一种发电机发电管理系统的制作方法

本发明用于发电机发电领域，具体涉及一种发电机发电管理系统。

背景技术：

目前，随着通信企业运营商对精细化管理及降低运营成本、节能增效的管理要求逐渐提高，对节能减排的管控亦提到了运营商的议事日程里。

现有技术中，通信运营商原有的移动式发电机或固定式发电机几乎都是停电后，代维公司人员到基站现场发电、等待、停机、上报发电时间及发电地点等，运营商定期派专人统计管理、核算油耗成本。

现有的这种管理方式不仅工作量繁琐、巨大，容易产生错报或漏报等，且对移动式发电机、发电应急油车或固定式发电机的发电管理无法监测、油耗无法管控，造成了发电成本的居高不下。当大规模停电等意外因素出现时，无法实时监测发电机运行情况，无法科学调度及快速组织维护人员对重点基站的发电。

在燃油价格高涨的今天，无法客观的反应真实的生产成本及节能潜力，不利于目前推行的科学化、精细化管理。在众多的移动式发电机或固定式发电机运行中，需要消耗大量的油料，在油价日益上涨的压力下，越来越认识到对发电油耗的精细化管理变得重要。由于移动式发电机或发电应急油车数量有限，电网停电频繁，对移动式发电机或发电应急油车的科学调配也变得重要。

目前移动式发电机、发电应急油车或固定式发电机都没有配备运行数据管理智能化模块单元，发电机的实时运行信息根本无法掌握，对移动式发电机或固定式发电机的管理存在诸多困难。在倡导精细化管理的背景下，现行的人工管理手段欠缺，急需信息化管理支撑。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种发电机发电管理系统，该系统解决了运营商对移动式发电机、固定式发电机、发电发电应急油车发电管理难的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种发电机发电管理系统，包括发电机管理平台、安装在移动式发电机或发电应急油车上的移动式数据采集器以及安装在基站、机房内配电柜旁的固定式数据采集器；

所述移动式数据采集器，用于采集移动式发电机的发电信息、基站信息、位置信息以及振动信息，并对所述信息进行运算，通过无线网络把所述信息和运算结果发送给发电机管理平台；

所述固定式数据采集器，用于采集市电信息，固定式发电机的发电信息以及基站信息，并对所述信息进行运算，通过无线网络把所述信息和运算结果发送给发电机管理平台；

所述发电机管理平台，用于接收、解析、处理和保存所述信息和运算结果，并将设置参数信息下发给所述移动式数据采集器和固定式数据采集器。

本发明的有益效果是：通过在移动式发电机或发电应急油车上安装移动式数据采集器和在基站、机房内配电柜旁的固定式数据采集器，实现了对移动式发电机的发电管理监测、发电应急油车油耗管控以及固定式发电机的发电管理监测，降低了发电成本，能实时监测发电机运行情况，能科学调度及快速组织维护人员对重点基站的发电；能客观的反应真实的生产成本及节能潜力，有利于目前推行的科学化、精细化管理。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述移动式数据采集器安装在移动式发电机或发电应急油车上，所述固定式数据采集器的安装在基站、机房内配电柜旁。

进一步，所述移动式数据采集器包括：单片机控制模块以及与所述单片机控制模块均连接的电源模块、a/d转换模块、唤醒模块、定位模块、存储模块和无线通讯模块；电压采样模块和电流采样模块均连接所述a/d转换模块，所述电源模块包括两两相互连接连接的ac/dc转换模块、电源控制模块和电池充电管理模块，所述电源控制模块连接所述单片机控制模块。

上述进一步方案的有益效果是：解决油机应急调度，节约运行成本。

进一步，所述定位模块为gps定位模块。

上述进一步方案的有益效果是：可通过gps定位发电机位置，实时掌握发电机位置信息，解决油机调度问题，精准定位发电基站经纬度，确保发电信息准确性。

进一步，所述电压采样模块和电流采样模块分别为电压互感器和电流互感器。

上述进一步方案的有益效果是：精确监测发电质量，提高发电效率，及时提示空载发电，减少人员工作强度。

进一步，所述移动式数据采集器还包括状态指示灯，所述状态指示灯连接所述单片机控制模块、电池充电管理模块和无线通信模块。

上述进一步方案的有益效果是：简单明了显示出采集器工作状态，有故障及时被发现，便于故障问题的判断，提高设备完好率。

进一步，所述固定式数据采集器包括：单片机控制模块以及与所述单片机控制模块均连接的电源模块、a/d转换模块、时钟模块、存储模块和无线通讯模块；市电电压采样模块、发电电压采样模块和电流采样模块均连接所述a/d转换模块，所述电源模块包括两两相互连接连接的ac/dc转换模块、电源控制模块和电池充电管理模块，所述电源控制模块连接所述单片机控制模块。

