CN210804515U - 景区智能电源调度系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种景区智能电源调度系统，包括智能主控端、终端供电设备以及监控平台，智能主控端用于将取电基站的市电交流电变换为高压直流电压或者将自身存储的低压直流电升压为高压直流电压；终端供电设备与智能主控端和用电设备对应连接；终端供电设备用于将高压直流电压逆变为市电交流电压或者与用电设备相适应的低压直流电压以向用电设备供电；监控平台用于采集智能主控端运行状态数据以及多个终端供电设备供电负荷数据，并对智能主控端运行状态和多个终端供电设备供电负荷状态进行调控。解决了现有技术中直接采用市电三相交流电为景区供电线路费用较高以及采用单相交流电为景区供电，则电压降低明显的问题。

Description

景区智能电源调度系统

技术领域

本实用新型涉及供电技术领域，具体而言，涉及一种景区智能电源调度系统。

背景技术

目前景区的供电基本以当地市电作为主用交流电源，通常是一路10KV高压电通过专用变压器降压后形成AC220V/AC380V低压配电线路，给景区设备供电。通过对旅游景区供电现状的研究，发现主要存在以下问题：

若引入市电三相交流电，则线路费用较高；若引入单相交流电，则电压降低明显，当负载增加后，会出现电压不足，甚至频繁闪断现象。因此，目前景区供电采用AC220V/AC380V低压配电线路给景区设备供电已经无法满足景区的供电要求。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种景区智能电源调度系统，以至少解决现有技术中直接采用市电三相交流电为景区供电线路费用较高以及采用单相交流电为景区供电，则电压降低明显的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种景区智能电源调度系统，包括：智能主控端，设置在取电基站，智能主控端用于将取电基站的市电交流电压升压并变换为高压直流电压或者将自身存储的低压直流电升压为高压直流电压；终端供电设备，终端供电设备为多个，多个终端供电设备设置在用电点，多个终端供电设备的输入端通过传输电缆与智能主控端连接，多个终端供电设备的输出端与用电点的多个用电设备一一对应地连接；终端供电设备用于将智能主控端传输的高压直流电压逆变为市电交流电压或者与用电设备相适应的低压直流电压以向用电设备供电；监控平台，与智能主控端和多个终端供电设备均连接，监控平台用于采集智能主控端运行状态数据以及多个终端供电设备供电负荷数据，并对智能主控端运行状态和多个终端供电设备供电负荷状态进行调控。

进一步地，智能主控端包括：市电接入模块，设置在取电基站并与市电交流电压连接；蓄电池，设置在取电基站并与市电交流电压连接；第一功率模块，第一功率模块的输入端与市电接入模块和蓄电池均连接，第一功率模块的输出端通过传输电缆与多个终端供电设备连接；其中，第一功率模块用于将市电接入模块输入的交流电压经滤波、整流后形成高压直流电压传输至多个终端供电设备以及将蓄电池储存的低压直流电升压为高压直流电压传输至多个终端供电设备；

蓄电池用于根据监控平台的指令在多个终端供电设备供电负荷处于谷值时进行充电，以及在多个终端供电设备供电负荷处于峰值时向多个终端供电设备供电。

进一步地，智能主控端还包括：第一防雷模块，第一功率模块的输入端通过第一防雷模块与市电接入模块和蓄电池连接；其中，第一防雷模块用于在市电接入模块或蓄电池遇到雷击或出现高压大电流时进行短路以保护第一功率模块。

进一步地，智能主控端还包括：第一监控模块，第一监控模块与监控平台、市电接入模块、蓄电池、第一功率模块以及第一防雷模块均连接，监控平台通过第一监控模块对市电接入模块、蓄电池、第一功率模块以及第一防雷模块进行监控。

进一步地，终端供电设备包括：第二功率模块，第二功率模块的输入端与智能主控端连接，第二功率模块的输出端与用电设备连接，第二功率模块用于将智能主控端传输的高压直流电压逆变为市电交流电压或者与用电设备相适应的低压直流电压以为用电设备供电。

