专利名称：用户侧电力设备运行系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力自动化领域，具体来说是一种涉及在线监测高低压柜运行、 提供后台监控、子站通信等功能的用户侧电力设备运行系统。
背景技术：
随着国内电力需求的增长，电网主网的规模不断扩大，复杂度不断提高，需要综合运用先进的技术和管理手段，保证安全运行。在配网方面，总体上看，中国的配网设备相对于输电网落后，老化现象严重，且结构不合理，难以应对用户对可靠性越来越高的要求。在针对用户一侧配电设施更新换代的同时，也需要加强设备状态监测，提高故障处理水平，以便电网企业可以通过远程设备监视用电设备的运行，有效预防和避免故障的发生；同时，还需优化检修计划，减少计划停电；特别是在在故障发生后，可提供充分的信息支持，提高故障处理水平，实现对故障的快速定位、隔离和恢复供电。目前已开发出了电力自动化管理系统，但存在实时性差、安全性低等缺点；且这种系统功能较为单一，扩展较为困难，因而不能完全满足用户及企业的要求。
实用新型内容针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用户侧电力设备运行系统， 以确保配电设备运行的安全性和可靠性。为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种用户侧电力设备运行系统，包括通过网络链路连接的管理中心及若干变电站监测终端，其中所述变电站监测终端包括现场监测设备，分别连接到收发模块，用于通过网络链路将监测的用户侧电力设备实时数据传送到所述管理中心；所述管理中心包括若干服务器，用于采集用户侧电力设备实时数据，并按照预设策略进行处理。较优地，所述变电站监测终端连接到工作子站，所述工作子站用于显示用户侧电力设备实时数据和事件，并通过所述收发模块连接到网络链路。较优地，所述网络链路为移动通信网络。较优地，所述收发模块为移动通信单元。较优地，所述移动通信单元设置有RS485接口和RS232接口。较优地，所述现场监测设备为具有Modbus总线接口的智能设备，以R485总线方式连接到所述移动通信单元。较优地，所述现场监控设备为16路开关监测单元。较优地，所述16路开关监测单元设置有RS485接口和RS232接口。较优地，所述现场监控设备为18路模拟信号检测单元。较优地，所述18路模拟信号检测单元设置有RS485接口和RS232接口。与现有技术相比，本实用新型用户侧电力设备运行系统有助于电力管理部门初步了解用户的负荷状况，提高用户和系统的电能质量，确保配电设备运行的安全性和可靠性。 通过该系统的一体化综合保护器(高压四遥、低压三遥)，能使用时已久的常规老站提高主动保护水平。
[0018]图1为本实用新型用户侧电力设备运行系统的架构图[0019]图2为本实用新型用户侧电力设备运行系统的结构图[0020]图3为图1中服务器的功能架构图；[0021]图4为16路开关监测单元的接线图；[0022]图5为16路开关监测单元的接口布局图；[0023]图6为16路开关监测单元的功能设计框图；[0024]图7为16路开关监测单元的工作过程图；[0025]图8为18路模拟信号检测单元的接线图；[0026]图9为18路模拟信号检测单元的接口布局图；[0027]图10为18路模拟信号检测单元的功能设计框图；[0028]图11为18路模拟信号检测单元的工作过程图；[0029]图12为GPRS移动通信单元的接线图；[0030]图13为GPRS移动通信单元的接口布局顶视图；[0031]图14为GPRS移动通信单元的接口布局底视图；[0032]图15为GPRS移动通信单元功能设计框图；[0033]图16为GPRS移动通信单元的工作过程图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。参见图1，表示本实用新型用户侧电力设备运行系统(以下简称系统)的架构。该用户侧电力设备运行系统包括通过网络链路200连接的管理中心100及若干变电站监测终端400，其中变电站监测终端400包括现场监测设备，分别连接到收发模块，用于通过网络链路将监测的用户侧电力设备实时数据传送到管理中心100 ；管理中心100包括若干服务器，用于采集用户侧电力设备实时数据，并按照预设策略进行处理。本实施例中的网络链路可为移动通信网、Internet等，优选为移动通信网，具体可为GPRS、CDMA、3G等制式移动网。不失一般性，下面以GPRS通信网为例进行说明。如图1所示，移动数据中心与管理中心100的主站服务器起到通信路由作用；同时，管理中心100还包括通过以太网还连接的其它服务器、工作站以及打印机等外设；此外，作为终端设备的变电站监测终端400还连接到工作子站300，以便显示用户侧电力设备实时数据和事件；该工作子站300通过收发模块连接到网络链路200，当然也可直接连接到主站服务器。考虑到网络环境影响，本发明进一步通过配置各个现场采集设备采集点表进行现场数据采集，保存数据至本地电脑进行后续处理，具体方案如下
