CN212033833U - 太阳能智能配电管理系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能智能配电管理系统，包括有电表主体和太阳能电池板电力管理系统；该电表主体集成有无线通讯模块和用于收集外部传感器和外部智能仪表数据的数据收集模块，该数据收集模块具有能够连接外部传感器、外部智能仪表的RS485模块和脉冲端子模块；该电表主体、无线通讯模块和数据收集模块均连接于微处理器；该太阳能电池板电力管理系统包括有太阳能电池板、太阳能逆变器、公共电表、外部传感器、外部智能仪表、服务器、配电箱及太阳能蓄电池；太阳能电池板经太阳能逆变器、电表主体将电力经由配电箱再透过公共电表输出至共公电网和家居用电，公共电表经无线通讯连接电表主体的无线通讯模块以将电力输出/输入数据回传至电表主体。

Description

太阳能智能配电管理系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池板通讯领域技术，尤其是指一种太阳能智能配电管理系统。
背景技术
近年，太阳能发电板产出的额外电力可以以固定价格卖给公共事业电网的制度下,住宅及商业建筑上设置太阳能发电板得到迅速发展。太阳能发电板产出的额外电力透过与配电箱连接的公共事业智能电表供应到公共事业电网并因此得到卖电利润。
现有的太阳能电池板电力管理系统将安装至少两个能量测量设备（也指电表），太阳能电池板经太阳能逆变器连接至一电表，该能量测试设备将电力经由配电箱再透过公共电表输出至共公电网，公共事业智能电表经无线传输将电力输出数据输送至公用事业系统服务器，公用事业系统服务器经无线/有线传输通讯连接于公司系统服务器，由公司系统服务器与应用程序和最终用户应用程序进行无线通讯，以使太阳能系统公司或最终用户能够了解发电状态并确认可以将多少电力销售给电力公司；为了保持太阳能电池板及太阳能蓄电池的性能，并了解效率转换，许多环境信息，如温度，湿度和光照度，这些数据会被收集并通过不同的通讯设备或者系统发送给太阳能系统公司或者电力公司进行数据分析；例如：日照强度计有线连接于第一通信模块，经第一通信模块无线通讯连接于公司系统服务器；温度/湿度传感器有线连接于第二通信模块，经第二通信模块无线通讯连接于公司系统服务器；水表有线连接于第三通信模块，经第三通信模块无线通讯连接于公司系统服务器；逆变器、太阳能蓄电池等亦需要第四和第五通信模块连接家用物联网网关经无线通讯连接于公司系统服务器；由于需要通过不同的通讯设备分别发送，容易造成通讯数据过多，处理数据过程效率低下；并且，这些通讯设备的安装成本非常昂贵，在安装和系统实施后不易改变，整体系统的结构过多，导致操作时间长，还会增大运营和维护成本。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种太阳能智能配电管理系统，其结构设置合理，有效地解决了以往太阳能电池板电力管理系统，由于通讯设备的安装过多，导致操作时间长，处理数据的效率低等问题，同时，通过配电箱，使得接驳电线方便，也方便在配电箱内设置开关等结构，如遇上高电流可自动断电。
为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：
一种太阳能智能配电管理系统，包括有
电表主体，该电表主体具有电力计和若干与电力计连接的电力计接线口；该电表主体集成有无线通讯模块和用于收集外部传感器和外部智能仪表数据的数据收集模块，该数据收集模块具有能够连接外部传感器、外部智能仪表的RS485模块和脉冲端子模块；该电表主体、无线通讯模块和数据收集模块均连接于微处理器；
太阳能电池板电力管理系统，该太阳能电池板电力管理系统包括有太阳能电池板、太阳能逆变器、公共电表、外部传感器、外部智能仪表、服务器、配电箱及太阳能蓄电池；该太阳能电池板经太阳能逆变器、电表主体将电力经由配电箱再透过公共电表输出至共公电网和家居用电，公共电表经无线通讯连接电表主体的无线通讯模块以将电力输出/输入数据回传至电表主体。