进一步地，终端供电设备还包括：第二防雷模块，第二功率模块的输入端通过第二防雷模块和传输电缆与智能主控端连接，第二防雷模块用于在传输电缆遇到雷击或出现高压大电流时进行短路以保护第二功率模块；第二监控模块，第二监控模块与监控平台、第二功率模块以及第二防雷模块均连接，监控平台通过第二监控模块对第二功率模块以及第二防雷模块进行监控。

进一步地，监控平台包括：服务器；第一控制器，第一控制器与服务器和智能主控端均连接；其中，服务器通过第一控制器采集智能主控端的运行状态数据并根据运行状态数据通过第一控制器对智能主控端运行状态进行调控。

进一步地，监控平台还包括：第二控制器，第二控制器与服务器和多个终端供电设备均连接；其中，服务器通过第二控制器采集多个终端供电设备的运行状态数据并根据多个终端供电设备的运行状态数据通过第二控制器对多个终端供电设备运行状态进行调控以及通过第一控制器对智能主控端运行状态进行调控。

进一步地，监控平台还包括：客户端，与服务器连接；其中，客户端用于将服务器采集的智能主控端的运行状态数据和多个终端供电设备的运行状态数据进行显示，并接收操作人员的操作指令传送至服务器以对智能主控端运行状态和多个终端供电设备运行状态进行调控。

应用本实用新型技术方案的景区智能电源调度系统，包括智能主控端、终端供电设备以及监控平台，智能主控端设置在取电基站，智能主控端用于将取电基站的市电交流电压升压并变换为高压直流电压或者将自身存储的低压直流电升压为高压直流电压；终端供电设备为多个，多个终端供电设备设置在用电点，多个终端供电设备的输入端通过传输电缆与智能主控端连接，多个终端供电设备的输出端与用电点的多个用电设备一一对应地连接；终端供电设备用于将智能主控端传输的高压直流电压逆变为市电交流电压或者与用电设备相适应的低压直流电压以向用电设备供电；监控平台与智能主控端和多个终端供电设备均连接，监控平台用于采集智能主控端运行状态数据以及多个终端供电设备供电负荷数据，并对智能主控端运行状态和多个终端供电设备供电负荷状态进行调控。解决了现有技术中直接采用市电三相交流电为景区供电线路费用较高以及采用单相交流电为景区供电，则电压降低明显的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例可选的第一种景区智能电源调度系统的结构框图；以及

图2是根据本实用新型实施例可选的第二种景区智能电源调度系统的结构框图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、智能主控端；11、市电接入模块；12、蓄电池；13、第一功率模块；14、第一防雷模块；15、第一监控模块；20、终端供电设备；21、第二功率模块；22、第二防雷模块；23、第二监控模块；30、监控平台；31、服务器；32、第一控制器；33、第二控制器；34、客户端；40、用电设备。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

根据本实用新型实施例的景区智能电源调度系统，如图1所示，包括智能主控端10、终端供电设备20以及监控平台30，智能主控端10设置在取电基站，智能主控端10用于将取电基站的市电交流电压升压并变换为高压直流电压或者将自身存储的低压直流电升压为高压直流电压；终端供电设备20为多个，多个终端供电设备20设置在用电点，多个终端供电设备20的输入端通过传输电缆与智能主控端10连接，多个终端供电设备20的输出端与用电点的多个用电设备40一一对应地连接；终端供电设备20用于将智能主控端10传输的高压直流电压逆变为市电交流电压或者与用电设备40相适应的低压直流电压以向用电设备40供电；监控平台30与智能主控端10和多个终端供电设备20均连接，监控平台30用于采集智能主控端10运行状态数据以及多个终端供电设备20供电负荷数据，并对智能主控端10运行状态和多个终端供电设备20供电负荷状态进行调控。解决了现有技术中直接采用市电三相交流电为景区供电线路费用较高以及采用单相交流电为景区供电，则电压降低明显的问题。