上述进一步方案的有益效果是：为自动发电提供了可能，大大降低人力成本。

进一步，所述发电机管理平台包括前端管理发电机管理平台和后端数据处理发电机管理平台；

所述前端管理发电机管理平台包括数据库发电机管理平台、web应用发电机管理平台和缓存发电机管理平台；

所述后端数据处理发电机管理平台包括数据库发电机管理平台、应用发电机管理平台和缓存发电机管理平台；所述后端数据处理发电机管理平台通过tcp方式与所述移动式数据采集器和固定式数据采集器建立连接并发送指令，并对反馈的指令根据编码规则进行解码，同时把采集信息记录在数据库发电机管理平台和缓存发电机管理平台器中供前端管理发电机管理平台使用。

上述进一步方案的有益效果是：解决了发电人工记录和统计的问题和油机应急调度以及油机维护，降低了油机运行成本。

进一步，所述发电机管理平台通过有线和/或无线网络与用户终端和/或第三方平台连接。

上述进一步方案的有益效果是：有利于数据共享，网上下单、审批成为现实。

进一步，所述发电信息包括时间、电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数和有功电能；所述市电信息包括时间、电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因素和有功电能。

上述进一步方案的有益效果是：监测发电数据，提高发电质量。

进一步，所述用户终端为手机、电脑或ipad。

述进一步方案的有益效果是：方便相关人员使用。

进一步，所述唤醒模块包括对称连接的npn三极管q1、q2，所述npn三极管q1、q2的集电极通过电阻r120连接pnp三极管q3的基极，所述npn三极管q1、q2的发射极均连接地，所述npn三极管q1的基极连接r1c1充电电路，同时基极通过电阻r26接地，所述npn三极管q2的基极连接cpu控制端，在所述r1与c1连接处与地之间连接有振动传感器，在所述pnp三极管q3的基极与电阻r1一端连接电阻r2，在所述电阻r2、电阻r1和pnp三极管q3的发射极连接处作为电压输入端v_in，所述pnp三极管q3的集电极作为电压输出端v_out连接到三端稳压器ht7550的输入端，在三端稳压器ht7550的输入端与接地端连接电容c2，在三端稳压器的输出端连接接地电容c3。

上述进一步方案的有益效果是：唤醒功能，可以及时掌握设备出入库信息，以及定位发电机最后位置，使应急调度更为准确和简单。

附图说明

图1为本发明的系统原理结构图；

图2为本发明的移动式数据采集器原理结构图；

图3为本发明的唤醒模块电路原理图；

图4为本发明的移动式数据采集器采集程序流程图图；

图5为本发明的固定式数据采集器原理结构图；

图6为本发明的固定式数据采集器采集程序流程图图；

图7为市电与发电波形比较图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明目的为实现铁塔、运营商、代维公司三方发电机发电监控管理，综合利用三方资源，实现发电机费用管理、调度管理、资产管理、维保管理。数据还可推送到第三方管理平台进行数据综合分析，有效提高了各运营商与代维人员之间发电取信管控效率，杜绝了人为拉闸停电、空载发电等导致发电费用虚高的问题,达到运营商降低成本、节能减排的目的。

如图1所示，本发明提供了一种发电机发电管理系统，包括发电机管理平台、安装在移动式发电机或发电应急油车上的移动式数据采集器以及安装在基站、机房内配电柜旁的固定式数据采集器；

移动式数据采集器用于采集移动式发电机的发电信息、基站信息、位置信息以及振动信息，并对这些信息进行运算，通过无线网络把这些信息和运算结果发送给发电机管理平台；

固定式数据采集器用于采集市电信息，固定式发电机的发电信息以及基站信息，并对这些信息进行运算，通过无线网络把这些信息和运算结果发送给发电机管理平台；

发电机管理平台用于接收、解析、处理和保存这些信息和运算结果，并将设置参数信息下发给所述移动式数据采集器和固定式数据采集器。

其中发电信息包括时间、电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因素和有功电能；市电信息包括时间、电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数和有功电能。

