CN201417285Y - 一种电力参数集散装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种电力参数集散装置,包括:主控制模块、总线式电表抄表模块、电源模块以及显示和按健输入模块,采用可扩展插板组装结构安装于机箱中,其中:主控制模块,作为装置的控制核心,分别通过多方式通讯模块连接总线式电表及远方主站;总线式电表抄表模块,每个接口连接多个总线式电表,将总线式电表数据上传至主控制模块;电源模块,采用双路电压输入热备用单电源方式,为装置提供工作电源;显示和按健输入模块,其中按健部分与主控制模块的输入端相连,显示部分接收主控制模块的数据进行显示,实现人机对话。本实用新型具有方便功能配置,可维护性强,通讯方式多样,适用范围广,存储容量大,使用寿命长等特点。

Description

一种电力参数集散装置
技术领域
本实用新型涉及一种应用于电力计量装置中的电量采集终端设备,具体的说是一种电力参数集散装置。
背景技术
电量采集终端是电能量计量和计费系统的基础,它直接关系到交易各方的利益,是交易结算的依据。在供电部门,电量数据是极为重要的,电量是供电企业从事经营、生产活动的重要决策依据,也是衡量一个供电企业效益的重要指标。电度表以RS422,RS485或电力载波标准,与电量采集装置通信,将电度表的电量信息和实时信息传到电量采集装置,由电量采集装置将各个电度表上传的信息进行读取、转换、编码、存储并发送。
在电力市场运营过程中,买卖双方交易的物理量是电能量,对发、供电量、联络线交换电量、网损(线损)电量及分时、分类电量的采集、监视、统计、分析、运算是电力市场运营的主要内容;建设电能量自动采集系统是实现电力市场运营的基础。对发、供电量进行统计,对机组平衡率、交接班电量等进行统计计算,以加强管理,并采取相应措施降低损耗,提高效率。
现有的电量采集终端过多地强调使用带来的便利,忽视了系统的完善和安全体系构建,包括诸多厂家在内也在安全方面考虑的较少或是比较单一,导致整个系统目前还存在诸多安全隐患,如果加以改进,如出现意外将随时给供电企业带来重大经济损失。
目前电量采集和计量装置与电力市场要求相比,存在以下几方面的不足:
1)主站系统按时间积分所得电量值精度不够;
2)现有厂站的rtu(REMOTE TERMINAL UNIT远方数据终端),其电能量处理功能非常弱,没有按时段周期统计电量的功能,无法反映通道故障前后故障时段电量的实际变化;
3)由于通过rtu采集电能,当rtu故障检修或增容时,会造成电能量的丢失,影响电量统计的精度,计量的可信度大大降低;
4)全网的时钟不统一,不能做到系统在同一时刻抄录关口数据,造成各电力部门之间的统计误差;
5)电力部门自动化系统尚未实现数据双向通信,信息不能自动下达,不能及时跟踪系统的运行状况。
这些问题的亟待解决,迫使电力自动化设备厂家加紧推出新一代的电量集散装置。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述不足之处,本实用新型要解决的技术问题是提供一种方便功能配置、可维护性强的电力参数集散装置。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
本实用新型电力参数集散装置包括:主控制模块、总线式电表抄表模块、电源模块以及显示和按健输入模块,采用可扩展插板组装结构安装于机箱中,其中:主控制模块,作为装置的控制核心,分别通过多方式通讯模块连接总线式电表及远方主站;总线式电表抄表模块,每个接口连接多个总线式电表,将总线式电表数据上传至主控制模块;电源模块,采用双路电压输入热备用单电源方式,为装置提供工作电源;显示和按健输入模块,其中按健部分与主控制模块的输入端相连,显示部分接收主控制模块的数据进行显示,实现人机对话。
本实用新型还具有GPRS模块,主控制模块通过GPRS模块与远方主站或远方GPRS抄表系统进行无线通讯连接;还可具有GPS模块,主控制模块通过GPS模块与现场GPS设备进行通讯连接,对装置进行卫星对时;还可具有电力载波通讯模块,主控制模块通过电力载波通讯模块与电力载波方式的电表进行通讯连接;