具体实施时，如图2所示，智能主控端10包括市电接入模块11、蓄电池12、第一功率模块13、第一防雷模块14和第一监控模块15，市电接入模块11和蓄电池12均设置在取电基站并与市电交流电压连接，市电接入模块11用于引入AC220V/AC380V低压配电线路；第一功率模块13的输入端通过第一防雷模块14与市电接入模块11和蓄电池12均连接，第一防雷模块14用于在市电接入模块11或蓄电池12遇到雷击或出现高压大电流时进行短路以保护第一功率模块13及后续供电系统，第一防雷模块14在低压时呈现高阻开路状态，高压时呈现低阻短路状态，能承受数百安培电流通过，当遇到雷击和高电压大电流时，第一防雷模块14立即呈现短路，同时断开总电源开关，使设备受到保护；第一功率模块13的输出端通过传输电缆与多个终端供电设备20连接；第一功率模块13用于将市电接入模块11输入的AC220V/AC380V低压交流电压经滤波、整流后形成高压直流电压传输至多个终端供电设备20或者将蓄电池12储存的低压直流电升压为高压直流电压传输至多个终端供电设备20，即第一功率模块13共有两路输入，一路是将输入的AC220V/AC380V经滤波、整流为高压直流电DC250V~DC800V，再通过传输电缆传输至各个终端供电设备20；另一路是将蓄电池12存储的低压直流电升压为高压直流电，再通过传输电缆传输至各个终端供电设备20。可选地，蓄电池12采用铁锂电池，其容量根据景区的实际供电负荷进行设置。通过多个终端供电设备20对传输的高压直流电压进行相应的转换后为多个不同的用电设备40进行供电；根据所需功率及电压等级，景区的用电设备40一般包括监控系统、闸机系统、票务系统、广播系统、信息发布系统、照明系统、运维系统、调度系统、防盗报警系统和观光索道供电。蓄电池12并非在任何时候都工作，蓄电池12根据监控平台30的指令在多个终端供电设备20供电负荷处于谷值时进行充电，在多个终端供电设备20供电负荷处于峰值时与市电接入模块11用于引入AC220V/AC380V低压配电线路共同向多个终端供电设备20供电，从而能够有效对景区智能电源调度系统的供电进行灵活调度，避免供电负荷处于峰值时引起的供电不足甚至电网瘫痪。

第一监控模块15与监控平台30、市电接入模块11、蓄电池12、第一功率模块13以及第一防雷模块14均连接，监控平台30通过第一监控模块15对市电接入模块11、蓄电池12、第一功率模块13以及第一防雷模块14进行监控。第一监控模块15是基于单片机控制的，实时监测第一防雷模块14和第一功率模块13状态，具有“遥信、遥测、遥控、遥调”功能，具备输入、输出过欠压保护与恢复、短路保护、限流保护、过温保护、电能计量等功能，设备运行过程中出现任何异常都会关闭输出、发出告警并上传监控平台30。

进一步地，终端供电设备20包括第二功率模块21、第二防雷模块22和第二监控模块23，第二功率模块21的输入端通过第二防雷模块22和传输电缆与智能主控端10连接，第二防雷模块22用于在传输电缆遇到雷击或出现高压大电流时进行短路以保护第二功率模块21和后续供电系统，第二防雷模块22在低压时呈现高阻开路状态，高压时呈现低阻短路状态，能承受数百安培大电流通过。当遇到雷击和高电压大电流时，防雷模块立即呈现短路，同时断开总电源开关，使设备受到保护；第二功率模块21的输出端与用电设备40连接，第二功率模块21用于将智能主控端10传输的高压直流电压逆变为市电交流电压或者与用电设备40相适应的低压直流电压以为用电设备40供电。第二监控模块23与监控平台30、第二功率模块21以及第二防雷模块22均连接，监控平台30通过第二监控模块23对第二功率模块21以及第二防雷模块22进行监控。

