CN113890187A - 一种物联网智能低压测控终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种物联网智能低压测控终端，包括子端设备和总端设备，所述子端设备，用于节点数据采集与分析，并将采集的数据及分析结果传输至总端设备；所述总端设备，用于接收子端设备的数据并进行运算分析，并将分析结果通过网络发送至客户端或/和手机APP端。本发明融合物联网自适应监控与控制的低压测控终端对电网配电台区、箱式变电站、环网柜、开闭所等设备进行全天候在线监测、运算与判断、预警与控制，实时掌握设备用电情况与预警异常信息，提高电网用电管理水平。

Description

一种物联网智能低压测控终端
技术领域
本发明涉及电力配网线路监测与控制领域，尤其涉及一种物联网智能低压测控终端。
背景技术
当前由于农村电网的改造力度较弱，部分农村配电台区、箱式变电站、环网柜、开闭所没有用电信息的监测、远传、运算与控制功能，导致用电管理的难度较大，系统由点到线的自适应智能化运算水平较低、管理效益与管理水平有待提升。因此，迫切需要一种融合物联网自适应监控与控制的低压测控终端，对电网配电台区、箱式变电站、环网柜、开闭所等设备进行全天候在线监测、运算与判断、预警与控制。
发明内容
有鉴于此，旨在解决现有技术的问题，本发明提供了一种可实现数据采集、互联通信、自适应分析、保护控制为一体物联网智能低压测控终端。
本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种物联网智能低压测控终端，包括子端设备和总端设备，所述子端设备，用于节点数据采集与分析，并将采集的数据及分析结果传输至总端设备；所述总端设备，用于接收子端设备的数据并进行运算分析，并将分析结果通过网络发送至客户端或/和手机APP端。
优选的，所述子端设备包括数据采集模块、GPS模块、子端通讯模块、子端控制模块及电源模块，所述子端控制模块分别与所述数据采集模块、GPS模块及子端通讯模块连接，所述电源模块为子端设备供电；
所述子端控制模块包括数据分析模块与温度分析模块；所述数据采集模块，用于采集电压、电流、温度信息，并将采集到的信息传递至子端控制模块；所述数据分析模块，用于根据获取的数据信息，分析所述子端设备所在区域内的电能质量；所述温度分析模块，用于根据获取的温度信号，分析配电线路的温度是否超过预设温度。
优选的，所述子端控制模块还包括负荷控制模块，所述负荷控制模块用于通过断路器或负荷开关进行配电线路的通断控制。
优选的，所述子端控制模块还包括位置分析模块，所述位置分析模块用于根据GPS模块采集的位置信号，判断所述子端设备是否在预设的位置范围内。
优选的，所述子端控制模块还包括参数设置模块，所述参数设置模块用于对子端设备预设参数信息的门限值，所述参数信息包括电压、电流、位置、温度。
优选的，所述数据分析模块，包括谐波分析子模块、电压分析子模块、电流分析子模块；所述谐波分析子模块，用于根据获取的电压、电流信号，分析谐波信息；所述电压分析子模块，用于根据获取的电压信号，分析当前配电线路的电压高低、失压情况；所述电流分析子模块，用于根据获取的电流信息，判断当前配电线路是否为过流。
优选的，所述总端设备包括总端通信模块、数据接收模块及总端控制模块，所述总端通信模块用于子端设备、客户端及手机APP端与总端设备之间的通讯连接，所述数据接收模块与总端控制模块连接；
所述总端控制模块包括IP分配模块、子端异常信息反馈模块、区域块分析模块、电能质量分析模块及预警分析模块；所述IP分配模块，用于为子端模块分配位置IP信息；所述子端异常信息反馈模块，用于根据接收到的子端反馈的异常信息，在总端设备进行计算分析，并将分析结果在总端设备显示或/和传递至客户端及手机APP端；所述区域块分析模块，用于根据相邻两个子端设备反馈至总端设备的信号，判断故障的区域。
优选的，所述电能质量分析模块包括电压质量分析子模块、无功补偿子模块、谐波分析子模块；所述电压质量分析子模块，用于根据接收到的子端设备的电压信号，判断子端设备所在区域内的配电线路是否欠压；所述无功补偿子模块，用于当子端设备所在区域内的配电线路欠压时，进行调压或无功补偿；所述谐波分析子模块，用于对谐波情况进行分析，当谐波含量超过预设值时，进行谐波治理。