4[0039]如图1所示，变电站监测终端400可连接有现场设备巡检终端500，用于采集用户侧电力设备实时数据并保存到本地进行处理。该现场设备巡检终端有类似工作子站的功能，但只包括现场数据采集，而不包括通过网络传输与服务器的交互过程。该现场设备巡检终端500可为笔记本，便于现场监测人员对多个不同地点的设备。该现场设备巡检终端500 采集线接口为GPRS上485接口 C0MD，可直接接到客户笔记本上。由此通过配置各个现场采集设备采集点表，有效进行现场数据采集，保存数据至本地电脑后可方便地进行后续处理。一般而言，需求侧电力设备的实时数据主要包括三类电力运行数据、设备状态数据和客户计量数据。数据的采集采用基于开放标准的GPRS移动通信通信网，并且基于IP 的实时数据传输方式。它是基于开放标准(TCP/IP)的数据网络通信，提供协议转换器，可以兼容现有设备，多通道共用，提高通道利用率，多通道容量可以被其他数据通信利用。特别地，本实用新型系统根据信息集成程度，将分析优化分为四个层次实时事件、阈值、通知、屏幕显示、短信；指标计算、趋势分析；数据分析、事件的实时或事后诊断处理、数据挖掘；高级优化、业务建模和规划、决策支持。这样便于构建更为完善的应用系统， 从而更好地满足用户及企业要求。本实用新型通过展示系统，能够从多个数据源获取数据，将经过分析优化处理后的信息，以用户定制的界面和图形方式呈现给用户。而图形实时监控子系统为用户提供一站式信息访问，不同层次的用户获得自己关注的信息，用户能够配置需要显示的信息和表现方式，还能够实现对分析结果的分发。参见图2，本实用新型系统包括两种工作模式，简述如下其一，为基本模式。在变电站(或小区变电所的)监测终端，利用现场设备(包括自有硬件模块，如16路开关监测单元CCM16、18路模拟信号检测单元CCM18以及智能检测设备CCM2010K等)以及具有Modbus总线接口的其它智能设备(比如S印am、PM仪表、有 Modbus接口的开关)，以RS485总线方式连接到移动通信收发模块，并通过GPRS通信网络链路传送到管理中心的主站服务器。特别地，其中的自有硬件模块CCM16、CCM18具有主动事件记录功能。其二，为子站模式。将现场设备采集的数据通过Modbus总线与现场工作子站相连，通过工作子站实时显示数据和事件，并通过连接移动通信收发模块将数据上传至管理中心的主站服务器。而管理中心服务器将提供包括下发实时监控图，实时事件短信告警，在线技术支持/服务咨询，定期巡检/维修项目，设备维护解决方案等服务，并由工作子站相应进行处理。参见图3，服务器包括后台功能模块和前台用户可操作的功能模块，其中后台包括了数据采集、处理和历史记录等处理功能；前台不但包括了设备状态采集等功能，还包括了配电设备的售后维护和运行维护等管理功能。相应地，工作子站配置客户端子站维护管理系统。为了更好地实现本实用新型目的，在以上硬件系统基础上设置相应的软件系统。 如图2所示，系统主要包括Siine Server (数据采集子系统)、DataProcess II (数据处理子系统)、Monitor Sys (实时监控子系统)、DG5 (监控图绘制子系统)、PESManager (服务器端综合运行维护管理子系统)Jroject Config(项目配置子系统)、SMSAlarm(短信告警子系统)及PES Substation (客户端工作子站运行维护系统)等，其中[0048]PESManager负责服务器端综合运行维护管理，前端用户可操作的信息功能分为七个模块视图、综合管理、曲线分析、售后服务、运营管理、能效分析、子站通信。该子系统有文件、视图、综合管理、曲线分析、售后服务、运营管理、能效分析、子站通信、窗口、帮助等十个菜单项，其中视图、综合管理、曲线分析、售后服务、运营管理、能效分析、子站通信菜单项对应七个功能模块；PES SubStation负责用户侧电力设备维护管理。主要功能模块包括、实时数据显示、历史事件查询、原理接线、信息互动、运营管理、用户诊断、故障预演、视频说明、设备管理、用户管理等。特别地，本实用新型重新设计了部分硬件模块，简要描述如下(一)16路开关监测单元16路开关监测单元(CCM16)是一种设计简洁实用的高性能配电监控装置，尤其适合于低压配电柜的智能化开关状态检测。主要应用于对监控要求简单的配电回路中，可以方便地集成于低压配电柜内。同时参见图4 图5，采用单个或多个CCM16设备实现监控多个低压回路，提供标准RS485接口，标准MODBUS协议和一个用于参数配置和诊断的标准RS232接口，以及若干指示灯组L16...