第二监控模块23也是基于单片机控制的，实时监测第二防雷模块22和第二功率模块21的状态，具有“遥信、遥测、遥控、遥调”功能，具备输入、输出过欠压保护与恢复、短路保护、限流保护、过温保护、电能计量等功能。设备运行过程中出现任何异常都会关闭输出、发出告警并上传监控平台30。

进一步地，监控平台30包括服务器31、第一控制器32、第二控制器33以及客户端；第一控制器32通过RS485接口与服务器31和智能主控端10的第一监控模块15均连接；第二控制器33也通过RS485接口与服务器31和多个终端供电设备20的第二监控模块23均连接；服务器31通过第一控制器32和第一监控模块15采集智能主控端10的运行状态数据并根据运行状态数据通过第一控制器32对智能主控端10运行状态进行调控；服务器31通过第二控制器33和第二监控模块23采集多个终端供电设备20的运行状态数据并根据多个终端供电设备20的运行状态数据通过第二控制器33对多个终端供电设备20运行状态进行调控以及通过第一控制器32对智能主控端10运行状态进行调控。

客户端34与服务器31连接；客户端34用于将服务器31采集的智能主控端10的运行状态数据和多个终端供电设备20的运行状态数据进行显示，操作人员根据显示的运行状态数据通过客户端34再向服务器31传送指令，从而对智能主控端10运行状态和多个终端供电设备20运行状态进行调控。

在实际应用时，监控平台30采用SCADA系统，即数据采集与监视控制系统，通过第一监控模块15和第二监控模块23对智能主控端10和各个终端供电设备20的现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。之所以使用SCADA系统构建监控平台30，是由于景区用电随季节、时间的变化而变化，负荷峰谷差较大这一特点所决定的。SCADA系统作为能量管理系统（EMS）的一个最主要的子系统，在电力调度方面有着不可替代的作用。当景区用电处于谷值时，监控平台30下发指令，给智能主控端10的蓄电池12充电，进行电力储备；当景区用电处于峰值时，监控平台30下发指令，由智能主控端10的蓄电池12放电，配合市电接入模块11引入的市电交流电进行供电，以弥补终端供电设备20供电需求缺口，改善供电质量，提高供电的稳定性。

SCADA系统分为两个层面，即客户端/服务器体系结构。服务器31通过第一控制器32和第二控制器33与智能主控端10和终端供电设备20的硬件设备通信，进行数据采集、处理和运算；客户端34用于人机交互，如用文字、动画显示现场的状态，并可以对现场的开关进行操作。智能主控端10和终端供电设备20的硬件设备的硬件设备通过RS485或以太网的方式连接到服务器31上。

景区智能电源调度系统的监控平台30，是使用SCADA系统概念构建的一个小型系统，核心是一台监控计算机，安装于机房内。在这台监控计算机上，安装有负责收集、存储过程数据并向现场连接的设备发送控制命令的软件及数据库。同时，在这台计算机上，还安装有人机界面（HMI）。人机界面（HMI）是监控平台的操作员窗口，它以文字或图形向操作人员提供设备信息以及报警和事件记录页面，还可以根据实时数据形成趋势图，使操作人员更好地了解设备的运行状态。

SCADA系统有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，它对提高运行的可靠性、安全性与经济效益，减少调度员，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平方面有着不可替代的作用。

智能主控端10和终端供电设备20内部均配置了监控模块，充当监控平台30的控制器和执行器。监控模块实时采集智能主控端10和终端供电设备20的数据，当监控平台30的监控计算机发出收集指令时，监控模块将采集到的数据上报给监控计算机，由监控计算机进行运算、处理和存储，将结果实时显示在人机界面（HMI）上，供操作人员查阅。如果设备运行状态不好或有告警信息需要处理，则监控计算机将控制命令下发给监控模块，使设备做出相应的动作。

智能主控端10最小可满足2U嵌入式安装，体积更小，性能更优，节省安装空间。同时，当取电基站内没有多余空间安装智能主控端10的设备时，智能主控端10也可以嵌入式安装于壁挂式机箱内，再将壁挂式机箱抱杆安装于室外，接线方便，安装灵活。