作为一种优选方案：所述无线通讯模块具有无线通讯模块插头及SIM卡槽，所述电表主体设有与无线通讯模块插头相适配的无线通讯模块插座。
作为一种优选方案：所述脉冲端子模块集成有脉冲输入接口和脉冲输出接口。
作为一种优选方案：所述电表主体还包括有一壳体，该壳体形成有一显示区域和安装区域；所述显示区域设有一用于显示设备信息的LCD显示屏，所述无线通讯模块、RS485模块、脉冲端子模块和电力计接线口安装于安装区域。
作为一种优选方案：所述无线通讯模块安装于安装区域上端，所述RS485模块、脉冲端子模块和电力计接线口安装于安装区域的下端；所述安装区域覆盖有一用于保护各模块的保护壳。
作为一种优选方案：所述配电箱包括有箱体和设置于箱体内的第一断电器、第二断电器、控制开关；所述第一断电器的一端通过控制开关连接于家居用电，所述第一断电器的另一端设置有第一接线头；所述第二断电器的一端连接于第一接线头，所述第二断电器的另一端设置有第二接线头以连接于电表主体，以及，所述第一接线头连接有第三断电器并经第三断电器连接至公共电表。
作为一种优选方案：所述外部传感器、太阳能逆变器、太阳能蓄电池通过RS485模块及外部智能仪表通过脉冲端子模块连接于数据收集模块。
作为一种优选方案：所述外部传感器是温度传感器、日照强度传感器、湿度传感器的一种或者多种的组合。
作为一种优选方案：所述外部智能仪表是水表、气表、热量表或能量储存设备的一种或者两种的组合。
作为一种优选方案：进一步地包括有物联网系统，该物联网系统以无线传输方式连接于无线通讯模块。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：通过设置集成了无线通讯模块、数据收集模块和微处理器的电表主体，微处理器能够收集、整合及储存太阳能电池板、外部传感器和智能仪表的数据，通过无线通讯模块统一将数据发送到服务器，简化了系统的结构；相较于以往单独发送数据的结构而言，将所有数据整合及储存之后再进行发送，可以避免了出现通讯数据过多，处理数据效率低的问题，使操作期间变得高效；设置的配电箱，使得接驳电线方便，也方便在配电箱内设置开关等结构，如遇上高电流可自动断电。
同时，降低了通讯设备的设置数量，结构得到了优化，可以改善安装过程并且能够降低运营成本和后续的维护成本，利于推广应用的新电力管理方法；
加之，通过设置的太阳能蓄电池，能够使太阳能电池板所得的电先在太阳能蓄电池储蓄满之后再向公共电表或家具用电供电；较于以往太阳能电池板所得的电直接向供电局供电的方式而言，能够使得太阳能电池板所得的电优先供家居用电使用，使得配电管理系统更加智能及合理。
为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1是本实用新型之较佳实施例的电表主体的主视图。
图2是本实用新型之较佳实施例的电表主体局部结构示意图（立体图）。
图3是图2的又一角度结构示意图。
图4是本实用新型之较佳实施例的电表主体主视图（局部结构）。
图5是本实用新型之较佳实施例的电表主体应用于太阳能电池板电力管理系统的结构框图；
图6是本实用新型之较佳实施例的配电箱的接线结构示意图。
附图标识说明：
10、电表主体 101、电力计
1011、电力计接线口 11、无线通讯模块插座
12、壳体 121、显示区域
1211、LCD显示屏 122、安装区域
20、无线通讯模块 21、无线通讯模块插头
22、SIM卡槽 30、RS485模块
40、脉冲端子模块 50、太阳能电池板电力管理系统
51、太阳能电池板 52、太阳能逆变器
53、公共电表 54、外部传感器
55、外部智能仪表 56、服务器
57、物联网系统 58、配电箱
581、第一断电器 582、第二断电器
583、控制开关 584、第一接线头
585、第二接线头 586、第三断电器
59、太阳能蓄电池。
具体实施方式
请参照图1至图6所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，是一种太阳能智能配电管理系统，包括有电表主体10及太阳能电池板电力管理系统50。
