；用于统计电流、电压、总谐波畸变率和电压偏差的电能分析单元；用于将当日总负荷和前一日总负荷各时段进行对比的时比分析单元。
5.根据权利要求4所述的电力监测系统，其特征在于：所述电量分析单元利用柱状图展示分析结果，所述电能分析单元和时比分析单元利用折线图展示分析结果。
6.根据权利要求3所述的电力监测系统，其特征在于：所述电能管理模块还包括实时预警单元，当所述电能实时单元和电量实时单元发现存在异常值时，所述实时预警单元借助所述通信模块发送警报给所述监测终端。
7.根据权利要求1所述的电力监测系统，其特征在于：所述协议转换器兼容MODBUS、JSON、OPC、BACNET、LONWORKS、TCP/IP以及ODBC协议中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的电力监测系统，其特征在于：所述数据采集器、协议转换器、服务器和监测终端之间通过有线网络或无线网络连接。
9.根据权利要求1所述的电力监测系统，其特征在于：所述监测终端包括手机、平板电脑、台式电脑和个人数字助手中的一种或多种。
10.一种电力监测方法，其特征在于，包括以下步骤：从电表上采集电力数据，将电力数据通过协议转换器发送到服务器，服务器将电力数据进行可视化处理，发送给监测终端，监测终端以图表的形式展示电力数据。
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