本实施例的景区智能电源调度系统在具体工作时，通过市电接入模块11从取电基站引入220VAC/380VAC低压配电线路，通过智能主控端10的第一功率模块13采用浮动的供电技术进行将220VAC/380VAC低压隔离变换升压为DC250～DC800V直流电压，根据用电负荷进行智能调节，通过传输电缆采用对大地悬浮技术以最大效率远距离传输至各个终端供电设备20，各个终端供电设备20采用全桥谐振软开关技术将高压直流电逆变为用电设备40所需的AC220V/AC380V交流电压或者降压为/DC48V/DC24V/DC12V等直流电压，为景区的用电设备40提供稳定的供电，效率可达93.5%以上。本实施例的景区智能电源调度系统具备多重保护功能，如过/欠压、开路、短路、漏电、市电入侵、过温、防雷、防浪涌保护等，当线路发生故障时，系统可立即停止工作，保证线路及维护人员的安全。监控平台30具备完善的网管监控功能，可完成集中监控，实时监测系统和设备的运行状态，记录和处理相关数据，及时侦测故障，并作必要的遥控、遥调等操作，适时通知人员处理，实现机房的少人、无人值守。

本实施例的景区智能电源调度系统具有以下实际优点：

1）有效缓解取电难

本实施例的景区智能电源调度系统在智能主控端10的取电基站取电，不需直接引入市电，避免市电引入协调难、费用高、需开户等问题。同时，智能主控端10连接后备蓄电池12，停电后转后备蓄电池12供电，减少停电即断站。

2）有效降低建设投资及维护成本

本实施例的景区智能电源调度系统采用集中供电模式，无论输入的是三相交流电还是单相交流电，都将隔离升压为高压直流电传输给远端的终端供电设备20，可利用原有线路，降低线路损耗，投资少，用时短。景区智能电源调度系统的后期维护主要集中在智能主控端10，终端供电设备20基本无维护。

3）扩容方便易行

在不改变原有线路的前提下，当负载量增大、需要扩容时，可适当增大智能主控端10、终端供电设备20功率，或在用电设备40集中的站点，新增终端供电设备20，以满足新的供电需求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种景区智能电源调度系统，其特征在于，包括：

智能主控端（10），设置在取电基站，所述智能主控端（10）用于将所述取电基站的市电交流电压升压并变换为高压直流电压或者将自身存储的低压直流电升压为高压直流电压；

终端供电设备（20），所述终端供电设备（20）为多个，多个所述终端供电设备（20）设置在用电点，多个所述终端供电设备（20）的输入端通过传输电缆与所述智能主控端（10）连接，多个所述终端供电设备（20）的输出端与所述用电点的多个用电设备（40）一一对应地连接；所述终端供电设备（20）用于将所述智能主控端（10）传输的高压直流电压逆变为市电交流电压或者与所述用电设备（40）相适应的低压直流电压以向所述用电设备（40）供电；

监控平台（30），与所述智能主控端（10）和多个所述终端供电设备（20）均连接，所述监控平台（30）用于采集所述智能主控端（10）运行状态数据以及多个所述终端供电设备（20）供电负荷数据，并对所述智能主控端（10）运行状态和多个所述终端供电设备（20）供电负荷状态进行调控。

2.根据权利要求1所述的景区智能电源调度系统，其特征在于，所述智能主控端（10）包括：

市电接入模块（11），设置在所述取电基站并与市电交流电压连接；

蓄电池（12），设置在所述取电基站并与市电交流电压连接；

第一功率模块（13），所述第一功率模块（13）的输入端与所述市电接入模块（11）和所述蓄电池（12）均连接，所述第一功率模块（13）的输出端通过传输电缆与多个所述终端供电设备（20）连接；

其中，所述第一功率模块（13）用于将所述市电接入模块（11）输入的交流电压经滤波、整流后形成高压直流电压传输至多个所述终端供电设备（20）以及将所述蓄电池（12）储存的低压直流电升压为高压直流电压传输至多个所述终端供电设备（20）；

