CN111769637A - 一种用电智能管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用电智能管理系统，包括：前端用电能耗统计网络、通信模块、基础数据配置监控模块、电能综合管理平台、用户管理端；所述前端用电能耗统计网络用于采集各用电场所的用电能耗数据；所述通信模块用于各模块与所述电能综合管理平台之间进行通信；所述基础数据配置监控模块用于对前端用电数据进行智能配置和对所述用电数据进行实时监控并记录用电异常原因和处理结果；所述电能综合管理平台包括云服务器、本地服务器、数据库、智能调度服务模块和报表模块，所述数据库包括基础信息数据库和业务信息数据库，所述报表模块用于生成各种用电量数据报表，本发明能适应大规模采集点和节能降耗的需求，实现了用电的精细化和智能化管理。

Description

一种用电智能管理系统
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及到一种用电智能管理系统。
背景技术
码头用电难管理且存在诸多问题，如人工抄表工作效率不高、安全性低、数据记录不全、易丢失不易发现异常用电等。此外由于在用电量上没有具体的监测手段，无法对各类采集点的用电量进行科学、系统地监测管理，因此研究并建设能适应大规模采集点需要的用电量管理系统，对于码头节能降耗的建设和用电的精细化管理具有积极的意义。
综上所述，提供一种能适应大规模采集点和节能降耗的需求，实现了用电的精细化和智能化管理的用电智能管理系统，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种用电智能管理系统，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用电智能管理系统，包括：前端用电能耗统计网络、通信模块、基础数据配置监控模块、电能综合管理平台、用户管理端；
所述前端用电能耗统计网络包括设置在前端用电管理点的若干个智能电能表，所述若干个智能电能表用于采集各用电场所的用电能耗数据并通过所述通信模块发送至所述电能综合管理平台；
所述通信模块用于各模块与所述电能综合管理平台之间进行通信，所述通信模块包括以太网络、RS485和NB-IOT通信模块；
所述基础数据配置监控模块用于对前端用电数据进行智能配置和对所述用电数据进行实时监控并记录用电异常原因和处理结果，所述基础数据配置监控模块与所述电能综合管理平台相连接；
设置在监控中心的所述电能综合管理平台包括云服务器、本地服务器、数据库、智能调度服务模块和报表模块，所述数据库包括基础信息数据库和业务信息数据库，所述报表模块用于生成各种用电量数据报表。
进一步地，所述电能综合管理平台在用户应用层面采用b/s体系结构，用户不需要安装特定的客户端软件仅从所述用户管理端通过WEB浏览器访问所述本地服务器即可查询相关数据信息。所述电能综合管理平台在底端采集、传输和存储数据均采用c/s结构缓解服务器压力，缩短系统响应时间。
进一步地，所述以太网络通信设备根据距离的远近决定是否采用光网络交换机，如果所述设备和交换机之间的通讯超过一定距离则采用光网络交换机，否则采用双绞线网线进行连接，所述智能电能表采用RS485接入智能中继模块，所述智能中继模块再通过NB-IOT通信模块接入所述电能综合管理平台，用于控制电网通断的电网控制器和所述电能综合管理平台之间采用以太网通信。
更进一步地，所述智能中继模块包括RS485驱动单元、存储单元、电能数据采集单元、智能开关控制单元和处理器，所述RS485驱动单元、所述存储单元、所述电能数据采集单元、所述智能开关控制单元均与所述处理器电连接，所述RS485驱动单元用于接入所述智能电能表采集用电数据，所述电能数据采集单元采集电表侧用户输入线上的电流电压数据并发送至所述处理器进行数据处理，并将采集到的电压电流数据和所述用电数据存储至所述存储单元，所述智能开关控制单元根据处理器的指令接通或断开市供电网与所述智能电表的连接。
