CN204465134U - 一种智能供电切换监控装置 - Google Patents

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汪振胜
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Abstract

本实用新型公开了一种智能供电切换监控装置，包括传感器、终端节点、协调节点、上位机显示装置和继电器，传感器包括监测风电、光电与市电电压的交流电压传感器，传感器与继电器各连接有终端传感器，上位机显示装置与所述协调节点连接，各终端节点与协调节点之间通过无线通信技术传递数据和控制指令，实现不同供电的切换。本实用新型的智能供电切换监控装置依托物联网技术自动完成供电环境内重要参数的监测、数据的远程传输、数据的显示及远程控制等工作来实现“三电”合一功能，有效的解决“三电”合一中的若干常见问题，达到风力及光伏发电不能满足供电要求时，能自动切入市电供电，从而保证用电负载的正常工作，具有一定的现实意义及实用价值。

Description

一种智能供电切换监控装置
技术领域
本实用新型涉及电力控制设备技术领域，具体说是一种智能供电切换监控装置。
背景技术
随着能源危机日益临近，以及人们对环境污染的重视，新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。所谓‘三电’是风力发电供电、光伏发电供电以及市电供电。风光发电应用系统，是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。但风力及光伏发电受环境及气候影响很大，影响供电的稳定性及安全性。随着我国经济高速发展，人民的生活水平提高，用电量日益增加，对用电质量及安全要求越来越高。采用‘三电’合一的供电方式，可以避免风力及光伏发电不能满足供电要求时，能自动切入市电供电，从而保证用电负载的正常工作。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种智能供电切换监控装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种智能供电切换监控装置，可以自动进行风电或光电与市电的切换（包括风电与市电、光电与市电及风光电与市电的三种不同组合），包括传感器、终端节点、协调节点、上位机显示装置和继电器，所述传感器包括监测风电、光电与市电电压的交流电压传感器，所述传感器与继电器各连接有终端传感器，所述上位机显示装置与所述协调节点连接，各终端节点与协调节点之间通过无线通信技术传递数据和控制指令，实现不同供电的切换。
进一步的方案中，上述各终端节点与协调节点之间通过遵循ZigBee协议的无线通信技术传递数据和控制指令。Zigbee是一种新兴的短距离、低速率的无线网络技术，适应无线传感器的低花费、低能量、高容错性等的要求，主要用于近距离无线连接。它有自己的协议标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。
进一步的方案中，所述继电器为单刀双掷型固态继电器，常闭为选“风光电”，实现“风光电”与市电的切换。
进一步的方案中，所述终端节点和协调节点为TI公司生产的CC2530芯片。
进一步的方案中，所述传感器还包括安装在风电会光电发电系统房间内的温湿度传感器和光照传感器，所述温湿度传感器使用DHT11芯片，所述光照传感器使用BH1750FVI芯片，所述交流电压电流传感器使用美控中国生产的MIK-DJI-5A传感器。
通过对远程监控器、现场控制器（从控器）、无线传感器通信节点等软硬件研制，根据功能需求加载按键控制、数码显示、触摸液晶控制、温湿度传感器、光照传感器等多种物理量传感器模块，组成一套完整的无线传感网的智能监控系统。
该系统能在上位机显示装置的PC上实现：远程现场监视，各种监测数据的管理与维护，通过数字和图表的方式，可实时显示无线传感器网络中各节点的状态，并可远程控制三电的切换，上位机显示控制由C#编写的上位机软件实现。
在现场控制器的管理下，系统可以实现根据预设参数，现场异常的自动监控、报警等功能。
终端节点和协调节点的核心芯片我们选用了TI公司生产的CC2530芯片，在传感器的选择上，温湿度传感器使用DHT11芯片，光照传感器使用BH1750FVI芯片，交流电压电流传感器使用美控中国的MIK-DJI-5A传感器，继电器为单刀双掷型固态继电器实现“三选一”切换。
本实用新型具有以下突出的有益效果：
本实用新型的智能供电切换监控装置依托物联网技术自动完成供电环境内重要参数的监测、数据的远程传输、数据的显示及远程控制等工作来实现“三电”合一功能，有效的解决“三电”合一中的若干常见问题，达到风力及光伏发电不能满足供电要求时，能自动切入市电供电，从而保证用电负载的正常工作，具有一定的现实意义及实用价值。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构框图
