CN213637158U - 一种变配电所直流电源优化运行智控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及直流电源系统在线监测技术领域，具体涉及一种变配电所直流电源优化运行智控系统。本实用新型实现了变配电所直流电源优化运行智控系统的从无到有；与上位机灵活通信。本实用新型的技术方案包括智控装置，装置中的CPU模块通过接收来自电压传感器、电流传感器、温度传感器的数据进行内部的运算处理与逻辑判断，同时将运算结果通过两种方式传递给后台系统，智控装置也可接收后台系统下发的信息，并通过设定值进行自动或远程控制蓄电池放电，另外，智控装置还可通过告警模块输出告警信息，从而方便现场人员的的运行维护。

Description

一种变配电所直流电源优化运行智控系统

技术领域

本实用新型涉及直流电源系统在线监测技术领域，具体涉及一种变配电所直流电源优化运行智控系统。

背景技术

直流电源系统是变配电所非常重要的组成部分，主要为继电保护装置、断路器操作、各类信号回路提供电源。直流电源系统的正常运行与否，关系到继电保护及断路器能否正确动作，继而影响到变配电所乃至整个供电网络的安全运行。

直流电源系统由充电设备、蓄电池、直流屏等组成，目前各类产品具备一些简单的自诊断功能，但是针对直流电源系统中重要组件蓄电池的在线监控属于空白区域。蓄电池的剩余电量只能通过测量即时电压作为宏观预估，交流断电后的带载时长以及长时间充电时长与空载时长未知，另外，每个变配电所负载不尽相同，电池新旧程度也不同，恢复交流后充电时长也存在差异，需要分析出变配电所蓄电池运行状态，纯靠运行维护人员经验评估，无法达到精确、科学的定量。

因此，有必要采取一种简单有效的解决方案，实时在线监测直流电源系统蓄电池电压、电流、带载时长、空载时长等参数，精确计算出蓄电池充入电量、放出电量、剩余电量，通过设定值进行自动或远程控制蓄电池放电，从而延长电池使用寿命，保证变配电所直流电源系统的可靠性和稳定性，提升变配电所运维效率。

实用新型内容

有鉴于此， 本实用新型目的是提供一种变配电所直流电源优化运行智控系统。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案是： 一种变配电所直流电源优化运行智控系统，其特征在于：包括电压传感器、电流传感器、若干个温度传感器、智控装置和后台系统。

所述的电压传感器与智控装置有线连接，所述的电流传感器与智控装置有线连接，所述的每个温度传感器与智控装置通过ISM无线连接。

所述的智控装置包括CPU模块、通信模块一、通信模块二、放电控制模块、告警模块、电源模块。所述的通信模块一、通信模块二、放电控制模块、告警模块、电源模块分别与CPU模块连接，通信模块一与每个温度传感器ISM无线连接，通信模块二与后台系统中的通信模块三通过运营商网络（GPRS/3G/4G/5G）无线连接，CPU模块与后台系统中的上位机直接以RS485有线方式连接。

所述的后台系统包括通信模块三和上位机。所述的通信模块三和上位机有线连接，通信模块三与智控装置的通信模块二通过运营商网络（GPRS/3G/4G/5G）无线连接，上位机与智控装置中的CPU模块以RS485有线方式连接。

所述的CPU模块通过接收来自电压传感器、电流传感器、若干个温度传感器的数据进行内部的运算处理与逻辑判断，同时将运算结果通过两种方式上传至后台系统中的上位机，另外，CPU模块根据计算结果还可控制放电控制模块、告警模块。

所述的两种方式为：①：CPU模块经过通信模块二后通过运营商网络（GPRS/3G/4G/5G）无线与通信模块三连接，通信模块三再与上位机有线连接；②：CPU模块通过RS485有线方式直接上传至上位机。