更进一步地，所述处理器采集所述智能电表的信号进行处理后发送至所述电能综合管理平台，所述电能综合管理平台对接收到的数据信号进行分析并向所述处理器发送反馈信号，所述处理器接收到所述电能综合管理平台的反馈信号后对所述智能电表发出控制信号，设置在前端的每个处理器在服务器中对应唯一的地址。
进一步地，所述电能综合管理平台还包括短信模块和安全验证模块，所述安全验证模块设置有不同等级的操作密码以限制不同人员的操作范围。
进一步地，所述智能中继模块将底层用电数据周期地通过通信模块发送至所述基础信息数据库存储，所述数据库再通过所述智能调度服务模块将基础的所述底层用电数据处理成符合业务需要的数据存储到所述业务信息数据库，所述报表模块在用户使用各种报表时向用户提供各种用电量数据报表。
进一步地，所述智能配置为根据权限管理、告警数据和管理区域信息对用电数据进行配置和业务有关的参数，所述参数包括前端设备管理、分类及标杆配置和指标配置，所述实时监控包括所述前端用电能耗统计网络状态监控和用电数据报警。
更进一步地，用电数据报警过程如下：管理人员通过所述基础数据配置监控模块为各用电账户设置剩余电量下限阈值R；当某用电账户的可用电量剩余W且W≥R时，所述基础数据配置监控模块执行正常监控动作；当W<R时，所述基础数据配置监控模块通过所述短信模块提醒用户剩余可用电量不足。
进一步地，所述云服务器与所述本地服务器相连，所述数据库、所述智能调度服务模块和所述报表模块均与所述本地服务器相连。
本发明的有益效果是，该发明能适应大规模采集点和节能降耗的需求，实现了用电的精细化和智能化管理，且可以有效地解决码头以往用电管理中存在的各种难题，能够及时发现能耗大、窃电等用电异常问题的存在，通过对用电超标重点站的及时整改，提高工作效率。
下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本发明中一种用电智能管理系统连接结构示意图。
图2为本发明中智能中继模块的组成结构示意图。
图3为本实施例中用电数据报警流程示意图。
图4为本实施例中用电智能管理系统组成结构示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种能适应大规模采集点和节能降耗的需求，实现了用电的精细化和智能化管理的用电智能管理系统。如图1至图4所示，该系统包括：前端用电能耗统计网络、通信模块、基础数据配置监控模块、电能综合管理平台、用户管理端，其中，所述前端用电能耗统计网络包括设置在前端用电管理点的若干个智能电能表、电压传感器和电流传感器，所述若干个智能电能表用于采集各用电场所例如楼宇、码头、办公室等用户端的用电能耗数据并通过所述通信模块发送至所述电能综合管理平台，而电压传感器和电流传感器用于检测智能电能表与用户相接一侧电网上的电压和电流实时状况。另外，设置在监控中心的所述电能综合管理平台包括云服务器、本地服务器、数据库、智能调度服务模块和报表模块，所述数据库包括基础信息数据库和业务信息数据库，基础信息数据库用于存储底端智能设备传输上来的原始数据，业务信息数据库用于存储电能综合管理平台各项业务功能需要用到的数据供用户使用系统时提供数据依据，所述报表模块用于生成各种用电量数据报表，并在用户使用各种报表时提供报表服务，给出各种用电量数据报表供应用层面用户使用。本系统中，所述电能综合管理平台在用户应用层面采用b/s体系结构，用户不需要安装特定的客户端软件仅从所述用户管理端通过WEB浏览器访问所述本地服务器即可查询相关数据信息。所述电能综合管理平台在底端采集、传输和存储数据均采用c/s结构缓解服务器压力，缩短系统响应时间，且所述电能综合管理平台还包括短信模块和安全验证模块，所述安全验证模块设置有不同等级的操作密码以限制不同人员的操作范围。所述云服务器与所述本地服务器相连，所述数据库、所述智能调度服务模块和所述报表模块均与所述本地服务器相连。
