CN218413275U - 一种新能源智能通信设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力系统通信管理领域，具体涉及一种新能源智能通信管理机，包括：壳体、前盖板、上盖板、扩展插槽、指示模块、通信模块、电源模块和主控处理模块，壳体呈前端开口的腔体状，前盖板安装在壳体上并覆盖开口，指示模块安装在前盖板上，扩展插槽安装在壳体内，壳体对应扩展插槽位置开有镂空，上盖板覆盖镂空并与壳体可拆卸连接，通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，指示模块及通信模块均与主控处理模块连接，电源模块为其余元器件供电。本实用新型的有益技术效果为：提高新能源场站集控中心设备利用率，降低通信成本。

Description

一种新能源智能通信设备

技术领域

本实用新型涉及电力系统通信技术领域，具体涉及一种新能源智能通信设备。

背景技术

为了应对气候变化，推动以二氧化碳为主的温室气体减排，各行各业均提出了节能减排的具体措施。而电力行业作为我国重要的碳排放主体之一，是践行“四个革命、一个合作”能源安全新战略的重要行业之一，也是工业互联网、信息化基础最为健全的行业之一。随着电力行业中的新能源场站遍地开花，新能源场站的管理模式——“无人值班，少人值守，集中运维”模式也逐渐深入人心，产生了新能源场站精细化管理的需求，新能源场站的集控中心建设与管理成为了研究热点。

但是，新能源场站的集控中心建设与管理存在着数据传输不便的技术问题，如何把分散在各地的新能源场站的设备、生产运行数据转传给集控中心，越来越成为了新能源场站的集控中心建设与管理的瓶颈。目前，现有技术正在采取的是通过现有的远动装置来兼容执行的解决方案。尽管该解决方案不用增加新的硬件设备即可进行数据采集以及通信传输，但是其存在可收集效率低、不准确、及时性差的技术问题，限制了该解决方案的推广。为了更加全面、准确、快速地收集新能源场站生产、运营等管理信息数据，现有技术只能通过增加专用的远动装置来协助转传电站设备和生产信息，可由于远动装置本身的设计初衷存在局限性，不便于把集控中心需要的数据统一打包转传，只能转传部分的设备和生产数据信息，而其它的数据信息还需要通过另外两路来转传。这样，尽管场站投入了不菲的费用来购置远动装置，但是新能源场站集控中心的数据采集效果还是不够理想。为此，有必要研究能够提高新能源场站集控中心数据采集以及数据传输效果、降低管理成本的集成通信设备。

如中国专利CN213877027U，公开日2021年8月3日，一种集成多种通信方式的台区智能感知终端。该实用新型包括主控处理模块，主控处理模块通过USB通信接口插接交采计量单元和通信单元，主控单元包括主CPU、存储模块、人机交互模块、看门狗电路、RTC电路、加密安全电路、wifi模块、蓝牙模块以及以太网接口电路；主CPU的存储端与存储模块相连，其时钟端连接RTC电路，wifi模块、蓝牙模块以及以太网接口电路分别连接主CPU的通信端，人机交互模块与主CPU的控制端相连，看门狗连接主CPU的监测端，解决了数据信息采集量大、多通信方式集成困难的技术问题，以丰富的可配置的多元上下行通信方式满足了末端电网感知系统大数据互联的需求。但是该技术方案并没有解决新能源场站集控中心数据采集以及数据传输效果差、通信成本高、设备利用率低的技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题：目前新能源场站集控中心存在通信成本高的技术问题，提出了一种新能源智能通信设备，能够提高新能源场站集控中心设备利用率，降低通信成本。

解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种新能源智能通信设备，包括：

壳体、前盖板、上盖板、扩展插槽、指示模块、通信模块、电源模块和主控处理模块，所述壳体呈前端开口的腔体状，所述前盖板安装在所述壳体上并覆盖所述开口，所述指示模块安装在所述前盖板上，所述扩展插槽安装在壳体内，壳体对应所述扩展插槽位置开有镂空，所述上盖板覆盖所述镂空并与壳体可拆卸连接，所述通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，所述指示模块及通信模块均与主控处理模块连接，所述电源模块为其余元器件供电。

