CN202872470U - 用电信息采集系统实时数据接入接口设备 - Google Patents

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翁锡安
邱雄
王勇
汪步升
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NINGBO YONGYAO INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
CIXI POWER SUPPLY BUREAU
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Abstract

本实用新型涉及一种变电站检测设备，尤其是涉及一种用电信息采集系统实时数据接入接口设备。本实用新型的用电信息采集系统实时数据接入接口设备包括连接外部设备的接口转换模块，与接口转换模块相连的USB接口、USB接口连接一配电网用电信息数据协议解析模块、配电网用电信息数据协议解析模块连接一通信管理模块、通信管理模块连接以太网接口模块、光纤接口模块及控制面板。本实用新型通过分布式计算模式，降低了节点单元的计算复杂度，并通过合理的合并减少了总体节点数量，提高了变电站监测系统的整体处理效率，降低了对现有变电站的数字化、智能化改造的成本。

Description

用电信息采集系统实时数据接入接口设备
技术领域
本实用新型涉及一种变电站检测设备，尤其是涉及一种用电信息采集系统实时数据接入接口设备。
背景技术
近年来，随着实时数据库在电网企业的应用,数字化电网、智能电网对于现场设备运行状态的实时采集要求越来越全面,量测类型和数量越来越多。 提供监测的产品厂家众多，型号功能各异，在通信接口方面也缺乏统一标准，导致需要很多协议转发器件, 数据采集主机上需要加载并处理很多种类型的协议。 而且各个厂家之间的协议存在不兼容情况，很难直接统一接入到服务器。其中，用户用电信息采集系统是通过对配电变压器和终端用户的用电数据的采集和分析，实现用电监控、推行阶梯定价、负荷管理、线损分析，最终达到自动抄表、错峰用电、用电检查、负荷预测和节约用电成本等目的。建立全面的用户用电信息采集系统需要建设系统主站、传输信道、采集设备以及电子式电能表。在用电信息采集系统外部设备时，需要用到用电信息采集系统实时数据接入接口设备，目前用电信息采集系统实时数据接入接口设备存在的主要问题是：
1-同种类、不同设备型号的物理接口、通信协议不统一，对数字化变电站的规划建设带来复杂度，不利于标准化、数字、智能、变电站的规划设计和建设。
2-第三方的协议转发器只是起到转发作用，大量的协议解析还是需要后台集中处理，影响了效率。
3-为每个设备配套协议转换器成本高，且不同厂家转换器提供的转换后的协议也不尽相同。
4-大量在网设备建设时间早，不全部具备数字化、标准化的通信接口。
5-集中处理协议，存在单点故障的安全隐患。
为了解决这些问题，市场上出现了一些协议转换器，基本上都是采集设备厂家自己开发的，每个厂家为自己的产品提供了采集和管理软件。由于商业竞争性，不同厂家的对外接口协议也不同，无法做到相互兼容；或者是存在第三方的协议转发器产品，都只是起到协议透明转发的作用，并不做协议的统一转换。
因此有必要在统一接口、统一协议、提高运算效率等方面予以改进。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种用电信息采集系统实时数据接入接口设备，它具有兼容性强、可配置、向上提供统一接口、统一协议、分布式运算等特点，是数字化、智能电网建设中的关键环节。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
本实用新型的用电信息采集系统实时数据接入接口设备包括连接外部设备的接口转换模块，与接口转换模块相连的USB接口、USB接口连接一配电网用电信息数据协议解析模块、配电网用电信息数据协议解析模块连接一通信管理模块、通信管理模块连接以太网接口模块、光纤接口模块及控制面板。
本实用新型通过分布式计算模式，降低了节点单元的计算复杂度，并通过合理的合并减少了总体节点数量，提高了变电站监测系统的整体处理效率，降低了对现有变电站的数字化、智能化改造的成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
图1是本实用新型的模块结构示意图；
具体实施方式
以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。
