一种变电站蓄电池远程维护系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种变电站蓄电池远程维护系统，它包括设备层、网络传输层和应用层，设备层的监测子机的数量与蓄电池组包括的蓄电池数量相同，每个监测子机的输入端分别对应安装在每节蓄电池上每节监测子机的输出端与监测主模块的输入端连接，充电设备通过直流断路器Ⅰ与蓄电池相连，充电设备的控制端和放电设备的控制端都与设备管理模块的输入端连接，监测主模块的输出端也与设备管理模块的输入端连接，所述的网络传输层包括数据管理模块与协议转换模块，设备管理模块的输出端与网络传输层的数据管理模块一端连接，数据管理模块的另一端与协议转换模块连接，所述的应用层包括蓄电池管理中心和信息接收设备。
【专利说明】一种变电站蓄电池远程维护系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种变电站蓄电池远程维护系统。
【背景技术】
[0002] 变电站蓄电池作为直流电源系统的组成部分，起着储备直流电能、应对电网异常 和特殊工作情况的作用，蓄电池直流系统在电力系统中占有举足轻重的地位，而蓄电池的 管理水平则在很大程度上影响着直流系统的可靠性与自动化程度。当前变电站直流系统中 普遍采用的是阀控密封铅酸蓄电池。目前国际、国内在对变电站蓄电池远程管理方面的技 术主要集中于对蓄电池的远程测量，给变电站蓄电池加装测量采集模块，与收发信机相连， 实现蓄电池电压、电流等数据信息的自动采集，再传输到主机进行在线监测。当蓄电池组 数据不正常时，一般只能到现场将单节蓄电池脱离系统放电检测蓄电池的容量来判断单节 蓄电池的好坏。近年来220kV及以下变电站已经实现无人值守，然而在变电站蓄电池日常 维护中，仍然需要检修人员亲临变电站，定期开展核对性充放电试验，维护工作复杂、繁琐， 按相关规程规定，维护一组蓄电池，仅完成一次正常的放电和充电，至少需要20小时以上， 而变电站分布较为分散，因此蓄电池的维护需要投入大量的人力、物力，而且浪费大量的时 间，效率低下。上述国内外对蓄电池远程测量的技术并没有有效解决无人值守变电站蓄电 池维护困难的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种变电站蓄电池远程维护系统，它不但安全、方便、省力、快捷，而 且在实现对变电站蓄电池远程监测的基础上，同时可以对蓄电池进行远程充放电维护，彻 底解决无人值守变电站蓄电池的维护难题。
[0004] 本发明采用了以下技术方案：一种变电站蓄电池远程维护系统，它包括设备层、网 络传输层和应用层，设备层用于对蓄电池组进行监测和维护，设备层包括设备管理模块、监 测主模块、若干监测子机、充电设备和放电设备，监测子机的数量与蓄电池组包括的蓄电池 数量相同，所述的每个监测子机的输入端分别对应安装在每节蓄电池上，每节监测子机的 输出端与监测主模块的输入端连接，监测子机用于对每节蓄电池的温度、电压和充放电电 流的数据进行实时巡检，并将巡检后的数据发送到监测主模块内，充电设备通过直流断路 器I与蓄电池相连，充电设备的控制端和放电设备的控制端都与设备管理模块的输入端连 接，监测主模块的输出端也与设备管理模块的输入端连接，当正常处于工作状态时，需要对 蓄电池组进行放电时，设备管理模块接收指令将充电设备置于待机状态，放电完成后设备 管理模块接收指令将充电设备处于工作状态，放电设备通过直流断路器II与蓄电池相连， 当正常处于工作状态时，需要对蓄电池组进行放电时，设备管理模块接收指令将充电设备 置于待机状态，放电完成后设备管理模块接收指令将充电设备处于工作状态，所述的网络 传输层包括数据管理模块与协议转换模块，设备管理模块的输出端与网络传输层的数据 管理模块一端连接，数据管理模块的另一端与协议转换模块连接，协议转换模块又包括 MCU-TCP/IP协议转换模块与MCU-GSM/GPRS协议转换模块，MCU-TCP/IP协议转换模块连接 至内部局域网，MCU-GSM/GPRS协议转换模块通过无线方式连接至移动通信网，协议转换模 块用于将来自应用层的数据转换成符合硬件底层协议的数据并发给数据管理模块，同时将 数据管理模块的数据转换成符合传输层协议的数据返回应用层，所述的应用层包括蓄电池 管理中心和信息接收设备，应用层用于实现对蓄电池的实时监控与重要信息接收，蓄电池 管理中心即安装了蓄电池在线监控模块和数据分析模块，蓄电池管理中心通过内部局域网 与设备管理模块连接，蓄电池管理中心随时访问设备管理模块，从而控制蓄电池的充电和 放电，获取、显示、分析、保存、查询蓄电池的数据信息，信息接收设备目前常见的形式为手 机，其通过无线方式与移动通信网连接，接收MCU-GSM/GPRS协议转换设备通过移动通信网 发送的重要信息即时提醒。