所述主控制模块包括:中央处理器、FLASH程序存储器、SDRAM数据存储器、CPLD、LAN接口、海量存储器以及串口扩展部分,其中:中央处理器,作为主控制模块的主控部件,通过控制线、数据线及地址线连接FLASH程序存储器、SDRAM数据存储器、CPLD、LAN接口、海量存储器以及串口扩展部分;FLASH程序存储器和SDRAM数据存储器,存储控制程序、主站协议库和电表协议库;CPLD,为主控制模块的其他部件提供控制时序;LAN接口,提供网络通讯功能;海量存储器,存储电量历史数据;串口扩展部分,提供通讯接口的扩展。
本发明具有以下有益效果及优点:
1.方便功能配置,可维护性强。本实用新型终端硬件采用可扩展插板组装结构安装于机箱中的插卡化设计,可按用户需求随机实现功能匹配,方便了终端配置的调整,增加了终端的可维护性。
2.通讯方式多样,适用范围广。本实用新型可以在同一个平台上兼容多种通讯信道,有线、光纤、GSM公网、GPRS分组交换网等多种方式可供选择。采用公网通讯,不用建立基站,组网方便,可免除大量的维护工作,信号覆盖面广。
3.存储容量大,使用寿命长。本实用新型采用大容量FLASH数据存储器(FLASH存储器标准配置32MB,可选配64MB或128MB),数据断电可保存10年;采用滚动存储技术,使得每一个存储块6个月或一年才使用一次,因此可以很好地解决FLASH存储器的寿命。
附图说明
图1为本实用新型结构框图;
图2为本实用新型中主控制模块的结构框图;
图3为本实用新型一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型包括:主控制模块、总线式电表抄表模块、电源模块以及显示和按健输入模块,采用可扩展插板组装结构安装于机箱中,其中:主控制模块,作为装置的控制核心,分别通过多方式通讯模块连接总线式电表及远方主站;总线式电表抄表模块,每个接口连接多个总线式电表,将总线式电表数据上传至主控制模块;
电源模块,采用双路电压输入热备用方式,为装置提供工作电源;显示和按健输入模块,其中按健部分与主控制模块的输入端相连,显示部分接收主控制模块的数据进行显示,实现人机对话。
如图2所示,所述主控制模块包括:中央处理器、FLASH程序存储器、SDRAM数据存储器、CPLD、LAN接口、海量存储器以及串口扩展部分,其中:中央处理器,作为主控制模块的主控部件,通过控制线、数据线及地址线连接FLASH程序存储器、SDRAM数据存储器、CPLD、LAN接口、海量存储器以及串口扩展部分;FLASH程序存储器和SDRAM数据存储器,存储控制程序、主站协议库和电表协议库;CPLD,为主控制模块的其他部件提供控制时序;LAN接口,提供网络通讯功能;海量存储器,存储电量历史数据;串口扩展部分,提供通讯接口的扩展。
如图3所示,本实用新型还可以包括:GPRS模块、GPS模块或电力波通讯模块,主控制模块通过GPRS模块与远方主站或远方GPRS抄表系统进行无线通讯连接;主控制模块通过GPS模块与现场GPS设备进行通讯连接,对装置进行卫星对时;主控制模块通过电力载波通讯模块与电力载波方式的电表进行通讯抄表。
本实用新型采用标准3u长箱插板形式,实现了终端硬件的插卡化,方便了终端配置的调整和增加了终端的可维护性。本实施例在长箱体中设有12个插板位置,扩展灵活、配置方便、可将之后具有新功能的插板很容易地包含进来。同时也实现了终端软件模块化:终端应用软件采用模块化编程方式,各个应用模块独立运行,不相互影响,可以监控每个模块的运行状况,当该模块运行发生异常,可以自动恢复,从而保证了终端软件运行的可靠性。
本实用新型提供给客户14个通讯口和1个LAN口,这些通讯口可以任意配置成多种通讯方式如:RS232/RS422/RS485/GPS/电力载波通讯/电话拨号/MODE/GPRS、这些通讯方式在本集散装置中都有相应的插板。利用这些通讯口可与下列目标设备进行通讯:总线式电能表、电力载波式电能表、GPRS方式电能表、远方主站(1点或多点)、调试用终端设备、GPS时钟装置、网络设备以及其它设备,这些插板可插入本实用新型的任何一个插槽内,占用的通讯口号可由用户任意设置。