该电表主体10能够在户外或户内安装应用，该电表主体10具有电力计101和若干与电力计连接的电力计接线口1011；太阳能电池板电力管理系统的电力通过有线传输方式连接于电力计接线口1011将电力输送到电表主体10。在本实施例中，所述电表主体10集成有包含短距离及长距离通讯的无线通讯模块20和用于收集外部传感器和外部智能仪表数据的数据收集模块；该无线通讯模块20是指包含短距离(例如：符合或不符合Echonet Lite通信协议的 Wi-Sun,Bluetooth,Wi-Fi)及各种封闭式(non-IP)或开放式(IP)的长距离(例如：LTE-M1,NB-IoT,LTE-Cat1,LoRa, ZETA)等。其中，该无线通讯模块20集成有微处理器（图中未显示）；所述电表主体10、无线通讯模块20、数据收集模块30、脉冲端子模块40均连接于微处理器。
所述数据收集模块具有能够连接外部传感器、太阳能逆变器、太阳能蓄电池、外部智能仪表的RS485模块30和脉冲端子模块40，该外部传感器通过有线传输的方式连接RS485模块30，外部智能仪表通过有线传输方式连接于脉冲端子模块40；并且通过数据收集模块将数据存入微处理器中及储存在记忆芯片中。具体地说，所述脉冲端子模块40集成有脉冲输入接口和脉冲输出接口；外部智能仪表通过有线传输方式连接于脉冲输出接口，其中，将外部智能仪表连接于脉冲输入接口，用于将数据收集于数据收集模块；当然，还可以将外部智能仪表连接于脉冲输出端口，用于输出能耗信息。且可以通过RS485模块30控制外部开关的工作状态。
所述无线通讯模块20具有无线通讯模块插头21，所述电表主体10设有与无线通讯模块插头相适配的无线通讯模块插座11，该无线通讯模块20通过无线通讯模块插头21与无线通讯模块插座11可拆卸安装于电表主体10。通过设置可拆卸的无线通讯模块20，这样可以自由地拆卸、更换无线通讯模块20,以更换不同的短距离(例如：符合或不符合EchonetLite通信协议的 Wi-Sun,Bluetooth,Wi-Fi)或各种封闭式(non-IP)或开放式(IP)的长距离(例如：LTE-M1,NB-IoT,LTE-Cat1,LoRa,ZETA)无线通讯方案用于配合不同的使用条件；因此，太阳能系统公司可以快速适应通讯技术的变化，例如当前的无线通讯模块20是4G技术，可以快速更改为5G技术，以便提高通讯速度，更改方式灵活。再者，无线通讯模块20具有SIM卡槽22，可以跟据各式各样不同LTE/NB-IoT通讯网络供货商更换SIM卡，以配合服务地区覆盖、网络种类及费用的各种考虑因素而选择供货商。
所述电表主体10还包括有一壳体12，该壳体12形成有一显示区域121和安装区域122；所述显示区域121设有一用于显示设备信息的LCD显示屏1211，该LCD显示屏1211可以显示智能电表、外部传感器和外部智能仪表等设备的信息(例如：发电量读数,公用电表53取得的买电及卖电量,日照计54,外部智能仪表55数等等)，以便安装过程中向技术人员进行验证和指示。另外，在LCD显示屏1211可以分别显示无线通讯模块20以短距离及长距离无线通信的信号强度指针(以数字或图标表示)，以便安装过程中有助技术人员找出安装的最合适位置及查看无线通信信号的状态。
所述无线通讯模块20、RS485模块30、脉冲端子模块40和电力计接线口1011安装于安装区域122；具体地，所述无线通讯模块20安装于安装区域122上端，所述RS485模块30、脉冲端子模块40和电力计接线口1011安装于安装区域122的下端；并且在该安装区域122覆盖有一用于保护各模块的保护壳1221，以提供最大的安全保护，并提供防盗及防改装的不当行为。
从以上对电表主体的描述可知，通过将无线通讯模块20、数据收集模块、和微处理器等集成设置，相当于在传统的仅具备电力计功能的电能表上增加了无线通讯、数据收集、数据储存、主控等多种功能，其通过壳体12的结构设置，将各功能部分集成于安装区域122，数据信息可以经LCD显示屏1211显示；其结构设计紧凑合理，易于安装，利用智能集成式电表，至少省去了传统技术中的两个服务器，提高处理效率。