优选的，所述总端控制模块还包括负载预判模块，所述负载预判模块用于根据子端设备所在区域的历史数据分析判断负载情况，并根据负载情况的判断结果匹配变压器。
优选的，总端控制模块还包括故障线路分析模块，所述故障线路分析模块用于对故障线路或故障多发线路进行分析，判断故障类型，并将分析结果发送至客户端及手机APP端。
本发明的有益效果为：
本发明功能丰富，集云计算、大数据、移动互联网、北斗通讯等为一体，可实现数据采集、互联通信、自适应分析、保护控制等功能。本发明具备较强的智能分析和人机对话功能，可判断各节点与区域电网环境电能质量、故障类型、停电区域、变压器高温保护、负荷调节策略和裕度，通过人机对话提出可行建议。
本发明融合物联网自适应监控与控制的低压测控终端对电网配电台区、箱式变电站、环网柜、开闭所等设备进行全天候在线监测、运算与判断、预警与控制，实时掌握设备用电情况与预警异常信息，并通过每个节点数据互联互通与自动运算，为管理者直观展示台区或线路的负荷控制、失压区域定位、故障类型判断、电能质量调节、变压器高温运行保护建议与措施，进而提高电网用电管理水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明一种物联网智能低压测控终端的原理框图。
图2为本发明一种物联网智能低压测控终端的子端设备的原理框图。
图3为本发明一种物联网智能低压测控终端的子端控制模块的原理框图。
图4为本发明一种物联网智能低压测控终端的总端控制模块的原理框图。
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付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。
如图1所示，本实施例提供一种物联网智能低压测控终端，包括子端设备和总端设备；子端设备用于节点数据采集与分析，并将采集的数据及分析结果传输至总端设备；总端设备用于接收子端设备的数据并进行运算分析，并将分析结果通过网络发送至客户端或/和手机APP端。子端设备安装在电网配电台区、箱式变电站、环网柜、开闭所等场所，子端设备可分为多级，每一级子端设备向其对应的上一级子端设备反馈信息，上级子端设备可控制其下一级子端设备，实现互联互通。本发明的子端设备为多个，每个总端设置可控制多个子端设备，并对多个子端设备的数据进行分析。
如图2所示，子端设备包括数据采集模块、GPS模块、子端通讯模块、子端控制模块及电源模块，子端控制模块分别与数据采集模块、参数设置模块、GPS模块及子端通讯模块连接，电源模块为子端设备供电。
如图3所示，子端控制模块包括数据分析模块、温度分析模块、负荷控制模块、位置分析模块与参数设置模块。数据采集模块，用于采集电压、电流、温度信息，并将采集到的信息传递至子端控制模块。温度分析模块，用于根据获取的配电线路的温度信号，分析配电线路的温度是否超过预设温度，若超过预设温度，则线路过热易发生故障或危险，将分析结果反馈总端设备，由总端设备通过网络发送给主机或手机端，通知检修人员处理。
负荷控制模块用于通过断路器或负荷开关进行配电线路的通断控制，当检测到变压器超负荷运行时，通过断路器或负荷开关断电，以免发生故障或危险。位置分析模块用于根据GPS模块采集的位置信号，判断子端设备是否在预设的位置范围内，若超出预设的位置范围内，子端设备可能是由于天气原因，如山体滑波等情况，或其它情况致使位置移位，导致子端设备可能无法正常采集数据。参数设置模块用于对子端设备预设参数信息的门限值，参数信息包括电压、电流、位置、温度。
数据分析模块用于根据获取的数据信息，分析子端设备所在区域内的电能质量，包括对电流、电压、谐波等进行分析，判断配电线路是否存在欠压、过流、谐波含量过大等情况，并根据分析结果进行相应的补偿、调压、谐波治理。数据分析模块包括谐波分析子模块、电压分析子模块、电流分析子模块。谐波分析子模块用于根据获取的电压、电流信号，分析谐波信息，若谐波含量超出预设值，则进行报警并进行谐波治理，例如，预设谐波含量3次超出预设谐波值的10％或5次超过预设谐波值的15％，则进行报警并进行谐波治理。