所述蓄电池（12）用于根据所述监控平台（30）的指令在多个所述终端供电设备（20）供电负荷处于谷值时进行充电，以及在多个所述终端供电设备（20）供电负荷处于峰值时向多个所述终端供电设备（20）供电。

3.根据权利要求2所述的景区智能电源调度系统，其特征在于，所述智能主控端（10）还包括：

第一防雷模块（14），所述第一功率模块（13）的输入端通过所述第一防雷模块（14）与所述市电接入模块（11）和所述蓄电池（12）连接；

其中，所述第一防雷模块（14）用于在所述市电接入模块（11）或所述蓄电池（12）遇到雷击或出现高压大电流时进行短路以保护所述第一功率模块（13）。

4.根据权利要求3所述的景区智能电源调度系统，其特征在于，所述智能主控端（10）还包括：

第一监控模块（15），所述第一监控模块（15）与所述监控平台（30）、所述市电接入模块（11）、所述蓄电池（12）、所述第一功率模块（13）以及所述第一防雷模块（14）均连接，所述监控平台（30）通过所述第一监控模块（15）对所述市电接入模块（11）、所述蓄电池（12）、所述第一功率模块（13）以及所述第一防雷模块（14）进行监控。

5.根据权利要求1所述的景区智能电源调度系统，其特征在于，所述终端供电设备（20）包括：

第二功率模块（21），所述第二功率模块（21）的输入端与所述智能主控端（10）连接，所述第二功率模块（21）的输出端与所述用电设备（40）连接，所述第二功率模块（21）用于将所述智能主控端（10）传输的高压直流电压逆变为市电交流电压或者与所述用电设备（40）相适应的低压直流电压以为所述用电设备（40）供电。

6.根据权利要求5所述的景区智能电源调度系统，其特征在于，所述终端供电设备（20）还包括：

第二防雷模块（22），所述第二功率模块（21）的输入端通过所述第二防雷模块（22）和所述传输电缆与所述智能主控端（10）连接，所述第二防雷模块（22）用于在所述传输电缆遇到雷击或出现高压大电流时进行短路以保护所述第二功率模块（21）；

第二监控模块（23），所述第二监控模块（23）与所述监控平台（30）、所述第二功率模块（21）以及所述第二防雷模块（22）均连接，所述监控平台（30）通过所述第二监控模块（23）对所述第二功率模块（21）以及所述第二防雷模块（22）进行监控。

7.根据权利要求1所述的景区智能电源调度系统，其特征在于，所述监控平台（30）包括：

服务器（31）；

第一控制器（32），所述第一控制器（32）与所述服务器（31）和所述智能主控端（10）均连接；

其中，所述服务器（31）通过所述第一控制器（32）采集所述智能主控端（10）的运行状态数据并根据所述运行状态数据通过所述第一控制器（32）对所述智能主控端（10）运行状态进行调控。

8.根据权利要求7所述的景区智能电源调度系统，其特征在于，所述监控平台（30）还包括：

第二控制器（33），所述第二控制器（33）与所述服务器（31）和多个所述终端供电设备（20）均连接；

其中，所述服务器（31）通过所述第二控制器（33）采集多个所述终端供电设备（20）的运行状态数据并根据多个所述终端供电设备（20）的运行状态数据通过所述第二控制器（33）对多个所述终端供电设备（20）运行状态进行调控以及通过所述第一控制器（32）对所述智能主控端（10）运行状态进行调控。

9.根据权利要求8所述的景区智能电源调度系统，其特征在于，所述监控平台（30）还包括：

客户端（34），与所述服务器（31）连接；

其中，所述客户端（34）用于将所述服务器（31）采集的所述智能主控端（10）的运行状态数据和多个所述终端供电设备（20）的运行状态数据进行显示，并接收操作人员的操作指令传送至所述服务器（31）以对所述智能主控端（10）运行状态和多个所述终端供电设备（20）运行状态进行调控。

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