[0005] 所述的监测子机的输出端与监测主模块的输入端之间为无线通讯连接，所述的设 备管理模块为总线式设备管理模块，总线式设备管理模块带有八个按键的键盘与液晶显示 器，通过TCP/IP协议接收应用层发出的指令，承担对设备层的管理工作。所述的数据管理 模块采用数字信号处理芯片作为核心处理器件，它用于对来自设备层的数据进行集中管 理，根据上层的指令返回相应的数据给协议转换系统。所述的MCU-TCP/IP协议转换设备采 用协议转换芯片作为核心，该芯片采用直接总线接口、间接总线接口或SPI总线与数字信 号处理芯片相连，技术支持硬件TCP/IP协议包括TCP, UDP，ICMP, IGMP，IPv4，ARP和 ΡΡΡ0Ε，支持ADSL连接，支持ΡΡΡ0Ε协议，带PAP/CHAP验证，内嵌10BaseT/100BaseTX以太网 物理层，支持自动应答(全双工/半双工模式)，MCU-TCP/IP协议转换设备一端与数据管理 模块连接，另一端与内部局域网连接。所述的MCU-GSM/GPRS协议转换设备采用GSM模块与 GPRS模块作为核心，通过数字信号处理芯片的控制可以在设备层出现重要情况时及时将信 息发送到应用层的信息接收设备上。MCU-GSM/GPRS协议转换设备一端与数据管理模块连 接，另一端通过无线方式与移动通信网相连接。
[0006] 本发明具有以下有益效果：采用了以上技术方案后，本发明包括设备层、网络传输 层和应用层，设备层用于对蓄电池组进行监测和维护设备层包括设备管理模块、监测主模 块、若干监测子机、充电设备和放电设备，监测子机的数量与蓄电池组包括的蓄电池数量相 同，所述的每个监测子机的输入端分别对应安装在每节蓄电池上，每节监测子机的输出端 与监测主模块的输入端连接，监测子机用于对每节蓄电池的温度、电压和充放电电流的数 据进行实时巡检，并将巡检后的数据发送到监测主模块内，充电设备通过直流断路器I与 蓄电池相连，充电设备的控制端和放电设备的控制端都与设备管理模块的输入端连接，监 测主模块的输出端也与设备管理模块的输入端当正常处于工作状态时，需要对蓄电池组进 行放电时，设备管理模块接收指令将充电设备置于待机状态，放电完成后设备管理模块接 收指令将充电设备处于工作状态，放电设备通过直流断路器II与蓄电池相连，当正常处于 工作状态时，需要对蓄电池组进行放电时，设备管理模块接收指令将充电设备置于待机状 态，放电完成后设备管理模块接收指令将充电设备处于工作状态，所述的网络传输层包括 数据管理模块与协议转换模块，设备管理模块的输出端与网络传输层的数据管理模块一端 连接，数据管理模块的另一端与协议转换模块连接，协议转换模块又包括MCU-TCP/IP协 议转换模块与MCU-GSM/GPRS协议转换模块，MCU-TCP/IP协议转换模块连接至内部局域网， MCU-GSM/GPRS协议转换模块通过无线方式连接至移动通信网，协议转换模块用于将来自应 用层的数据转换成符合硬件底层协议的数据并发给数据管理模块，同时将数据管理模块的 数据转换成符合传输层协议的数据返回应用层，所述的应用层包括蓄电池管理中心和信息 接收设备，应用层用于实现对蓄电池的实时监控与重要信息接收，蓄电池管理中心即安装 了蓄电池在线监控模块和数据分析模块，蓄电池管理中心通过内部局域网与设备管理模块 连接，蓄电池管理中心随时访问设备管理模块，从而控制蓄电池的充电和放电，获取、显示、 分析、保存、查询蓄电池的数据信息，信息接收设备目前常见的形式为手机，其通过无线方 式与移动通信网连接，接收MCU-GSM/GPRS协议转换设备通过移动通信网发送的重要信息 即时提醒，这样突破了变电站蓄电池核对性充放电试验必须由检修人员亲临设备现场进行 的固有思维，将变电站蓄电池的维护工作由现场维护转变为远程维护，实现了可操作的远 方监控系统功能，符合数字化变电站的设计理念，将设备管理模块、充放电设备、监测设备 等现场管理设备，通过内部局域网和移动通信网，与PC终端、移动通信终端整合在一个系 统，系统无需人为干涉，可以按照已定的规约实现自动监视蓄电池的运行状态，记录蓄电池 的各项参数，同时将蓄电池的重要信息及时发送到移动通信终端；操作人员可以通过PC终 端对蓄电池进行核对性充放电试验，并保存相关试验参数；当蓄电池组数据不正常时，可以 远程判断出是哪一节或几节电池的问题。