及开关及接线端子组P16...。提供用于诊断的RS232接口，也称为 CONSOLE接口，通过采用配套的CCM16C0NS0LE软件，可以进行通信参数配置和设备输入状态诊断。参见图6，CCM16功能设计模块16_1包括参数配置模块16_11、I/O数据采集处理模块16-12、总线通信模块16-13及数据保存模块16-14等模块。配置接口 16_2与参数配置模块16-11相关联。参数配置模块16-11与I/O数据采集处理模块16-12进行数据监控和参数配置通信。数据保存模块16-14将保存I/O数据采集处理模块16-12中的记录。 总线通信模块16-13从I/O数据采集处理模16-12块获取数据，并从数据保存模块16-14 读取记录或设置部分参数。另外，参数配置模块16-11中的数据会被保存至数据保存模块 16-14。数据保存模块16-14也可以读取参数配置模块16-11中的参数。而总线接口 16_3 与总线通信模块16-13相关联，提供设备总线接口。参见图7，CCM16在系统初始化后，读取参数(S701、S702)；之后创建任务，开始执行有关功能模块的任务调度(S703、S704)。如果需要保存参数则执行数据保存(S705、 S710)，读写ROM并返回数据(S711、S712)，然后继续执行任务调度(S713)；如果不需要保存参数，则执行I/O数据采集处理(S706)。如果需要保存记录，则发送消息激活数据保存 (S707、S710)；否则执行总线通信(S708)。如果需要数据存取，则发送消息激活数据保存 (S709、S710)，否则返回任务调度。(二)18路模拟信号检测单元用户侧电力设备18路模拟信号输入检测单元(CCM18)是一种设计简洁实用的高性能配电监控装置。主要应用于对监控要求简单的配电回路中，可以方便地集成于低压配电柜内。同时参见图8、图9，采用单个或多个CCM18设备实现监控多个回路，采用标准 MODBUS协议，提供一个标准RS485接口和一个用于参数配置和诊断的标准RS232接口，以及若干指示灯组L18...及开关及接线端子组P18...。用于诊断的RS232接口，也称为CONSOLE接口，通过采用配套的CCM18C0NS0LE软件可以进行通信参数配置和设备输入状态诊断。参见图10，CCM18功能设计模块18_1包括参数配置模块18_11、I/O数据采集处理模块18-2、总线通信模块18-13及数据保存模块18-14。配置接口 18_2与参数配置模块 18-11相关联。参数配置模块18-11与I/O数据采集处理模块18-2进行数据监控和参数配置通信。数据保存模块18-14将保存I/O数据采集处理模块18-2中的记录。总线通信模块18-13从I/O数据采集处理模块18-2获取数据。并从数据保存模块18-14读取记录或设置部分参数。另外，参数配置模块18-11中的数据会被保存至数据保存模块18-14。数据保存模块18-14也可以读取参数配置模块18-11中的参数。总线接口 18-3与总线通信模块18-13相关联，提供设备总线接口。参见图11，CCM18的工作过程与CCM16类似。CCM18在系统初始化后，读取参数 (S110US1102)；之后创建任务，开始执行有关功能模块的任务调度(S1103、S1104)。如果需要保存参数则执行数据保存(S1105、S1110)，读写ROM并返回数据(Sllll、S1112)，然后继续执行任务调度(S1113)；如果不需要保存参数，则执行I/O数据采集处理(S1106)。如果需要保存记录，则发送消息激活数据保存(S1107、S1110)；否则执行总线通信(S1108)。 如果需要数据存取，则发送消息激活数据保存(S1109、S1110)，否则返回任务调度。 (三)GPRS移动通信单元(CCMgprs)用户侧电力设备移动通信单元(CCMgprs)是一种设计简洁实用的高性能的GPRS 通信装置，尤其适合于广域配电柜的开关状态检测。主要应用于对广域范围内采用移动通信通信的监控系统中。可以实现对CCM系列的开关柜检测模块的数据采集，具有自动拨号、 协议网管和事件监测主动上传等功能。采用了先进的TCP保活功能，可以透明的实现TCP 链路的自动维护，确保与主站服务器链接的可靠性。参见图12 图14，该GPRS移动通信单元设置有GPRS天线G5及SIM卡插槽G6。 此外，该无线通信单元提供1路标准RS485接口和1路RS232接口，其中RS485接口包括多个接线端子(如图12)，用于与CCM采集单元的通信；RS232接口用于参数配置和诊断。用于诊断的RS232接口也称为CONSOLE接口，通过采用配套的CCMgprs CONSOLE软件，可以进行通信参数配置和设备输入状态诊断。如图13 图14所示，CCMgprs设置有指示灯组Li...及L2...