电压分析子模块，用于根据获取的电压信号，分析当前配电线路的电压高低、失压情况，若发生欠压情况时，则进行调压或无功补偿。电流分析子模块用于根据获取的电流信息，判断当前配电线路是否为过流，若发生过流时，刚反馈信息至总端设备，由总端设备发送预警信息。
本发明的总端设备包括总端通信模块、数据接收模块及总端控制模块，总端通信模块用于子端设备、客户端及手机APP端与总端设备之间的通讯连接，数据接收模块与总端控制模块连接。
如图4所示，总端控制模块包括IP分配模块、子端异常信息反馈模块、区域块分析模块、电能质量分析模块、负载预判模块、故障线路分析模块及预警分析模块。IP分配模块，用于为子端模块分配位置IP信息，台区名称与位置IP信息对应，以便在发生意外情况时能快速查找。负载预判模块用于根据子端设备所在区域的历史数据分析判断负载情况，并根据负载情况的判断结果匹配变压器。故障线路分析模块用于对故障线路或故障多发线路进行分析，判断故障类型，并将分析结果发送至客户端及手机APP端。预警分析模块，用于根据历史数据分析可能发生的风险情况进行预警，并将预警信息发送给总端设备，由总端设备传递给主机或手机APP；例如，历史数据表明当前区域内每年7-9月份容易发生超负荷情况，或每年的冬季由于温度过低易发生线路故障，针对历史数据分析未来可能存在的风险，并提前预警，以便维护人员能够提前检修。
子端异常信息反馈模块，用于根据接收到的子端反馈的异常信息，在总端设备进行计算分析，并将分析结果在总端设备显示或/和传递至客户端及手机APP端。当收到子端设备的异常信息反馈时，总端设备进行异常信息的分析计算，并通过手机APP推送异常信息给维护人员。
区域块分析模块，用于根据相邻两个子端设备反馈至总端设备的信号，判断故障的区域。当发生线路故障时，通过分析故障范围内子端设备的反馈信号，特别是相邻两个子端设备反馈至总端设备的信号，能够快速定位故障线路，以便及时维护。
电能质量分析模块包括电压质量分析子模块、无功补偿子模块、谐波分析子模块；电压质量分析子模块，用于根据接收到的子端设备的电压信号，判断子端设备所在区域内的配电线路是否欠压；无功补偿子模块，用于当子端设备所在区域内的配电线路欠压时，进行调压或无功补偿；谐波分析子模块，用于对谐波情况进行分析，当谐波含量超过预设值时，进行谐波治理。
本发明的子端设备具备节点数据监测与控制，数据远传与子端间通讯。总端设备对子端数据接收和大数据运算，运算结果进行输出展现，对子端设备实施控制；为子端设备分配位置IP。
在数据层通过子端设备监测电网各节点数据，通过移动网络实施与总端设备间通讯，通过总端设备大数据云平台运算分析，远程在线实时监控所有终端及状态信息，数据共享，消除信息孤岛，为管理员及决策人员提供数据查询、数据统计分析；洞察电网线路与网块运营状况，将运营的海量数据转换成高价值的管理策略与提前预警，通过报表、曲线、文字直观显示。通过WEB页面客户端及手机APP，可随时随地查看信息。
本发明根据配变过载与运行温度超限门限实施配电箱(柜)内负荷控制，保护变压器避免烧毁；能够直接判断台区(点)或线路(线)或网络(区块)区域停电范围，缩短电工巡线范围与时间；根据各接点故障属性(闪络、漏电、短路、雷击等)自动判断故障类型；进行调取各节点电压质量数据进行大数据分析，为线路和全网电能治理提出策略；根据各节点与区域负荷情况，提出电网负荷余缺宏观调整策略，提出节点高估负荷与低估负荷设备承载能力判断，并对三相不平衡负荷给予及时告警提示。本发明大大提高了电网用电管理水平与质量，获得直接经济效益。
以上给出了具体的实施方式,但本发明不局限于所描述的实施方式。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、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种物联网智能低压测控终端，其特征在于：包括子端设备和总端设备，所述子端设备，用于节点数据采集与分析，并将采集的数据及分析结果传输至总端设备；所述总端设备，用于接收子端设备的数据并进行运算分析，并将分析结果通过网络发送至客户端或/和手机APP端。
