CN112448477A - 一种基于物联网的智能监控配电控制系统 - Google Patents

一种基于物联网的智能监控配电控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及配电控制技术领域，具体为一种基于物联网的智能监控配电控制系统，包括设备监控采集单元、电力负载分析单元、用电预测分析单元、节点管理单元和应急报警单元；通过视频设备和负载用电数据监测设备获取用电设备的电力数据信息，电力负载分析单元对负载用电量进行统计，并对供电能力进行计算，得出负载用电量和供电量之间的供需状态量；用电预测分析单元、对负载设备用电需求进行预测计算，判断供需状态量是否满足供需限定值，是否存在断电风险，进行合理供电分配；判断用电设备的用电状态，对于处于较长时期待机状态的用电设备，进行自动断电；当设备监控采集单元和电力负载分析单元计算出用电设备存在异常数据状态时，进行报警提示。

Description

一种基于物联网的智能监控配电控制系统
技术领域
本发明涉及配电控制技术领域，具体为一种基于物联网的智能监控配电控制系统。
背景技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。所述的物联网是指：通过信息传感设备，按约定的协议，把物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征，首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网。还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。
当今人们对电能质量和供电可靠性的要求越来越高，但大部分的电网管理和操作主要人工现场进行，无法监测电网实际运行的负荷和故障，故障原因也要去现场确定，反馈速度慢，发生跳闸、电网电压波动和停电等故障时，由于维修和维护的不及时，会给经济带来巨大损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能监控配电控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的智能监控配电控制系统，包括设备监控采集单元、电力负载分析单元、用电预测分析单元、节点管理单元和应急报警单元；其中：
设备监控采集单元，通过视频设备和负载用电数据监测设备获取用电设备的电力数据信息，将数据发送至电力负载分析单元，并对数据进行分类存储管理；
电力负载分析单元,对设备监控采集单元采集到的电力设备数据进行分析，对负载用电量进行统计，并对供电能力进行计算，得出负载用电量和供电量之间的供需状态量；
用电预测分析单元,根据电力负载分析单元的计算结果，对负载设备用电需求进行预测计算，设定供需限定值，判断供需状态量是否满足供需限定值，是否存在断电风险，进行合理供电分配；
节点管理单元,根据电力负载分析单元的分析结果，判断用电设备的用电状态，对于处于较长时期待机状态的用电设备，进行自动断电；
应急报警单元，当设备监控采集单元和电力负载分析单元计算出用电设备存在异常数据状态时，进行报警提示。
优选的，所述设备监控采集单元连接至电力负载分析单元，电力负载分析单元连接至用电预测分析单元，用电预测分析单元连接至应急报警单元。
优选的，所述负载用电预测模块连接至节点管理单元，节点管理单元连接至配电控制模块。
优选的，所述设备监控采集单元包括视频监控模块、数据获取模块和数据存储模块；其中：
视频监控模块，设置在用电设备分布区域，通过红外摄像机远程监控用电设备的运行状态；
数据获取模块，包括电流互感器、电压互感器和信号放大模块，获取用电设备的运行数据信息；
数据存储模块，将视频监控模块和数据获取模块的数据信息进行存储并分类管理，定期更新和删除旧数据。
优选的，所述电力负载分析单元包括数据分析模块、负载用电统计模块和供电数据计算模块；其中：
数据分析模块，对电力负载设备的运行数据进行分析计算，判断其是否处于标准状态下运行模式，出现异常数据时将结果发送至应急报警单元；
负载用电统计模块，对电力负载设备的用电量进行分析计算，得出负载用电总量；
供电数据计算模块，对供电来源的状态进行监测，并计算供电量数据，得出负载用电量和供电量之间的供需状态量。
优选的，所述用电预测分析单元包括负载用电预测模块、风险判断模块和配电控制模块；其中：
负载用电预测模块，根据电力负载分析单元的分析结果，对用电设备的下一阶段用电量进行预测，计算出用电需求量；
风险判断模块，设定供需限定值，判断供需状态量是否满足供需限定值，是否存在断电风险；
配电控制模块，在避免断电风险的情况下，合理分配供电路径，控制用电设备的消耗量。
优选的，所述节点管理单元包括负载状态判断模块、断电控制模块和供电连接模块；其中：
负载状态判断模块，根据负载用电预测模块的分析结果，判断用电设备处于运行状态还是待机状态，并进行计时统计；
断电控制模块，设定待机时间值，根据负载状态判断模块的判断结果，当某一负载设备待机时间达到预定值以后，对该负载设备进行自动断电；