该系统的应用可以改变变电站蓄电池维护困难的 落后现状，节省蓄电池维护所需的人力物力，提高蓄电池维护工作的效率。本发明不但安 全、方便、省力、快捷，在实现对变电站蓄电池远程监测的基础上，同时可以对蓄电池进行远 程充放电维护，彻底解决无人值守变电站蓄电池的维护难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1为本发明的结构示意图。
[0008] 图2为本发明设备层的拓扑图。
[0009] 图3为本发明网络传输层拓扑图。
【具体实施方式】
[0010] 在图1和图2中，本发明提供了一种变电站蓄电池远程维护系统，它包括设备层、 网络传输层和应用层，设备层用于对蓄电池组进行监测和维护，设备层包括设备管理模块、 监测主模块、若干监测子机、充电设备和放电设备，本实施例包括10个监测子机，监测子机 的数量与蓄电池组包括的蓄电池数量相同，所述的每个监测子机的输入端分别对应安装在 每节蓄电池上，每节监测子机的输出端与监测主模块的输入端连接，监测子机的输出端与 监测主模块的输入端之间为无线通讯连接，监测子机用于对每节蓄电池的温度、电压和充 放电电流的数据进行实时巡检，并将巡检后的数据发送到监测主模块内，充电设备通过直 流断路器I与蓄电池相连，充电设备的控制端和放电设备的控制端都与设备管理模块的输 入端连接，设备管理模块为总线式设备管理模块，总线式设备管理模块带有八个按键的键 盘与液晶显示器，通过TCP/IP协议接收应用层发出的指令，承担对设备层的管理工作，监 测主模块的输出端也与设备管理模块的输入端连接，当正常处于工作状态时，需要对蓄电 池组进行放电时，设备管理模块接收指令将充电设备置于待机状态，放电完成后设备管理 模块接收指令将充电设备处于工作状态，放电设备通过直流断路器II与蓄电池相连，当正 常处于工作状态时，需要对蓄电池组进行放电时，设备管理模块接收指令将充电设备置于 待机状态，放电完成后设备管理模块接收指令将充电设备处于工作状态，在图3中，所述 的网络传输层包括数据管理模块与协议转换模块，数据管理模块采用数字信号处理芯片作 为核心处理器件，它用于对来自设备层的数据进行集中管理，根据上层的指令返回相应的 数据给协议转换系统，设备管理模块的输出端与网络传输层的数据管理模块一端连接，数 据管理模块的另一端与协议转换模块连接，协议转换模块又包括MCU-TCP/IP协议转换模 块与MCU-GSM/GPRS协议转换模块，MCU-TCP/IP协议转换设备采用协议转换芯片作为核心， 该芯片采用直接总线接口、间接总线接口或SPI总线与数字信号处理芯片相连，技术支持 硬件 TCP/IP 协议包括 TCP, UDP, ICMP, IGMP, IPv4, ARP 和 PPPOE，支持 ADSL 连接，支持 PPPOE协议，带PAP/CHAP验证，内嵌lOBaseT/lOOBaseTX以太网物理层，支持自动应答(全双 工/半双工模式)，MCU-TCP/IP协议转换设备一端与数据管理模块连接，另一端与内部局域 网连接，MCU-TCP/IP协议转换模块连接至内部局域网，MCU-GSM/GPRS协议转换模块通过无 线方式连接至移动通信网，所述的MCU-GSM/GPRS协议转换设备采用GSM模块与GPRS模块 作为核心，通过数字信号处理芯片的控制可以在设备层出现重要情况时及时将信息发送到 应用层的信息接收设备上。MCU-GSM/GPRS协议转换设备一端与数据管理模块连接，另一端 通过无线方式与移动通信网相连接，协议转换模块用于将来自应用层的数据转换成符合硬 件底层协议的数据并发给数据管理模块，同时将数据管理模块的数据转换成符合传输层协 议的数据返回应用层，所述的应用层包括蓄电池管理中心和信息接收设备，应用层用于实 现对蓄电池的实时监控与重要信息接收，蓄电池管理中心即安装了蓄电池在线监控模块和 数据分析模块，蓄电池管理中心通过内部局域网与设备管理模块连接，蓄电池管理中心随 时访问设备管理模块，从而控制蓄电池的充电和放电，获取、显示、分析、保存、查询蓄电池 的数据信息，信息接收设备目前常见的形式为手机，其通过无线方式与移动通信网连接，接 收MCU-GSM/GPRS协议转换设备通过移动通信网发送的重要信息即时提醒。