2.根据权利要求1所述的一种物联网智能低压测控终端，其特征在于：所述子端设备包括数据采集模块、GPS模块、子端通讯模块、子端控制模块及电源模块，所述子端控制模块分别与所述数据采集模块、GPS模块及子端通讯模块连接，所述电源模块为子端设备供电；
所述子端控制模块包括数据分析模块与温度分析模块；所述数据采集模块，用于采集电压、电流、温度信息，并将采集到的信息传递至子端控制模块；所述数据分析模块，用于根据获取的数据信息，分析所述子端设备所在区域内的电能质量；所述温度分析模块，用于根据获取的温度信号，分析配电线路的温度是否超过预设温度。
3.根据权利要求2所述的一种物联网智能低压测控终端，其特征在于：所述子端控制模块还包括负荷控制模块，所述负荷控制模块用于通过断路器或负荷开关进行配电线路的通断控制。
4.根据权利要求2所述的一种物联网智能低压测控终端，其特征在于：所述子端控制模块还包括位置分析模块，所述位置分析模块用于根据GPS模块采集的位置信号，判断所述子端设备是否在预设的位置范围内。
5.根据权利要求2所述的一种物联网智能低压测控终端，其特征在于：所述子端控制模块还包括参数设置模块，所述参数设置模块用于对子端设备预设参数信息的门限值，所述参数信息包括电压、电流、位置、温度。
6.根据权利要求2所述的一种物联网智能低压测控终端，其特征在于：所述数据分析模块，包括谐波分析子模块、电压分析子模块、电流分析子模块；所述谐波分析子模块，用于根据获取的电压、电流信号，分析谐波信息；所述电压分析子模块，用于根据获取的电压信号，分析当前配电线路的电压高低、失压情况；所述电流分析子模块，用于根据获取的电流信息，判断当前配电线路是否为过流。
7.根据权利要求1所述的一种物联网智能低压测控终端，其特征在于：所述总端设备包括总端通信模块、数据接收模块及总端控制模块，所述总端通信模块用于子端设备、客户端及手机APP端与总端设备之间的通讯连接，所述数据接收模块与总端控制模块连接；
所述总端控制模块包括IP分配模块、子端异常信息反馈模块、区域块分析模块、电能质量分析模块及预警分析模块；所述IP分配模块，用于为子端模块分配位置IP信息；所述子端异常信息反馈模块，用于根据接收到的子端反馈的异常信息，在总端设备进行计算分析，并将分析结果在总端设备显示或/和传递至客户端及手机APP端；所述区域块分析模块，用于根据相邻两个子端设备反馈至总端设备的信号，判断故障的区域。
8.根据权利要求7所述的一种物联网智能低压测控终端，其特征在于：所述电能质量分析模块包括电压质量分析子模块、无功补偿子模块、谐波分析子模块；所述电压质量分析子模块，用于根据接收到的子端设备的电压信号，判断子端设备所在区域内的配电线路是否欠压；所述无功补偿子模块，用于当子端设备所在区域内的配电线路欠压时，进行调压或无功补偿；所述谐波分析子模块，用于对谐波情况进行分析，当谐波含量超过预设值时，进行谐波治理。
9.根据权利要求7所述的一种物联网智能低压测控终端，其特征在于：所述总端控制模块还包括负载预判模块，所述负载预判模块用于根据子端设备所在区域的历史数据分析判断负载情况，并根据负载情况的判断结果匹配变压器。
10.根据权利要求7所述的一种物联网智能低压测控终端，其特征在于：所述总端控制模块还包括故障线路分析模块，所述故障线路分析模块用于对故障线路或故障多发线路进行分析，判断故障类型，并将分析结果发送至客户端及手机APP端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117200461A (zh) * 2023-11-07 2023-12-08 东方电子股份有限公司 一种基于历史数据的全要素调节电网调度方法

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CN117200461B (zh) * 2023-11-07 2024-03-01 东方电子股份有限公司 一种基于历史数据的全要素调节电网调度方法

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