作为优选，所述有线通信模块包括串口通信电路、SPI通信单元、I2C通信单元和USB通信单元，所述串口通信电路、SPI通信单元、I2C通信单元和USB通信单元均与所述主控处理模块的通信端连接。

作为优选，所述无线通信模块包括无线公网通信单元、Wi-Fi单元以及以太网通信单元，所述无线公网通信单元采用3G/4G/5G无线公网通信单元，所述无线公网通信单元、Wi-Fi单元以及以太网通信单元均与所述主控处理模块的通信端连接。

作为优选，所述扩展插槽包括支撑架和若干个扩展架，所述支撑架固定安装在壳体内，若干个所述扩展架排列安装在所述支撑架上，所述扩展架包括滑槽架和夹持架，所述滑槽架包括滑架、供电静触点和数据静触点，滑架上设有滑槽，所述夹持架包括壳架、供电动触点、数据动触点、供电插口和数据插口，所述壳架上设有与所述滑槽匹配的凸起部，所述供电动触点和数据动触点固定在所述壳架上，所述供电动触点和数据动触点位置分别与供电静触点和数据静触点匹配，所述供电插口和数据插口分别为扩展器件供电和传输数据。

作为优选，所述滑槽上设有凸起弹性片，所述壳架上设有与所述凸起弹性片位置相匹配的弹性凸起。

作为优选，所述串口通信电路包括支持RS-232或RS-485串行标准的收发芯片。

作为优选，所述以太网通信单元包括集成RJ45以太网接口的网络驱动芯片。

作为优选，所述主控处理模块包括两个主控制器，两个主控制器均与所述指示模块及通信模块连接。

作为优选，智能通信设备还包括散热模块，所述散热模块包括风机和散热板，所述风机和散热板均安装在壳体内，所述散热板贴附所述主控处理模块，散热板设有容纳所述风机的缺口，所述壳体对应风机的位置开设有若干个通风孔，所述风机与所述主控处理模块连接。

作为优选，所述壳体在通风孔处的内侧固定安装有防尘网，所述壳体内安装有温度传感器和光敏传感器，所述温度传感器贴附所述散热板，检测散热板温度，所述光敏传感器检测壳体内的光强度，所述温度传感器及光敏传感器均与主控处理模块连接。

本实用新型的有益技术效果包括：采用一种新能源智能通信设备，通过一体化设计数据信息的采集和传输功能，实现来自不同设备、不同通信接口、不同数据格式的设备、生产数据信息的统一打包，便于新能源场站集控中心的集中通信，降低通信成本，提高数据采集和数据传输的效率；通过扩展插槽的设计，实现针对不同场景数据采集、传输的需要提供可扩展的通信设备，提高设备利用率，并支持不同新能源场站集控中心的通信设备规约定制开发；通过设置两个主控制器，进行双机热备，提高数据采集、传输的安全性和稳定性；通过散热模块和防尘网的设置，增加通信设备的使用寿命，节约管理成本。

本实用新型的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型实施例的新能源智能通信设备整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的新能源智能通信设备内部俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例的新能源智能通信设备的扩展架结构示意图。

其中：1、壳体，2、前盖板，3、上盖板，4、扩展插槽，5、指示模块，6、有线通信模块，7、无线通信模块，8、电源模块，9、第一主控制器，10、第二主控制器，11、风机，12、散热板，13、温度传感器，14、光敏传感器，15、报警装置，16、滑架，17、供电静触点，18、数据静触点，19、滑槽，20、壳架，21、供电动触点，22、数据动触点，23、供电插口，24、数据插口，25、扩展器件，26、凸起弹性片，27、弹性凸起。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在详细说明本实施例技术方案之前，首先对本实施例应用的背景情况进行介绍。