实施例，见图1所示：本实施例的用电信息采集系统实时数据接入接口设备包括以包括连接外部设备的接口转换模块1，与接口转换模块1相连的USB接口2、USB接口2连接一配电网用电信息数据协议解析模块3、配电网用电信息数据协议解析模块3连接一通信管理模块4、通信管理模块4连接以太网接口模块5、光纤接口模块6及控制面板7。
其中，以太网接口模块5及光纤接口模块6通过接插件方式提供2种可选的上位通信方式。不同于一般的通用通信模块，这2种针对性设计的模块封装了各自的物理接口和通信协议，设备只需要在应用层进行通信处理的编程，减少了对通信管理模块资源的占用，降低了通信管理模块的代码复杂度，提高了通信管理模块部分的可靠性。
通信管理模块4是设备的核心单元，负责数据采集的调度、缓存、与上位机的通信、与下位机的通信、异常情况处理等管理逻辑。
控制面板用7于工作状态、设备配置情况等信息的显示，并根据用户的输入控制设备的工作。
配电网用电信息数据协议解析模块3是设备的关键部分，负责协议的解析和转换，将不同厂家、不同型号种类监测设备的数据规约格式转换为标准的应用层数据，或进行反向的转换。通过升级本模块，可以支持更多、更新的设备型号。由于处理的是同种类的监测数据，监测数据内容一致，只是格式上的不同，处理逻辑简单，因此本模块的处理的效率比通用的协议解析程序效率更高。通过本模块，将运算范围限制在一个变电站内的一个类设备，运算复杂度低，处理速度高。
USB接口2和接口转换模块1，为了适应变电站现场不同测点数量的情况，接口转换模块以标准USB物理接口与设备通信，本实施例中USB接口默认4个，也可以设置为其他数量或者可以通过USB HUB最多扩展到128个接入模块。即最少可以连接128个设备。如果接入的是总线类模块，如485、CAN，则能连接的设备更多。由于很多厂家的设备往往具备相同的接口，特别是某一种类的设备，所以一个总线类接口转换模块可以连接一个变电站内的所有同型号设备。所以通过这样的架构设计，一个本设备，完全可以满足接入一个变电站内不同生产厂家不同型号的同一种类监测设备的设计目标。
工作时整个设备的数据流向如下：接口转换模块->(USB HUB)->USB接口->配电网用电信息数据协议解析模块->通信管理模块->以太网接口模块(或光纤接口模块)。各模块之间的接口，除了接口转换模块和配电网用电信息数据协议解析模块均采用USB2.0标准接口外，其余模块之间的点对点通信均采用高速SPI接口。
本实施例的用电信息采集系统实时数据接入接口设备采用专用的配电网用电信息数据协议解析模块，协议升级只要更新配电网用电信息数据协议解析模块。减少了传统的一体化设计的协议转换器，因协议扩展和升级导致主板资源不足需要整体更换设计带来的成本；与上位机的通信模块可以更换，降低了成本；大量协议解析转换工作在设备中完成，通信协议标准化,系统主机负荷大大降低。
相比于原有传输方式，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：
1、设备可以分布式组网，各节点独立工作，某个节点的升级不用停止其余设备，整个监测系统的可靠性和可用性增加。布式运算降低了集中计算的单点故障率，不会因某部分协议出错导致整个监测采集系统的实效，也降低了后台系统的运算负荷，提高监测系统的响应速度。
2、与后台的通信协议统一、标准化，明确了层次关系。系统模型简化，复杂度降低，可靠性提高。
3、现有在网的监测设备可以通过本装置适应数字化、智能化、标准化电网的建设需要，避免了重复投入，降低了智能电网建设的成本。
4、每种监测设备配备1个用电信息采集系统实时数据接入接口设备，减少了协议转发器数量，又避免过于集中导致的单点故障隐患。
5、配电网用电信息数据协议解析模块可以方便更换，升级处理能力而不用更改其它部件。

Claims (1)

1.用电信息采集系统实时数据接入接口设备，其特征在于：包括连接外部设备的接口转换模块，与接口转换模块相连的USB接口、USB接口连接一配电网用电信息数据协议解析模块、配电网用电信息数据协议解析模块连接一通信管理模块、通信管理模块连接以太网接口模块、光纤接口模块及控制面板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104833938A (zh) * 2015-05-21 2015-08-12 国网重庆市电力公司 一种适用于多种用电信息采集终端检测电路装置
CN110224492A (zh) * 2019-06-28 2019-09-10 国网河南省电力公司商丘供电公司 一种无人值守变电站实时监控系统

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