供电连接模块，手动控制启动自动断电的负载设备，进行快速供电连接。
优选的，所述应急报警单元连接至远程监控系统和应急断电控制系统，应急断电控制系统连接至配电控制模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够通过视频设备和负载用电数据监测设备获取用电设备的电力数据信息，电力负载分析单元对负载用电量进行统计，并对供电能力进行计算，得出负载用电量和供电量之间的供需状态量；用电预测分析单元、对负载设备用电需求进行预测计算，判断供需状态量是否满足供需限定值，是否存在断电风险，进行合理供电分配；判断用电设备的用电状态，对于处于较长时期待机状态的用电设备，进行自动断电；当设备监控采集单元和电力负载分析单元计算出用电设备存在异常数据状态时，进行报警提示。
附图说明
图1为本发明的系统流程示意图。
图中：1、设备监控采集单元；11、视频监控模块；12、数据获取模块；13、数据存储模块；2、电力负载分析单元；21、数据分析模块；22、负载用电统计模块；23、供电数据计算模块；3、用电预测分析单元；31、负载用电预测模块；32、风险判断模块；33、配电控制模块；4、节点管理单元；41、负载状态判断模块；42、断电控制模块；43、供电连接模块；5、应急报警单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网的智能监控配电控制系统，包括设备监控采集单元1、电力负载分析单元2、用电预测分析单元3、节点管理单元4和应急报警单元5；其中：
设备监控采集单元1，通过视频设备和负载用电数据监测设备获取用电设备的电力数据信息，将数据发送至电力负载分析单元2，并对数据进行分类存储管理；
电力负载分析单元2,对设备监控采集单元1采集到的电力设备数据进行分析，对负载用电量进行统计，并对供电能力进行计算，得出负载用电量和供电量之间的供需状态量；
用电预测分析单元3,根据电力负载分析单元2的计算结果，对负载设备用电需求进行预测计算，设定供需限定值，判断供需状态量是否满足供需限定值，是否存在断电风险，进行合理供电分配；
节点管理单元4,根据电力负载分析单元2的分析结果，判断用电设备的用电状态，对于处于较长时期待机状态的用电设备，进行自动断电；
应急报警单元5，当设备监控采集单元1和电力负载分析单元2计算出用电设备存在异常数据状态时，进行报警提示。
进一步的，所述设备监控采集单元1连接至电力负载分析单元2，电力负载分析单元2连接至用电预测分析单元3，用电预测分析单元3连接至应急报警单元5。
进一步的，所述负载用电预测模块31连接至节点管理单元4，节点管理单元4连接至配电控制模块33。
进一步的，所述设备监控采集单元1包括视频监控模块11、数据获取模块12和数据存储模块13；其中：
视频监控模块11，设置在用电设备分布区域，通过红外摄像机远程监控用电设备的运行状态；
数据获取模块12，包括电流互感器、电压互感器和信号放大模块，获取用电设备的运行数据信息；
数据存储模块13，将视频监控模块11和数据获取模块12的数据信息进行存储并分类管理，定期更新和删除旧数据。
进一步的，所述电力负载分析单元2包括数据分析模块21、负载用电统计模块22和供电数据计算模块23；其中：
数据分析模块21，对电力负载设备的运行数据进行分析计算，判断其是否处于标准状态下运行模式，出现异常数据时将结果发送至应急报警单元5；
负载用电统计模块22，对电力负载设备的用电量进行分析计算，得出负载用电总量；
供电数据计算模块23，对供电来源的状态进行监测，并计算供电量数据，得出负载用电量和供电量之间的供需状态量。
进一步的，所述用电预测分析单元3包括负载用电预测模块31、风险判断模块32和配电控制模块33；其中：
负载用电预测模块31，根据电力负载分析单元2的分析结果，对用电设备的下一阶段用电量进行预测，计算出用电需求量；
风险判断模块32，设定供需限定值，判断供需状态量是否满足供需限定值，是否存在断电风险；
配电控制模块33，在避免断电风险的情况下，合理分配供电路径，控制用电设备的消耗量。
进一步的，所述节点管理单元4包括负载状态判断模块41、断电控制模块42和供电连接模块43；其中：
负载状态判断模块41，根据负载用电预测模块31的分析结果，判断用电设备处于运行状态还是待机状态，并进行计时统计；
断电控制模块42，设定待机时间值，根据负载状态判断模块41的判断结果，当某一负载设备待机时间达到预定值以后，对该负载设备进行自动断电；
供电连接模块43，手动控制启动自动断电的负载设备，进行快速供电连接。
进一步的，所述应急报警单元5连接至远程监控系统和应急断电控制系统，应急断电控制系统连接至配电控制模块33。
工作原理：通过视频设备和负载用电数据监测设备获取用电设备的电力数据信息，将数据发送至电力负载分析单元2，并对数据进行分类存储管理；
电力负载分析单元2对设备监控采集单元1采集到的电力设备数据进行分析，对负载用电量进行统计，并对供电能力进行计算，得出负载用电量和供电量之间的供需状态量；用电预测分析单元3根据电力负载分析单元2的计算结果，对负载设备用电需求进行预测计算，设定供需限定值，判断供需状态量是否满足供需限定值，是否存在断电风险，进行合理供电分配；