本发明在中国铁塔、中国移动、中国联通、中国电信各分公司己投入应用，实现了通信运营商移动式发电机、基站固定式发电机、应急发电油车的发电监控管理，每台发电应急油车或移动式发电机上安装一台移动式数据采集器通过无线传输方式将数据传输到网管中心，发电人员、管理人员可通过短信及手机app终端进行数据查看和管理，数据还可推送到第三方管理平台进行数据综合分析，有效提高了各运营商与代维人员之间发电取信管控效率，杜绝了人为拉闸停电、空载发电等导致发电费用虚高的问题，协助合作单位做好发电机保养，进一步提高应急调度效率，获得各单位好评，并能较好的满足发电费用核算的工作需求。

如图2所示，移动式数据采集器安装在移动式发电机或发电应急油车上，移动式数据采集器移动式数据采集器包括：单片机控制模块以及与单片机控制模块均连接的电源模块、a/d转换模块、唤醒模块、定位模块、存储模块和无线通讯模块；电压采样模块和电流采样模块均连接所述a/d转换模块，电源模块包括两两相互连接连接的ac/dc转换模块、电源控制模块和电池充电管理模块，电源控制模块连接所述单片机控制模块。移动式发电机的输出端，通过电压采样模块和电流采样模块，连接到a/d转换模块，完成对交流电参数(电流、电压、频率、负载功率、电能等参数)采集，a/d转换模块与单片机控制器连接，单片机控制模块读取交流电参数。

电源模块包括两两相互连接连接的ac/dc转换模块、电源控制模块和电池充电管理模块，其中，电源控制模块连接单片机控制模块。同时ac/dc转换模块连接到移动式发电机输出端(220v)，转换为dc12v，与电源控制模块和电池充电管理模块连接，电源控制模块与单片机控制模块连接按需控制，产生整机所需要的3.3v、4v、5v电源，为设备运行提供能源，单片机控制模块与无线通讯模块连接，单片机控制模块读取就近基站信息(基站编号、位置、基站产权等)，同时单片机控制模块把获取的交流电信息、基站信息、位置信息等信息通过无线网络发送发电机管理平台和其它指定位置(例如短信)，存储模块与单片机控制模块连接，存储模块记录单片机控制模块获取数据信息和设备运行所需参数(对设备设定参数记录于此)。

移动式数据采集器的定位模块可以采用gps定位模块和内置天线，单片机控制模块读取定位信息(经纬度、速度、高度、实时授时等参数)；

移动式发电机长时间不搬动或没有发电，移动式数据采集器处于睡眠状态，一旦搬动时会通过唤醒模块自动唤醒移动式数据采集器。

如图3所示，为唤醒模块的电路图，唤醒模块包括对称连接的npn三极管q1、q2，npn三极管q1、q2的集电极通过电阻r120连接pnp三极管q3的基极，npn三极管q1、q2的发射极均连接地，npn三极管q1的基极连接r1c1充电电路，同时基极通过电阻r26接地，npn三极管q2的基极连接cpu控制端，在r1与c1连接处与地之间连接有振动传感器，在pnp三极管q3的基极与电阻r1一端连接电阻r2，在电阻r2、电阻r1和pnp三极管q3的发射极连接处作为电压输入端v_in，pnp三极管q3的集电极作为电压输出端v_out连接到三端稳压器ht7550的输入端，在三端稳压器ht7550的输入端与接地端连接电容c2，在三端稳压器的输出端连接接地电容c3。

唤醒模块的工作原理为，在没有发电情况下：关机时cpu控制端为高阻状态，q2截止，q3截止，c1两端电压为v_in；当有振动信号时，振动传感器两端会产生多次闭合和断开信号，振动传感器闭合时；c1放电，振动传感器断开时，电源v_in通过r1对c1充电，在充电期间q1导通，充电结束后q1截止，q1导通时q3饱和，v_out电压为vin电压，产生了5v电源，单片机启动，cpu控制端拉到高电平，q2饱和，使得q3更加饱和，锁定5v电源，完成唤醒功能。当单片机按相应程序运行后，没有相关需求需要继续锁定5v，这时单片机cpu控制端拉低到零伏，q2截止，这时又没有振动信号，导致q3截止，5v电压消失，单片机关机，完成一个唤醒功能。

如图4所示，移动式数据采集器，按图示流程图设计，除了正常发送开始/结束发电信息功能外。特别要声明：

1)移动式发电机数据采集每隔4分钟把采集到的信息(发电信息、位置信息、基站信息)发到指定的发电机管理平台，作为系统心跳功能。

2)实时发送定位信息、基站信息信息，通过读取经纬度与基站经纬度的之间匹配，提示发电应急油车是否在规定的时间内到达指定的基站，及时对基站发电，完成发电应急油车调度功能。