所述太阳能电池板电力管理系统50包括有太阳能电池板51、太阳能逆变器52、太阳能蓄电池59；还包括有公共电表53、外部传感器54、外部智能仪表55及服务器56；太阳能电池板51或太阳能蓄电池59经太阳能逆变器52、电表主体将电力经由配电箱58输出至家居用电或透过公共电表53输出至共公电网，公共电表53经无线通讯连接电表主体的无线通讯模块20以将即时测量或暂存在记忆芯片中的电力输出/输入数据回传至电表主体；所述家居用电可以通过连接于配电箱58的智能电表提供电力之外，还可以连接于公共电表53，通过连接于配电箱58的公共电表53将电力输送至家居用电。
该配电箱58包括有箱体和设置于箱体内的第一断电器581、第二断电器582、控制开关583；该第一断电器581的一端通过控制开关583连接于家居用电，该第一断电器581的另一端设置有第一接线头584；该第二断电器582的一端连接于第一接线头584，该第二断电器582的另一端设置有第二接线头585以连接于电表主体10，以及，该第一接线头584连接有第三断电器586并经第三断电器586连接至公共电表53。设置的配电箱，使得接驳电线方便，也方便在配电箱内设置开关等结构，如遇上高电流可自动断电。
该太阳能蓄电池59可以使太阳能电池板所得的电先在太阳能蓄电池储蓄满之后再向电力局或家居用电进行供电，能够确保先使用太阳能电池板所得的点，只有在太阳能电池板供电不足的情况下才使用公共电网的电；并且，在太阳能电池板所得的电过余时（例如太阳能蓄电池59储满电）才向公共电表53输出电；较于以往的太阳能管理系统，可使家居用电能够充分使用太阳能电池板所得的电，其在使用上更加合理。
该外部传感器54、太阳能逆变器52、太阳能蓄电池59通过RS485模块30及外部智能仪表55通过脉冲端子模块40连接于数据收集模块，所述微处理器整合太阳能电池板电力管理系统50、外部传感器54、外部智能仪表55和公共电表53或其他物关网的设备以短距离通讯模式回传的电力输出数据统一通过无线通讯模块20的长距离通讯发送至服务器56，服务器56再将数据传输至用户端（也指应用程序和最终用户应用）。所述应用程序和最终用户应用能够显示和分析数据结果，向公司、公共事业或者用户报告太阳能电池板的系统性能。
该外部传感器54是温度传感器、太阳能逆变器52、太阳能蓄电池59、日照强度传感器、湿度传感器的一种或者多种以上的组合。所述外部智能仪表55是水表、气表、热量表或能量储存设备的一种或者两种的组合；具体地说，该外部智能仪表是连接在脉冲输入端子，将使用量数据传输到微处理器用作传送及储存。
进一步地包括有物联网系统57，该物联网系统57及联网设备以短距离通讯无线传输方式连接于无线通讯模块20。微处理器通过无线通讯块20把所有传感器数据经短距离通讯无线方式传到物联网系统57，利用设置的物联网系统57，能够与电表主体以及太阳能电池板电力管理系统50形成双向通信信道。
本实用新型的设计重点在于：通过设置集成了无线通讯模块、数据收集模块和微处理器的电表主体，微处理器能够收集、整合及储存太阳能电池板、外部传感器和智能仪表的数据，通过无线通讯模块统一将数据发送到服务器，简化了系统的结构；相较于以往单独发送数据的结构而言，将所有数据整合及储存之后再进行发送，可以避免了出现通讯数据过多，处理数据效率低的问题，使操作期间变得高效；设置的配电箱，使得接驳电线方便，也方便在配电箱内设置开关等结构，如遇上高电流可自动断电。
同时，降低了通讯设备的设置数量，结构得到了优化，可以改善安装过程并且能够降低运营成本和后续的维护成本，利于推广应用的新电力管理方法；
加之，通过设置的太阳能蓄电池，能够使太阳能电池板所得的电先在太阳能蓄电池储蓄满之后再向公共电表或家具用电供电；较于以往太阳能电池板所得的电直接向供电局供电的方式而言，能够使得太阳能电池板所得的电优先供家居用电使用，使得配电管理系统更加智能及合理。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能智能配电管理系统，其特征在于：包括有