图2为本实用新型的温湿度传感器DH11应用电路
图3为本实用新型的终端结点和协调结点的核心板CC2530电源部分原理图
图4为本实用新型的终端结点和协调结点的核心板CC2530底板原理图
图5为本实用新型的终端结点和协调结点的核心板CC2530复位电路
图6为本实用新型的终端结点和协调结点的核心板CC2530串口原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明:
参见图1，本实用新型中的智能供电切换监控装置包括温湿度传感器、光照传感器和交流电压电流传感器的传感器11，一个终端节点12、一个协调节点13、一个上位机显示控制14、控制风光电及市电开关的单刀双掷型固态继电器15，各传感器11将采集的数据通过终端节点12发送至协调节点13处理，协调节点13将相关数据发送至上位机14，当协调节点13处数据处理发现异常时，会发送指令给终端节点12控制继电器15完成切换，也可以通过上位机14进行人为控制，指令将通过协调节点13发送到终端节点12控制继电器15完成切换。继电器15使用单刀双掷型固态继电器，3.3V可以直接驱动进行控制，继电器常闭状态选择“风光电”21接入用户24，当交流电压电流传感器检测到蓄电池电压异常时，继电器自动切换至市电22接入用户24，保证用户24用电正常。
在本实施例中传感器11有，温湿度传感器型号为DH11，光照传感器使用BH1750FVI芯片，交流电压电流传感器使用美控中国的MIK-DJI-5A；温湿度传感器DH11是数字式温湿度传感器，如图2所示：单一总线设计，只需要一条口线通信多点能力，2pin为通讯总线5K的电阻为总线的上拉电阻，1pin接5V电源，3pin接地；温湿度传感器DH11安装在风光发电系统房间内检测环境的温度、湿度，防止湿度太大对电气设备造成损害，光照传感器安装在太阳能发电站检测太阳能发电板的光照强度，电压传感器用来检测风光发电蓄电池组逆变器出来的电压和市电电压。
终端节点12、协调节点13均使用TI公司生产的CC2530芯片，且遵循ZigBee协议的无线通信技术传递数据和控制指令，终端结点和协调结点可以在ZigBee协议栈中对他们进行设置。终端结点和协调结点的核心板CC2530电源部分原理图如图3所示，输入5V直流电源由电容C100和电容C101滤波后进入reg1117-3.3电源芯片U20，输出3.3V电压再由电容C102和电容C103滤波后供CC2530芯片使用，battery+为备用电池的输入端。终端结点和协调结点的核心板CC2530底板原理图如图4所示，供电3.3V直流电，X1和X2为晶振，C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8为滤波电容，可用的IO口有P2.0-P2.2，P1.0-P1.7，P0.0-P0.7，共19个IO口，RESET脚为复位引脚，复位电路如图5所示。协调节点13与PC机以串口方式通讯使用RS232芯片对通讯电平进行转换电路如图6所示。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种智能供电切换监控装置，可以自动进行风电或光电与市电的切换，其特征在于，包括传感器、终端节点、协调节点、上位机显示装置和继电器，所述传感器包括监测风电、光电与市电电压的交流电压传感器，所述传感器与继电器各连接有终端传感器，所述上位机显示装置与所述协调节点连接，各终端节点与协调节点之间通过无线通信技术传递数据和控制指令，实现不同供电的切换。
2.根据权利要求1所述的智能供电切换监控装置，其特征在于，各终端节点与协调节点之间通过遵循ZigBee协议的无线通信技术传递数据和控制指令。
3.根据权利要求1所述的智能供电切换监控装置，其特征在于，所述继电器为单刀双掷型固态继电器。
4.根据权利要求1所述的智能供电切换监控装置，其特征在于，所述终端节点和协调节点为CC2530芯片。
5.根据权利要求1所述的智能供电切换监控装置，其特征在于，所述传感器还包括安装在风电会光电发电系统房间内的温湿度传感器和光照传感器，所述温湿度传感器使用DHT11芯片，所述光照传感器使用BH1750FVI芯片，所述交流电压电流传感器使用MIK-DJI-5A传感器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109038547A (zh) * 2018-07-11 2018-12-18 佛山市众盈电子有限公司 一种智能化市电识别与控制系统

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