3)判断发电真假是本发明的重点，小型移动式发电机一般用于应急供电，不需要与电网并网发电，对发电频率、频率稳定度以及相位过零点没有要求，特别相位过零点时间是按自身频率与电网无关，而现在大电网基本上以北斗星授时为基准，对电网市电相位过零点、频率进行同步。

a、在网络正常情况下，数据采集器单片机通过无线网络从服务器端获取电网的交流电相位过零点精确时间，数据采集器单片机通过电压数据采集器获取移动式发电机发出交流电相位过零点时间，计算出交流电相位过零点的时差，如图7所示。

b、根据《城市电力规划规范---gb50293-1999》电网交流电的频率误差不大于±0.2hz，即市电频率为49.80到50.02hz范围内，大量实测数据小型移动式发电机发电频率超出49.80hz到50.02hz。

c、由于数据采集器是安装于小型发电机上，发电时必然会产生振动，采集器采集振动频率。

数据采集器单片机从a、b、c所得数据进行运算，可以判断出真假发电且发出相应提示。

4)选取移动式发电机交流电流，连续5次电流为零，判断为空载发电。

如图5所示，固定式数据采集器安装在基站、机房内配电柜旁。固定式数据采集器单片机控制模块以及与所述单片机控制模块均连接的电源模块、a/d转换模块、时钟模块、存储模块和无线通讯模块；市电电压采样模块、发电电压采样模块和电流采样模块均连接所述a/d转换模块，电源模块包括两两相互连接连接的ac/dc转换模块、电源控制模块和电池充电管理模块，电源控制模块连接所述单片机控制模块。配电柜发电机交流电输入端，通过发电电压采样模块、市电电压采样模块和电流采样模块，连接到a/d转换模块，完成对交流电参数(电流、电压、频率、负载功率、电能等参数)采集，a/d转换模块与单片机控制器连接，单片机读取交流电参数。单片机控制模块与无线通讯模块、内置天线连接，单片机读取就近基站信息(基站编号、位置、基站产权等)，同时单片机把获取的交流电信息、基站信息、经纬度位置等信息通过无线网络发送系统服务端和其它指定位置(例如短信)，存储模块与单片机连接，存储模块记录单片机获取数据信息和设备运行所需参数(对设备设定参数记录于此)。

电源模块包括两两相互连接连接的ac/dc转换模块、电源控制模块和电池充电管理模块，ac/dc转换模块连接到配电柜发电机交流电输入端(220v)，转换为dc10v，其中，电源控制模块连接单片机控制模块按需控制，产生整机所需要的3v、4v、5v电源，为设备运行提供能源。

固定式数据采集器还包括时钟芯片，时钟芯片连接单片机控制模块，为固定式数据采集器提供时钟同步信息。

固定式数据采集器对于真假发电判别是此发明重点，小型移动式发电机一般用于应急供电，不需要与电网并网发电，对发电频率、频率稳定度以及相位过零点没有要求，特别相位过零点时间是按自身频率与电网无关，而现在大电网基本上以北斗星授时为基准，对电网市电相位过零点、频率进行同步。

a、在网络正常情况下，数据采集器单片机通过无线网络从服务器端获取电网的交流电相位过零点精确时间，数据采集器单片机通过电压数据采集器获取移动式发电机发出交流电相位过零点时间，计算出交流电相位过零点的时差，如图7所示。

b、根据《城市电力规划规范---gb50293-1999》电网交流电的频率误差不大于±0.2hz，即市电频率为49.80到50.02hz范围内，大量实测数据小型移动式发电机发电频率超出49.80hz到50.02hz。

数据采集器单片机从a、b所得数据进行运算，可以判断出真假发电且发出相应提示。

如图6所示为固定式数据采集器程序设计，当启动程序，启动通信模块寻找网络，如果网络异常等待5分钟重启；如果网正常，读取基站信息和当前时钟信息后连接发电机管理平台。在发电状态时每4分钟发送一条监测数据，若在发电途中连续4条数据电流小于0.5安时，发送数据时叠加空载标志，若在发电时相位过零点有时间差以及频率是否在50hz±0.02hz内进行运算，判断疑似市电且叠加标志，若没机没有发电，则每45分钟发送一条监测数据。