系统中的通信模块用于各模块与所述电能综合管理平台之间进行通信，所述通信模块包括以太网络、RS485和NB-IOT通信模块，其中，所述以太网络通信设备根据距离的远近决定是否采用光网络交换机，如果所述设备和交换机之间的通讯超过一定距离，例如60m则采用光网络交换机，否则采用双绞线网线进行连接，所述智能电能表采用RS485接入智能中继模块，所述智能中继模块再通过NB-IOT通信模块接入所述电能综合管理平台，用于控制电网通断的电网控制器和所述电能综合管理平台之间采用以太网通信。而所述智能中继模块包括RS485驱动单元、存储单元、电能数据采集单元、智能开关控制单元和处理器，所述RS485驱动单元、所述存储单元、所述电能数据采集单元、所述智能开关控制单元均与所述处理器电连接，所述RS485驱动单元用于接入所述智能电能表采集用电数据，所述电能数据采集单元采集电表侧用户输入线上的电流电压数据并发送至所述处理器进行数据处理，并将采集到的电压电流数据和所述用电数据存储至所述存储单元，所述智能开关控制单元根据处理器的指令接通或断开市供电网与所述智能电表的连接。所述处理器采集所述智能电表的信号进行处理后发送至所述电能综合管理平台，所述电能综合管理平台对接收到的数据信号进行分析并向所述处理器发送反馈信号，所述处理器接收到所述电能综合管理平台的反馈信号后对所述智能电表发出控制信号，设置在前端的每个处理器在服务器中对应唯一的地址。所述智能中继模块将底层用电数据周期地通过通信模块发送至所述基础信息数据库存储，所述数据库再通过所述智能调度服务模块将基础的所述底层用电数据处理成符合业务需要的数据存储到所述业务信息数据库，所述报表模块在用户使用各种报表时向用户提供各种用电量数据报表。
所述基础数据配置监控模块用于对前端用电数据进行智能配置和对所述用电数据进行实时监控并记录用电异常原因和处理结果，所述基础数据配置监控模块与所述电能综合管理平台相连接。所述智能配置为根据权限管理、告警数据和管理区域信息对用电数据进行配置和业务有关的参数，所述参数包括前端设备管理、分类及标杆配置和指标配置，用电标杆是指保证通信设备安全运行的前提下，每月每个变电站的用电量上限，且管理人员还可通过各类型标杆变电站和非标杆变电站的电量对比，提供出各变电站用电可优化的空间数据，例如某一变电站实际耗能120度，标杆站推出应该使用,90度，则系统分析出它优化的空间为30度，对于这些优化的空间数据可以进行明细分类，如开关电源优化的空间，空调优化的空间，主设备智能关断优化的空间，安装节能可能带来优化的空间等。另外，所述实时监控包括所述前端用电能耗统计网络状态监控和用电数据报警，该用电数据报警包括变电站用电上限报警和用户剩余电量报警，变电站用电上限报警时，根据电量监控数据进行统计分析，确定不同类型变电站标杆电量，当某变电站用电量超出该类型变电站标杆电量6％时，提示用电异常情况并发出警报并记录用电异常原因和处理结果。用户剩余电量报警如图3所示，用电数据报警过程如下：管理人员通过所述基础数据配置监控模块为各用电账户设置剩余电量下限阈值R；当某用电账户的可用电量剩余W且W≥R时，所述基础数据配置监控模块执行正常监控动作；当W<R时，所述基础数据配置监控模块通过所述短信模块提醒用户剩余可用电量不足。
在本实施例中，该前端用电能耗统计网络状态监控报警为当设备使用的交流电源出现失压、失流、运行故障和通信故障等情况时，本系统设备不仅能够在电能综合管理平台上显示告警，并且能在现场声光告警，提醒中心和现场相关人员注意。而所述若干个智能电能表可实时检测出当前设备的开关电源、空调、照明、大型动力、插座等设备用电参数及状态进行监控，参数即用电能耗数据包括交流电压、电流、有功功率、功率因数等交流参数，用户查询报表后，系统根据用户输入的查询条件，查询出满足用户需要的电量实时数据。如图4所示，系统的结构可按功能层、支撑层和数据层及前端设备组成，本系统可以有效地解决码头以往用电管理中存在的各种难题，能够及时发现能耗大、窃电等用电异常问题的存在，通过对用电超标重点站的及时整改，提高工作效率，降低能耗。
应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用电智能管理系统，其特征在于，包括：前端用电能耗统计网络、通信模块、基础数据配置监控模块、电能综合管理平台、用户管理端；