电表主体（10），该电表主体（10）具有电力计（101）和若干与电力计（101）连接的电力计接线口（1011）；该电表主体（10）集成有无线通讯模块（20）和用于收集外部传感器和外部智能仪表数据的数据收集模块，该数据收集模块具有能够连接外部传感器、外部智能仪表的RS485模块（30）和脉冲端子模块（40）；该电表主体（10）、无线通讯模块（20）和数据收集模块均连接于微处理器；
太阳能电池板电力管理系统（50），该太阳能电池板电力管理系统（50）包括有太阳能电池板（51）、太阳能逆变器（52）、公共电表（53）、外部传感器（54）、外部智能仪表（55）、服务器（56）、配电箱(58)及太阳能蓄电池(59)；
该太阳能电池板（51）经太阳能逆变器（52）、电表主体（10）将电力经由配电箱(58)再透过公共电表(53)输出至共公电网和家居用电，公共电表（53）经无线通讯连接电表主体（10）的无线通讯模块（20）以将电力输出/输入数据回传至电表主体。
2.根据权利要求1所述的太阳能智能配电管理系统，其特征在于：所述无线通讯模块（20）具有无线通讯模块插头（21）及SIM卡槽(22)，所述电表主体（10）设有与无线通讯模块插头相适配的无线通讯模块插座（11）。
3.根据权利要求1所述的太阳能智能配电管理系统，其特征在于：所述脉冲端子模块（40）集成有脉冲输入接口和脉冲输出接口。
4.根据权利要求1所述的太阳能智能配电管理系统，其特征在于：所述电表主体（10）还包括有一壳体（12），该壳体（12）形成有一显示区域（121）和安装区域（122）；所述显示区域（121）设有一用于显示设备信息的LCD显示屏（1211），所述无线通讯模块（20）、RS485模块（30）、脉冲端子模块（40）和电力计接线口（1011）安装于安装区域（122）。
5.根据权利要求4所述的太阳能智能配电管理系统，其特征在于：所述无线通讯模块（20）安装于安装区域（122）上端，所述RS485模块（30）、脉冲端子模块（40）和电力计接线口（1011）安装于安装区域（122）的下端；所述安装区域（122）覆盖有一用于保护各模块的保护壳（1221）。
6.根据权利要求1所述的太阳能智能配电管理系统，其特征在于：所述配电箱(58)包括有箱体和设置于箱体内的第一断电器(581)、第二断电器(582)、控制开关(583)；所述第一断电器(581)的一端通过控制开关(583)连接于家居用电，所述第一断电器(581)的另一端设置有第一接线头（584）；所述第二断电器(582)的一端连接于第一接线头（584），所述第二断电器(582)的另一端设置有第二接线头（585）以连接于电表主体（10），以及，所述第一接线头（584）连接有第三断电器（586）并经第三断电器（586）连接至公共电表(53)。
7.根据权利要求1所述的太阳能智能配电管理系统，其特征在于：所述外部传感器（54）、太阳能逆变器（52）、太阳能蓄电池(59)通过RS485模块（30）及外部智能仪表（55）通过脉冲端子模块（40）连接于数据收集模块。
8.根据权利要求1所述的太阳能智能配电管理系统，其特征在于：所述外部传感器（54）是温度传感器、日照强度传感器、湿度传感器的一种或者多种的组合。
9.根据权利要求1所述的太阳能智能配电管理系统，其特征在于：所述外部智能仪表（55）是水表、气表、热量表或能量储存设备的一种或者两种的组合。
10.根据权利要求1所述的太阳能智能配电管理系统，其特征在于：进一步地包括有物联网系统（57），该物联网系统（57）以无线传输方式连接于无线通讯模块（20）。
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CN113098147B (zh) * 2021-05-12 2022-10-25 山东德源电力科技股份有限公司 一种智能台区综合数据采集设备

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