新能源场站集控中心的建设与管理，既是统筹推进能源科技革命与数字革命的题中之义，也是提升新能源企业生产运营管理水平的必然之举。新能源场站的集控中心承担着监视、故障报警、智慧预警和智能运维功能，构建起公司级、场站级、发电设备级和部件级“四级系统”，实现“集中运维、无人值班、少人值守、区域检修”的管理模式。新能源场站集控中心如同新能源调控枢纽，一端连着新能源场站，一端连着电网调度，通过大数据平台，远程监测风机、升压站和电气设备，指导新能源场站开展定向检修，同时一站式对接电网调度中心，调度指令可迅速辐射至各场站，提高集约化管理能力。

但是，新能源场站的集控中心建设与管理存在着数据传输不便的技术问题，如何把分散在各地的新能源场站的设备、生产运行数据转传给集控中心，越来越成为了新能源场站的集控中心建设与管理的瓶颈。目前，现有技术正在采取的是通过现有的远动装置来兼容执行的解决方案。尽管该解决方案不用增加新的硬件设备即可进行数据采集以及通信传输，但是其存在可收集效率低、不准确、及时性差的技术问题，限制了该解决方案的推广。为了更加全面、准确、快速地收集新能源场站生产、运营等管理信息数据，现有技术只能通过增加专用的远动装置来协助转传电站设备和生产信息，可由于远动装置本身的设计初衷存在局限性，不便于把集控中心需要的数据统一打包转传，只能转传部分的设备和生产数据信息，而其它的数据信息还需要通过另外两路来转传。这样，尽管场站投入了不菲的费用来购置远动装置，但是新能源场站集控中心的数据采集效果还是不够理想。

针对新能源场站的集控中心建设数据采集数量/信息巨大、分辨率高的特点，现有的非特别订制的远动装置实难满足新能源场站的集控中心建设与管理的需要。而通信设备作为自动化监控系统中通信链路的枢纽装置，在自动化监控系统向小型化、分散化方向发展，以及无人值班的进一步实施的进程中起着重要作用。但是目前并没有专用的集成通信设备用于新能源场站集控中心转传数据信息，提高新能源场站集控中心设备利用率，降低通信成本。为了实现新能源场站集控中心通信成本降低、性能提高，亟需开发专用设备以满足“物美价廉”的需求。

为此，本申请实施例提供了一种新能源智能通信设备，请参阅附图1和附图2，包括：

壳体1、前盖板2、上盖板3、扩展插槽4、指示模块5、通信模块、电源模块8和主控处理模块，壳体1呈前端开口的腔体状，前盖板2安装在壳体1上并覆盖开口，指示模块5安装在前盖板2上，扩展插槽4安装在壳体1内，壳体1对应扩展插槽4位置开有镂空，上盖板3覆盖镂空并与壳体1可拆卸连接，通信模块包括有线通信模块6和无线通信模块7，指示模块5及通信模块均与主控处理模块连接，电源模块8为其余元器件供电。

通过一体化设计数据信息的采集和传输功能，实现来自不同设备、不同通信接口、不同数据格式的设备、生产数据信息的统一打包，便于新能源场站集中通信，降低通信成本，提高数据采集和数据传输的效率；通过扩展插槽4的设计，实现针对不同场景数据采集、传输的需要提供可扩展的通信设备，提高设备利用率，并支持不同新能源场站集控中心的通信设备定制设计。

示例地，电源模块8采用AC/DC 220V供电，经过高频变压器和电源芯片等电路将220V强电转化为5V和3.3V弱电，为其余元器件提供稳定的电源供给。

进一步的，有线通信模块6包括串口通信电路、SPI通信单元、I2C通信单元和USB通信单元，串口通信电路、SPI通信单元、I2C通信单元和USB通信单元均与主控处理模块的通信端连接。

其中，SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)是Motorola公司提出的一种同步串行数据传输标准。I2C(INTER IC BUS，IC之间总线)是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备，是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器)是电脑硬件的一部分，它把将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换，UART通常被集成于其他通讯接口的连接上，UART即我们通常说的“串口”。