所述前端用电能耗统计网络包括设置在前端用电管理点的若干个智能电能表，所述若干个智能电能表用于采集各用电场所的用电能耗数据并通过所述通信模块发送至所述电能综合管理平台；
所述通信模块用于各模块与所述电能综合管理平台之间进行通信，所述通信模块包括以太网络、RS485和NB-IOT通信模块；
所述基础数据配置监控模块用于对前端用电数据进行智能配置和对所述用电数据进行实时监控并记录用电异常原因和处理结果，所述基础数据配置监控模块与所述电能综合管理平台相连接；
设置在监控中心的所述电能综合管理平台包括云服务器、本地服务器、数据库、智能调度服务模块和报表模块，所述数据库包括基础信息数据库和业务信息数据库，所述报表模块用于生成各种用电量数据报表。
2.根据权利要求1所述的用电智能管理系统，其特征在于，所述电能综合管理平台在用户应用层面采用b/s体系结构，用户不需要安装特定的客户端软件仅从所述用户管理端通过WEB浏览器访问所述本地服务器即可查询相关数据信息。所述电能综合管理平台在底端采集、传输和存储数据均采用c/s结构缓解服务器压力，缩短系统响应时间。
3.根据权利要求1所述的用电智能管理系统，其特征在于，所述以太网络通信设备根据距离的远近决定是否采用光网络交换机，如果所述设备和交换机之间的通讯超过一定距离则采用光网络交换机，否则采用双绞线网线进行连接，所述智能电能表采用RS485接入智能中继模块，所述智能中继模块再通过NB-IOT通信模块接入所述电能综合管理平台，用于控制电网通断的电网控制器和所述电能综合管理平台之间采用以太网通信。
4.根据权利要求3所述的用电智能管理系统，其特征在于，所述智能中继模块包括RS485驱动单元、存储单元、电能数据采集单元、智能开关控制单元和处理器，所述RS485驱动单元、所述存储单元、所述电能数据采集单元、所述智能开关控制单元均与所述处理器电连接，所述RS485驱动单元用于接入所述智能电能表采集用电数据，所述电能数据采集单元采集电表侧用户输入线上的电流电压数据并发送至所述处理器进行数据处理，并将采集到的电压电流数据和所述用电数据存储至所述存储单元，所述智能开关控制单元根据处理器的指令接通或断开市供电网与所述智能电表的连接。
5.根据权利要求4所述的用电智能管理系统，其特征在于，所述处理器采集所述智能电表的信号进行处理后发送至所述电能综合管理平台，所述电能综合管理平台对接收到的数据信号进行分析并向所述处理器发送反馈信号，所述处理器接收到所述电能综合管理平台的反馈信号后对所述智能电表发出控制信号，设置在前端的每个处理器在服务器中对应唯一的地址。
6.根据权利要求1所述的用电智能管理系统，其特征在于，所述电能综合管理平台还包括短信模块和安全验证模块，所述安全验证模块设置有不同等级的操作密码以限制不同人员的操作范围。
7.根据权利要求1所述的用电智能管理系统，其特征在于，所述智能中继模块将底层用电数据周期地通过通信模块发送至所述基础信息数据库存储，所述数据库再通过所述智能调度服务模块将基础的所述底层用电数据处理成符合业务需要的数据存储到所述业务信息数据库，所述报表模块在用户使用各种报表时向用户提供各种用电量数据报表。
8.根据权利要求1所述的用电智能管理系统，其特征在于，所述智能配置为根据权限管理、告警数据和管理区域信息对用电数据进行配置和业务有关的参数，所述参数包括前端设备管理、分类及标杆配置和指标配置，所述实时监控包括所述前端用电能耗统计网络状态监控和用电数据报警。
9.根据权利要求6所述的用电智能管理系统，其特征在于，用电数据报警过程如下：管理人员通过所述基础数据配置监控模块为各用电账户设置剩余电量下限阈值R；当某用电账户的可用电量剩余W且W≥R时，所述基础数据配置监控模块执行正常监控动作；当W<R时，所述基础数据配置监控模块通过所述短信模块提醒用户剩余可用电量不足。
10.根据权利要求1所述的用电智能管理系统，其特征在于，所述云服务器与所述本地服务器相连，所述数据库、所述智能调度服务模块和所述报表模块均与所述本地服务器相连。
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