节点管理单元4根据电力负载分析单元2的分析结果，判断用电设备的用电状态，对于处于较长时期待机状态的用电设备，进行自动断电；当设备监控采集单元1和电力负载分析单元2计算出用电设备存在异常数据状态时，进行报警提示。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于物联网的智能监控配电控制系统，其特征在于：包括设备监控采集单元（1）、电力负载分析单元（2）、用电预测分析单元（3）、节点管理单元（4）和应急报警单元（5）；其中：
设备监控采集单元（1），通过视频设备和负载用电数据监测设备获取用电设备的电力数据信息，将数据发送至电力负载分析单元（2），并对数据进行分类存储管理；
电力负载分析单元（2）,对设备监控采集单元（1）采集到的电力设备数据进行分析，对负载用电量进行统计，并对供电能力进行计算，得出负载用电量和供电量之间的供需状态量；
用电预测分析单元（3）,根据电力负载分析单元（2）的计算结果，对负载设备用电需求进行预测计算，设定供需限定值，判断供需状态量是否满足供需限定值，是否存在断电风险，进行合理供电分配；
节点管理单元（4）,根据电力负载分析单元（2）的分析结果，判断用电设备的用电状态，对于处于较长时期待机状态的用电设备，进行自动断电；
应急报警单元（5），当设备监控采集单元（1）和电力负载分析单元（2）计算出用电设备存在异常数据状态时，进行报警提示。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能监控配电控制系统，其特征在于：所述设备监控采集单元（1）连接至电力负载分析单元（2），电力负载分析单元（2）连接至用电预测分析单元（3），用电预测分析单元（3）连接至应急报警单元（5）。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能监控配电控制系统，其特征在于：所述负载用电预测模块（31）连接至节点管理单元（4），节点管理单元（4）连接至配电控制模块（33）。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能监控配电控制系统，其特征在于：所述设备监控采集单元（1）包括视频监控模块（11）、数据获取模块（12）和数据存储模块（13）；其中：
视频监控模块（11），设置在用电设备分布区域，通过红外摄像机远程监控用电设备的运行状态；
数据获取模块（12），包括电流互感器、电压互感器和信号放大模块，获取用电设备的运行数据信息；
数据存储模块（13），将视频监控模块（11）和数据获取模块（12）的数据信息进行存储并分类管理，定期更新和删除旧数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能监控配电控制系统，其特征在于：所述电力负载分析单元（2）包括数据分析模块（21）、负载用电统计模块（22）和供电数据计算模块（23）；其中：
数据分析模块（21），对电力负载设备的运行数据进行分析计算，判断其是否处于标准状态下运行模式，出现异常数据时将结果发送至应急报警单元（5）；
负载用电统计模块（22），对电力负载设备的用电量进行分析计算，得出负载用电总量；
供电数据计算模块（23），对供电来源的状态进行监测，并计算供电量数据，得出负载用电量和供电量之间的供需状态量。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能监控配电控制系统，其特征在于：所述用电预测分析单元（3）包括负载用电预测模块（31）、风险判断模块（32）和配电控制模块（33）；其中：
负载用电预测模块（31），根据电力负载分析单元（2）的分析结果，对用电设备的下一阶段用电量进行预测，计算出用电需求量；
风险判断模块（32），设定供需限定值，判断供需状态量是否满足供需限定值，是否存在断电风险；
配电控制模块（33），在避免断电风险的情况下，合理分配供电路径，控制用电设备的消耗量。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能监控配电控制系统，其特征在于：所述节点管理单元（4）包括负载状态判断模块（41）、断电控制模块（42）和供电连接模块（43）；其中：
负载状态判断模块（41），根据负载用电预测模块（31）的分析结果，判断用电设备处于运行状态还是待机状态，并进行计时统计；
断电控制模块（42），设定待机时间值，根据负载状态判断模块（41）的判断结果，当某一负载设备待机时间达到预定值以后，对该负载设备进行自动断电；
供电连接模块（43），手动控制启动自动断电的负载设备，进行快速供电连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能监控配电控制系统，其特征在于：所述应急报警单元（5）连接至远程监控系统和应急断电控制系统，应急断电控制系统连接至配电控制模块（33）。
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