【权利要求】
1. 一种变电站蓄电池远程维护系统，其特征是它包括设备层、网络传输层和应用层，设 备层用于对蓄电池组进行监测和维护，设备层包括设备管理模块、监测主模块、若干监测子 机、充电设备和放电设备，监测子机的数量与蓄电池组包括的蓄电池数量相同，所述的每个 监测子机的输入端分别对应安装在每节蓄电池上，每节监测子机的输出端与监测主模块 的输入端连接，监测子机用于对每节蓄电池的温度、电压和充放电电流的数据进行实时巡 检，并将巡检后的数据发送到监测主模块内，充电设备通过直流断路器I与蓄电池相连，充 电设备的控制端和放电设备的控制端都与设备管理模块的输入端连接，监测主模块的输出 端也与设备管理模块的输入端连接，当正常处于工作状态时，需要对蓄电池组进行放电时， 设备管理模块接收指令将充电设备置于待机状态，放电完成后设备管理模块接收指令将 充电设备处于工作状态，放电设备通过直流断路器II与蓄电池相连，当正常处于工作状态 时，需要对蓄电池组进行放电时，设备管理模块接收指令将充电设备置于待机状态，放电完 成后设备管理模块接收指令将充电设备处于工作状态，所述的网络传输层包括数据管理 模块与协议转换模块，设备管理模块的输出端与网络传输层的数据管理模块一端连接，数 据管理模块的另一端与协议转换模块连接，协议转换模块又包括MCU-TCP/IP协议转换模 块与MCU-GSM/GPRS协议转换模块，MCU-TCP/IP协议转换模块连接至内部局域网，MCU-GSM/ GPRS协议转换模块通过无线方式连接至移动通信网，协议转换模块用于将来自应用层的 数据转换成符合硬件底层协议的数据并发给数据管理模块，同时将数据管理模块的数据转 换成符合传输层协议的数据返回应用层，所述的应用层包括蓄电池管理中心和信息接收设 备，应用层用于实现对蓄电池的实时监控与重要信息接收，蓄电池管理中心即安装了蓄电 池在线监控模块和数据分析模块，蓄电池管理中心通过内部局域网与设备管理模块连接， 蓄电池管理中心随时访问设备管理模块，从而控制蓄电池的充电和放电，获取、显示、分析、 保存、查询蓄电池的数据信息，信息接收设备目前常见的形式为手机，其通过无线方式与移 动通信网连接，接收MCU-GSM/GPRS协议转换设备通过移动通信网发送的重要信息即时提 醒。
2. 根据权利要求1所述的变电站蓄电池远程维护系统，其特征是所述的监测子机的输 出端与监测主模块的输入端之间为无线通讯连接。
3. 根据权利要求1所述的变电站蓄电池远程维护系统，其特征是所述的设备管理模 块为总线式设备管理模块，总线式设备管理模块带有八个按键的键盘与液晶显示器，通过 TCP/IP协议接收应用层发出的指令，承担对设备层的管理工作。
4. 根据权利要求1所述的变电站蓄电池远程维护系统，其特征是所述的数据管理模块 采用数字信号处理芯片作为核心处理器件，它用于对来自设备层的数据进行集中管理，根 据上层的指令返回相应的数据给协议转换系统。
5. 根据权利要求1所述的变电站蓄电池远程维护系统，其特征是所述的MCU-TCP/ IP协议转换设备采用协议转换芯片作为核心，该芯片采用直接总线接口、间接总线接口 或SPI总线与数字信号处理芯片相连，技术支持硬件TCP/IP协议包括TCP，UDP，ICMP， IGMP，IPv4，ARP和PPPOE，支持ADSL连接，支持PPPOE协议，带PAP/CHAP验证，内嵌 lOBaseT/lOOBaseTX以太网物理层，支持自动应答(全双工/半双工模式)，MCU_TCP/IP协议 转换设备一端与数据管理模块连接，另一端与内部局域网连接。
6. 根据权利要求1所述的变电站蓄电池远程维护系统，其特征是所述的MCU-GSM/GPRS 协议转换设备采用GSM模块与GPRS模块作为核心，通过数字信号处理芯片的控制可以在设 备层出现重要情况时及时将信息发送到应用层的信息接收设备上，MCU-GSM/GPRS协议转换 设备一端与数据管理模块连接，另一端通过无线方式与移动通信网相连接。
【文档编号】H01M10/42GK104158287SQ201410343951
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月20日 优先权日:2014年7月20日
【发明者】周江 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司泰州供电公司, 江苏省电力公司兴化市供电公司