一次完整的发电记录需要三种指令：开始发电指令、发电瞬态指令和停止发电指令。服务器端在收到开始发电指令(简称a指令)时会新建一条开始发电记录，之后会间隔4分钟收到一条瞬态指令(简称b指令)表示正在发电，此时从系统前端可以看到整个发电过程中的电流、电压和发电量等瞬时信息。最后再收到一条停止发电指令(简称c指令)填充之前创建的开始发电记录中对应的停止发电信息并计算本次发电的时长、发电量、平均电流和平均电压等信息，至此本次发电完成。

由于网络环境复杂可能引起指令在传输过程中数据包不完整或者丢包等情况，造成本次发电所需要的a、b、c三条指令缺失。经常出现的情况有两种：

1.服务器端未收到开始发电的a指令时(此时系统未创建开始发电记录)马上收到了b指令，造成瞬态信息无法找到对应的发电记录，此时就需要进行开始发电修正。

解决方案：若收到的b指令无法找到对应的发电记录，则根据b指令自带的流水号来创建发电记录(此流水号记录了具体的开始发电时间)，同时把本次瞬态记录到补发的开始发电中，则修正完成。

2.发电完成后服务器端一直未收到停止发电的c指令造成系统显示本次发电仍未结束，此时需要进行停止发电修正。

解决方案：采集器在停止发电后仍然会继续发送若干条b指令直到休眠，此时b指令的状态为停止发电，在收到此b指令时系统会去判断当前b指令的流水号对应的发电记录是否已经停止，若已停止则只记录本次瞬态信息，若未停止则根据此b指令记录的发电时长计算出停止发电时间并更新到本次发电记录中，则修正完成。

其中，发电机管理平台是整个系统的后台，主要用于收集、处理和保存数据采集器所上传的数据，同时提供软件界面便于对系统的监控和管理。该系统基于j2ee标准采用bs模式进行开发，发电机管理平台包括前端管理发电机管理平台和后端数据处理发电机管理平台；

前端管理发电机管理平台包括数据库发电机管理平台、web应用发电机管理平台和缓存发电机管理平台；主要包含以下几个模块：发电费用管理、发电机管理、调度管理、维保管理、加油管理、电源管理、统计报表、系统管理、管理中心。用户通过已分配的账号登录系统进行数据查看，同时根据管理需要对数据采集器发送控制指令(下行操作)。

后端数据处理发电机管理平台包括数据库发电机管理平台、应用发电机管理平台和缓存发电机管理平台；所述后端数据处理发电机管理平台通过tcp方式与所述移动式数据采集器和固定式数据采集器建立连接并发送指令，并对反馈的指令根据编码规则进行解码，同时把采集信息记录在数据库发电机管理平台和缓存发电机管理平台器中供前端管理发电机管理平台使用。

本发明的发电机管理平台同时为app和第三方系统提供数据接口。接口采用webservice/soap技术，支持soapv1.1协议；基于http协议传输。

(1)app和第三方系统接口与发电机管理平台互联接口采用webservice/soap技术；支持soapv1.1协议；基于http协议传输；为确保接口的兼容性，要求遵循ws-ibasicprofile1.0。具体要求包括采用文档(document)通信方式和文字(literal)编码方式；在应用层采用utf-8编码方式；

(2)主要包括发电管理、调度管理、报表管理、资产管理、参数设置、动力电源、维保管理、维修管理、报废管理、加油管理以及系统帮助十一项主要功能。

(3)发电管理主要功查看正在发电及录是记录，可修正基站名称、基站运营商等信息提交；可对发电没有记录的通过手工提交审核流程进行补登数据。

(4)调度管理主要功能对基站、仓库进行导航；对仓库采集器进行进出库管理统计；对所有发电机进行定位和轨迹查询；

(5)报表管理主要功能根据行政区域、产权单位、使用单进行统计时长、费用、用油量等；

(6)资产管理主要功能根据行政区域、产权单位、使用单进行统计发电机数量及详细数据；同时查看每台发电机使用情况及闲置情况。

(7)参数设置主要功能在安装数据采集器时，通过现场app填写安装表进行实时采集并拍照定位上传确保真实性。

(8)动力电源主要是查看基站停来电数据及环境情况；

(9)维保管理、维修管理、报废管理、加油管理主要是通过流程对权限进行审核提交。

(10)系统帮助主要功能提供使用人员操作，在线视频播放或缓存、系统消息推送以及软件在线实时更新等技术特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。