所述的电压传感器型号为HVS-AS5-25A。

所述的电流传感器型号为HCS-LSP。

所述的温度传感器型号为XHW-500C。

所述的CPU模块采用dsPIC33FJ128GP310A-EPT芯片。

所述的通信模块一型号为E3A-DTU-1W。

所述的通信模块二型号为WG-8010。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下。

本实用新型综合利用电压传感器、电流传感器、温度传感器采集数据、与后台系统中的上位机有线/无线通信、放电控制的技术特点，实现了一种变配电所直流电源优化运行智控系统的设计。对比现状，优点如下。

1）变配电所直流电源优化运行智控系统的从无到有，解决现场人员无法定性定量对蓄电池运行状态进行监控的问题。

2）蓄电池电压实时监测。

3）蓄电池电流实时监测。

4）蓄电池温度实时监测。

5）蓄电池带载时长记录。

6）蓄电池空载时长记录。

7）可通过设定值进行自动或远程控制蓄电池放电。

8）智控装置与后台系统中的上位机之间具有有线/无线通信2种通信方式，组合方式灵活。

9）系统可进行参数整定和相关数据、告警信息等查询。

附图说明

图1为本实用新型结构模块图。

图2为本实用新型运行流程图。

附图标记说明：1-电压传感器，2-电流传感器，3-温度传感器，4-智控装置，5-后台系统；401-CPU模块，402-通信模块一，403-通信模块二，404-放电控制模块，405-告警模块，406-电源模块，501-通信模块三，502-上位机。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种变配电所直流电源优化运行智控系统（参见图1），包括电压传感器1，电流传感器2，若干个温度传感器3，智控装置4，后台系统5。

所述的智控装置4包括CPU模块401、通信模块一402、通信模块二403、放电控制模块404、告警模块405、电源模块406。

所述的后台系统5包括通信模块三501、上位机502。

所述的CPU模块401通过接收来自电压传感器1，电流传感器2，若干个温度传感器3的数据进行内部的运算处理与逻辑判断，同时将运算结果通过两种方式上传到后台系统5中的上位机502：①：CPU模块401经过通信模块二403后通过运营商网络（GPRS/3G/4G/5G）无线与通信模块三501连接，通信模块三501再与上位机502有线连接；②：CPU模块401通过RS485有线方式直接上传至上位机502。另外，CPU模块401根据计算结果还可以控制放电控制模块404、告警模块405。

电压传感器1的型号为HVS-AS5-25A，用来采集蓄电池的电压数据并传递给CPU模块401。

电流传感器2的型号为HCS-LSP，用来采集蓄电池的电流数据并传递给CPU模块401。

各温度传感器3的型号为XHW-500C，用来采集蓄电池的温度数据并传递给CPU模块401。

CPU模块401采用的芯片型号为dsPIC33FJ128GP310A-EPT。

通信模块一402的型号为E3A-DTU-1W，用来接收各温度传感器传递的数据，以完成智控装置4对蓄电池温度数据的采集。

通信模块二403的型号为WG-8010，用来与通信模块三501连接，以完成智控装置4与上位机502之间无线信息的远距离传输。

放电控制模块404主要接收来自CPU模块401的信息，从而控制放电模块对蓄电池放电。

告警模块405主要接收来自CPU模块401的信息，给用户提供智控装置4的告警信息。

电源模块406使用LHE10-20D0524-02模块，用来为CPU模块401提供工作电源。

通信模块三501的型号为WG-4010，用来与通信模块二403连接，以完成上位机502与智控装置4之间无线信息的远距离传输。

智控装置4与后台系统5中的上位机502之间存在二种连接方式，包含一种有线一种无线模式。具体是：（1）有线模式：可通过智控装置4中的CPU模块401与后台系统5中的上位机502直接以RS485有线方式连接并进行数据传输；（2）无线模式：可通过智控装置4中的通信模块二403（使用WG-8010模块）与后台系统5中的通信模块三（使用WG-4010模块）通过运营商网络（GPRS/3G/4G/5G）无线连接，通信模块三501再与上位机502有线连接，从而完成智控装置4与上位机502之间的无线数据传输。