示例地，USB通信单元具备1路独立USB接口，对外形式为U盘接口，可用于本地升级调试。

进一步的，无线通信模块7包括无线公网通信单元、Wi-Fi单元以及以太网通信单元，无线公网通信单元采用3G/4G/5G无线公网通信单元，无线公网通信单元、Wi-Fi单元以及以太网通信单元均与主控处理模块的通信端连接，实现了通信设备的无线数据传输。

请参阅附图3，扩展插槽4包括支撑架和若干个扩展架，支撑架固定安装在壳体1内，若干个扩展架排列安装在支撑架上，扩展架包括滑槽19架和夹持架，滑槽19架包括滑架16、供电静触点17和数据静触点18，滑架16上设有滑槽19，夹持架包括壳架20、供电动触点21、数据动触点22、供电插口23和数据插口24，壳架20上设有与滑槽19匹配的凸起部，供电动触点21和数据动触点22固定在壳架20上，供电动触点21和数据动触点22位置分别与供电静触点17和数据静触点18匹配，供电插口23和数据插口24分别为扩展器件25供电和传输数据。

进一步的，滑槽19上设有凸起弹性片26，壳架20上设有与凸起弹性片26位置相匹配的弹性凸起27。

进一步的，串口通信电路包括支持RS-232或RS-485串行标准的多协议收发芯片。

其中，RS-485串行标准作为一种多点、差分数据传输的电气规范，其接口大多连接成半双工通信方式，使其具有噪声抑制能力强、数据传输速率快、电缆长度长和可靠性高等优点。

进一步的，以太网通信单元包括集成RJ45以太网接口的网络驱动芯片。

其中，RJ是Registered Jack的缩写，意思是“注册的插座”，在FCC（美国联邦通信委员会标准和规章）中RJ是描述公用电信网络的接口，计算机网络的RJ45是标准8位模块化接口的俗称。RJ45以太网接口是目前应用最广泛的通讯设备接口，以太网接口的电磁兼容性能关系到通讯设备的稳定运行。

具体的，本实施例的上行通道采用以太网接口或者RS-485等通信方式将新能源场站集控中心的数据转发至站内的信息采集终端，下行通道采用RS-485/RS-232/WAN口连接子阵设备进行数据采集，实时监测数据汇总。示例地，集成RJ45以太网接口的网络驱动芯片采用ENC28J60驱动芯片，直接与单片机进行SPI通讯，并直接与以太网以RJ45进行通讯。

进一步的，主控处理模块包括两个主控制器。两个主控制器分别记作第一主控制器9和第二主控制器10，第一主控制器9与指示模块5及通信模块连接，第二主控制器10也与指示模块5及通信模块连接。通过设置两个主控制器，进行双机热备，提高数据采集、传输的安全性和稳定性。示例地，主控制器选择AM3358处理器，工作主频达到1GHz，可实现每秒执行20亿次指令的高性能运算。

进一步的，智能通信设备还包括散热模块，散热模块包括风机11和散热板12，风机11和散热板12均安装在壳体1内，散热板12贴附主控处理模块，散热板12设有容纳风机11的缺口，壳体1对应风机11的位置开设有若干个通风孔，风机11与主控处理模块连接。通过散热模块设置，增加通信设备的使用寿命，节约管理成本。

进一步的，壳体1在通风孔处的内侧固定安装有防尘网，壳体1内安装有温度传感器13和光敏传感器14，温度传感器13贴附散热板12，检测散热板12温度，光敏传感器14检测壳体1内的光强度，温度传感器13及光敏传感器14均与主控处理模块连接。通过防尘网的设置，避免灰尘对数据采集和传输过程中电流的影响，如导致电流减小、漏电等不良影响。

可选地，智能通信设备还包括报警装置15，温度传感器13及光敏传感器14均与报警装置15连接。在光敏传感器14和温度传感器13中设定相应数据的阈值，当光敏传感器14和温度传感器13检测结果超过该阈值时及时报警，报警后的信号传输至主控处理模块，主控处理模块向新能源场站集控中心管理人员发出除尘信号进行人工除尘或主控处理模块控制风机11进行散热，增加通信设备的使用寿命，节约管理成本。