，用于显示设备不同工作状态，具体包括以下状态GPRS指示灯常亮——表示正在拨号；GPRS指示灯闪烁——表示服务器正在通过GPRS发数到设备；LINK指示灯常量——表示已经连接上服务器；RUN指示灯闪烁——表示设备正在运行。参见图15，CCMgprs移动通信单元包括主控器Gl及与主控器Gl关联(连接)的外部接口，该主控器Gl包括参数配置模块Gl 1、无线通信模块G12 (本实施例优选为GPRS 通信模块)、通信总线模块G13(本实施例优选为485 口)、告警检测模块G14等；外部接口包括配置接口 G2和总线接口 G3。具体连接关系及功能如下配置接口 G2与参数配置模块 Gll相关联(连接)；总线接口 G3与通信总线模块G13关联(连接)；无线通信模块G12与外部服务器G4连接，用于执行相应的通信任务；参数配置模块G11，连接无线通信模块G12，用于配置无线通信模块G12的参数，即将参数配置的结果将返回无线通信模块G12 ；通信总线模块G13，连接无线通信模块G12，用于与无线通信模块G12之间的数据透传；告警检测模块G14，连接通信总线模块G13及无线通信模块G12，用于轮询设备，上传告警信息于无线通信模块G12，并完成与通信总线模块G13的交互。参见图16，为CCMgprs的具体工作过程。主控器在初始化后、读取参数(S1602)， 执行GPRS通信任务(S1603)；如果收到设备查询命令，则转发至485 口(通信总线模块)， 执行485 口通信任务(S1609)。如果命令需要返回，则发送至GPRS 口(无线通信模块)，执行GPRS通信任务(S1603)，否则返回执行多任务协同。如果没有收到设备查询命令，则执行参数配置和告警检测任务，并轮询485设备(S1605 S1607)。如果产生告警，则上传告警至GPRS 口 (S1608)，否则执行485通信任务(S1609)。以上实施例形成一套完整的包括数据采集、数据传输、信息集成、分析优化和信息展现等方面的解决方案。特别地，通过展示系统，能够从多个数据源获取数据，将经过分析优化处理后的信息，以用户定制的界面和图形方式呈现给用户。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种用户侧电力设备运行系统，其特征在于，包括通过网络链路连接的管理中心及若干变电站监测终端，其中所述变电站监测终端包括现场监测设备，分别连接到收发模块，用于通过网络链路将监测的用户侧电力设备实时数据传送到所述管理中心；所述管理中心包括若干服务器，用于采集用户侧电力设备实时数据，并按照预设策略进行处理。
2.如权利要求1所述的用户侧电力设备运行系统，其特征在于，所述变电站监测终端连接到工作子站，所述工作子站用于显示用户侧电力设备实时数据和事件，并通过所述收发模块连接到网络链路。
3.如权利要求1所述的用户侧电力设备运行系统，其特征在于，所述网络链路为移动通信网络。
4.如权利要求3所述的用户侧电力设备运行系统，其特征在于，所述收发模块为移动通信单元。
5.如权利要求4所述的用户侧电力设备运行系统，其特征在于，所述移动通信单元设置有RS485接口和RS232接口。
6.如权利要求4所述的用户侧电力设备运行系统，其特征在于，所述现场监测设备为具有Modbus总线接口的智能设备，以R485总线方式连接到所述移动通信单元。
7.如权利要求6所述的用户侧电力设备运行系统，其特征在于，所述现场监控设备为 16路开关监测单元。
8.如权利要求7所述的用户侧电力设备运行系统，其特征在于，所述16路开关监测单元设置有RS485接口和RS232接口。
9.如权利要求6所述的用户侧电力设备运行系统，其特征在于，所述现场监控设备为 18路模拟信号检测单元。
10.如权利要求9所述的用户侧电力设备运行系统，其特征在于，所述18路模拟信号检测单元设置有RS485接口和RS232接口。
专利摘要本实用新型公开一种用户侧电力设备运行系统，包括通过网络链路连接的管理中心及若干变电站监测终端，其中所述变电站监测终端包括现场监测设备，分别连接到收发模块，用于通过网络链路将监测的用户侧电力设备实时数据传送到所述管理中心；所述管理中心包括若干服务器，用于采集用户侧电力设备实时数据，并按照预设策略进行处理。本实用新型用户侧电力设备运行系统有助于电力管理部门初步了解用户的负荷状况，提高用户和系统的电能质量，确保配电设备运行的安全性和可靠性。
文档编号H02J13/00GK202085001SQ20112020392
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者周萝玫, 唐朝辉, 孙伟力, 张卓, 张大瑄, 方吉, 曾庆才, 李凯, 李陈, 段鑫, 汪庆, 王媛, 王彦桂, 陈宇, 黄国林, 黄杰 申请人:广州中浩控制技术有限公司, 成都科星电力电器有限公司