现场应用中，智控装置根据接收到的电压传感器、电流传感器、温度传感器数据进行内部的运算处理与逻辑判断，同时将运算结果通过两种方式传递给后台系统，智控装置也可接收后台系统下发的信息，并通过设定值进行自动或远程控制蓄电池放电，智控装置还可通过告警模块输出告警信息，从而方便现场人员的的运行维护，完成变配电所直流电源的优化运行。

参见图2：本图为本实用新型运行流程图。开始运行后，分别读取电压传感器、电流传感器、温度传感器数据并传递给CPU内部计算，经过CPU内部计算后传递信息到放电控制模块，放电控制模块根据设定的定值进行相应的判断，满足放电条件则驱动放电模块进行放电，否则将返回到读取各传感器数据流程，同时，CPU内部计算模块计算后如果发现问题，则驱动告警模块进行告警提示。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，本领域技术人员通过阅读本实用新型技术方案所作出的任何等效变换，均为本实用新型权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种变配电所直流电源优化运行智控系统，其特征在于：包括电压传感器（1）、电流传感器（2）、若干个温度传感器（3）、智控装置（4）和后台系统（5）；

所述的电压传感器（1）与智控装置（4）有线连接，所述的电流传感器（2）与智控装置（4）有线连接，所述的每个温度传感器（3）与智控装置（4）通过ISM无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种变配电所直流电源优化运行智控系统，其特征在于：所述的智控装置（4）包括CPU模块（401）、通信模块一（402）、通信模块二（403）、放电控制模块（404）、告警模块（405）、电源模块（406）；所述的通信模块一（402）、通信模块二（403）、放电控制模块（404）、告警模块（405）、电源模块（406）分别与CPU模块（401）连接，通信模块一（402）与每个温度传感器（3）ISM无线连接，通信模块二(403)与后台系统（5）中的通信模块三(501)通过运营商网络GPRS/3G/4G/5G无线连接，CPU模块(401)与后台系统(5)中的上位机(502)直接以RS485有线方式连接；

所述的后台系统(5)包括通信模块三(501)和上位机(502) ；所述的通信模块三(501)和上位机(502)有线连接。

3.根据权利要求2所述的一种变配电所直流电源优化运行智控系统，其特征在于：所述的CPU模块(401)通过接收来自电压传感器(1)、电流传感器(2)、若干个温度传感器(3)的数据进行内部的运算处理与逻辑判断，同时将运算结果通过两种方式上传至后台系统(5)中的上位机(502)，另外，CPU模块(401)根据计算结果还可控制放电控制模块(404)、告警模块(405)。

4.根据权利要求3所述的一种变配电所直流电源优化运行智控系统，其特征在于：所述的两种方式为：

1）CPU模块（401）经过通信模块二（403）后通过运营商网络GPRS/3G/4G/5G无线与通信模块三（501）连接，通信模块三（501）再与上位机（502）有线连接；

2）CPU模块（401）通过RS485有线方式直接上传至上位机（502）。

5.根据权利要求1所述的一种变配电所直流电源优化运行智控系统，其特征在于：所述的电压传感器（1）型号为HVS-AS5-25A。

6.根据权利要求1所述的一种变配电所直流电源优化运行智控系统，其特征在于：所述的电流传感器（2）型号为HCS-LSP。

7.根据权利要求1所述的一种变配电所直流电源优化运行智控系统，其特征在于：所述的温度传感器（3）型号为XHW-500C。

8.根据权利要求2所述的一种变配电所直流电源优化运行智控系统，其特征在于：所述的CPU模块（401）采用dsPIC33FJ128GP310A-EPT芯片。

9.根据权利要求2所述的一种变配电所直流电源优化运行智控系统，其特征在于：所述的通信模块一（402）型号为E3A-DTU-1W。

10.根据权利要求2所述的一种变配电所直流电源优化运行智控系统，其特征在于：所述的通信模块二（403）型号为WG-8010。

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