本实用新型实施例只通过增加一个智能通信设备，就可以把新能源场站来自开关站、光伏区逆变器、箱变、风机设备以及功率预测服务器等诸多设备的数据信息按照要求的协议统一转传给集控中心的数据采集终端，而且通信成本相较于同档次的远动装置更低，能够更好地满足新能源场站集控中心“物美价廉”的需求。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种新能源智能通信设备，其特征在于，包括：

壳体、前盖板、上盖板、扩展插槽、指示模块、通信模块、电源模块和主控处理模块，所述壳体呈前端开口的腔体状，所述前盖板安装在所述壳体上并覆盖所述开口，所述指示模块安装在所述前盖板上，所述扩展插槽安装在壳体内，壳体对应所述扩展插槽位置开有镂空，所述上盖板覆盖所述镂空并与壳体可拆卸连接，所述通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，所述指示模块及通信模块均与主控处理模块连接，所述电源模块为其余元器件供电。

2.根据权利要求1所述的一种新能源智能通信设备，其特征在于，

所述有线通信模块包括串口通信电路、SPI通信单元、I2C通信单元和USB通信单元，所述串口通信电路、SPI通信单元、I2C通信单元和USB通信单元均与所述主控处理模块的通信端连接。

3.根据权利要求1所述的一种新能源智能通信设备，其特征在于，

所述无线通信模块包括无线公网通信单元、Wi-Fi单元以及以太网通信单元，所述无线公网通信单元采用3G/4G/5G无线公网通信单元，所述无线公网通信单元、Wi-Fi单元以及以太网通信单元均与所述主控处理模块的通信端连接。

4.根据权利要求1所述的一种新能源智能通信设备，其特征在于，

所述扩展插槽包括支撑架和若干个扩展架，所述支撑架固定安装在壳体内，若干个所述扩展架排列安装在所述支撑架上，所述扩展架包括滑槽架和夹持架，所述滑槽架包括滑架、供电静触点和数据静触点，滑架上设有滑槽，所述夹持架包括壳架、供电动触点、数据动触点、供电插口和数据插口，所述壳架上设有与所述滑槽匹配的凸起部，所述供电动触点和数据动触点固定在所述壳架上，所述供电动触点和数据动触点位置分别与供电静触点和数据静触点匹配，所述供电插口和数据插口分别为扩展器件供电和传输数据。

5.根据权利要求4所述的一种新能源智能通信设备，其特征在于，

所述滑槽上设有凸起弹性片，所述壳架上设有与所述凸起弹性片位置相匹配的弹性凸起。

6.根据权利要求2所述的一种新能源智能通信设备，其特征在于，

所述串口通信电路包括支持RS-232或RS-485串行标准的收发芯片。

7.根据权利要求3所述的一种新能源智能通信设备，其特征在于，

所述以太网通信单元包括集成RJ45以太网接口的网络驱动芯片。

8.根据权利要求1所述的一种新能源智能通信设备，其特征在于，

所述主控处理模块包括两个主控制器，两个主控制器均与所述指示模块及通信模块连接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种新能源智能通信设备，其特征在于，

智能通信设备还包括散热模块，所述散热模块包括风机和散热板，所述风机和散热板均安装在壳体内，所述散热板贴附所述主控处理模块，散热板设有容纳所述风机的缺口，所述壳体对应风机的位置开设有若干个通风孔，所述风机与所述主控处理模块连接。

10.根据权利要求9所述的一种新能源智能通信设备，其特征在于，

所述壳体在通风孔处的内侧固定安装有防尘网，所述壳体内安装有温度传感器和光敏传感器，所述温度传感器贴附所述散热板，检测散热板温度，所述光敏传感器检测壳体内的光强度，所述温度传感器及光敏传感器均与主控处理模块连接。

Images