中央处理器采用ARM9处理器,其他器件采用工作温度-45°~+85℃的宽温器件;电度表以RS422,RS485或电力载波标准,与本集散装置通信,将电度表的电量信息等传到本集散装置,再由本集散装置将各个电度表上传的信息进行读取、转换、编码、存储,然后通过光纤或者GPRS等通讯方式远传省调作为经济核算的数据依据。本集散装置又可通过RS-232口引入到电厂实时监控系统中,作为厂站端日常监视及核对的依据。
本实用新型采用单电源供电,进一步提升装置的工作稳定性。现有技术中的测控装置采用多电源供电方案,如5V 12V等;而本实用新型采用+12V单电源供电方案,单电源供电方案较多电源供电方案有很多优点:设计简单,对电源要求低,只要一个单12V电源即可;而多电源方案电源设计复杂;本实用新型的工作电压范围宽,为+7V~+24V,当电源电压为临界电压时,亦有优良的表现;,而采用多电源方案的装置则没有这个特性;备用电源输入方案,采用交流220V和直流220V多电源输入。交流220V输入经装置内的隔离变压器隔离,然后提供给电源板。
本实用新型历史数据存储容量巨大,可以达到2GB-32GB;一般FLASH存储器存取寿命的指标为10万次,而本装置需要频繁地将历史数据写入FLASH,因此必须考虑存储寿命的问题。本实用新型采用滚动存储技术,使得每一个存储块6个月或一年才使用一次,因此可以很好地解决FLASH存储器的寿命。
本实用新型内嵌的软件功能非常强大,完全采用面向目标的设计方法,使得装置应用灵活,每一个目标设备都可以单独定义,然后进行配置,扩展灵活、使用方便,便于升级。当客户提出新的要求或有新的功能增加时,软件需要进行升级,升级后的软件可以完全包含前一个版本的所有功能,因此不管之前的使用者和升级后的使用者都可以使用最新的集散装置。
本集散装置针对传统电量数据采集的固有缺陷和不稳定性,特别是电力设备通讯过程中涉及到的规约和协议问题,在软件的设计上采用了面向对象的设计架构,有效地解决了多协议、协议变更和协议扩充的问题,提高了本装置的适应性,实现了即插即用、自动识别。
本实用新型实现了电力参数计量和集散发送,将实时采集的电力参数通过多种方式、途径,(14个接口装置)一点多址,多种方式实现通讯。

Claims (5)

1.一种电力参数集散装置,其特征在于包括:主控制模块、总线式电表抄表模块、电源模块以及显示和按健输入模块,采用可扩展插板组装结构安装于机箱中,其中:
主控制模块,作为装置的控制核心,分别通过多方式通讯模块连接总线式电表及远方主站;
总线式电表抄表模块,每个接口连接多个总线式电表,将总线式电表数据上传至主控制模块;
电源模块,采用双路电压输入热备用单电源方式,为装置提供工作电源;
显示和按健输入模块,其中按健部分与主控制模块的输入端相连,显示部分接收主控制模块的数据进行显示,实现人机对话。
2.按权利要求1所述的电力参数集散装置,其特征在于:还具有GPRS模块,主控制模块通过GPRS模块与远方主站或远方GPRS抄表系统进行无线通讯连接。
3.按权利要求1所述的电力参数集散装置,其特征在于:还具有GPS模块,主控制模块通过GPS模块与现场GPS设备进行通讯连接,对装置进行卫星对时。
4.按权利要求1所述的电力参数集散装置,其特征在于:还具有电力载波通讯模块,主控制模块通过电力载波通讯模块与电力载波方式的电表进行通讯连接。
5.按权利要求1所述的电力参数集散装置,其特征在于:所述主控制模块包括:中央处理器、FLASH程序存储器、SDRAM数据存储器、CPLD、LAN接口、海量存储器以及串口扩展部分,其中:
中央处理器,作为主控制模块的主控部件,通过控制线、数据线及地址线连接FLASH程序存储器、SDRAM数据存储器、CPLD、LAN接口、海量存储器以及串口扩展部分;
FLASH程序存储器和SDRAM数据存储器,存储控制程序、主站协议库和电表协议库;
CPLD,为主控制模块的其他部件提供控制时序;
LAN接口,提供网络通讯功能;
海量存储器,存储电量历史数据;
串口扩展部分,提供通讯接口的扩展。
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