一种基于gprs网络的配电网线路状态传感系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于GPRS网络的配电网线路状态传感系统，属于电网监控领域，包括节点监测装置和监控计算机；所述的监控计算机包括GPRS网络连接装置；其特征在于：还包括中继无线通信基站，所述的节点监测装置包括与单片机连接的功率采集模块、继电器驱动模块和超高频RFID卡，所述的功率采集模块分别连接电压互感器和电流互感器；所述的中继无线通信基站包括数据顺序相连的RFID阅读器、单片机和GPRS模块。与现有技术相比较具有数据准确、传输可靠的特点。
【专利说明】—种基于GPRS网络的配电网线路状态传感系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电网监控管理系统，特别是一种基于GPRS网络的配电网线路状态传感系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着经济的逐步发展，国家用电负荷日益增大，电网的经济运行也日益受到重视。由于国内电网投资小于电源投资，而配电网投资又小于输电网投资，因此，我国配电网的建设和技术发展受到严重的限制。目前使用中的配电网供电存在可靠性差、设备落后、功率因数低、电压质量差、无功补偿自动化水平低等缺点。降低电网损耗，提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性以及控制自动化水平等成为关注的焦点。无功功率控制影响着配电网的电压质量和系统的经济运行。
[0003]所谓有功功率是指在电网运行中，保持用电设备正常运行所需要的电功率，它可将电能转换为其他形式的能量，如机械能、光能、热能等。但是许多设备都是依靠建立交变电磁场才能进行能量的传递和转换，建立交变电磁场和感应磁通需要部分电功率，这种电功率称为无功功率。功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，功率因数越大，电路中的无功功率也就越小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的效率。电网运行中的无功功率补偿技术是根据电网用电设备所需的无功功率和电网电压的变化，进行补偿电容的投入和切除，降低电压和电流之间的相位差，以此提高功率因数，减少用电设备和电网间进行的无功变换，以达到节约电能并且提高配电设备的利用率以及电网供电质量的目的。
[0004]现有技术中有通过无线网络进行数据传输的实时监测系统报道，但是在现实应用中，由于无线通信模块频带与电网局部测量频带容易重叠，一方面造成局部测量不准确，另一方面无线通信模块易受到电网磁场因素而发生传输障碍。
实用新型内容
[0005]本实用新型的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种基于GPRS网络的配电网线路状态传感系统，从而方便指挥中心实时了解配电网线路状态，实现对配电网实施有效的无功功率补偿，以达到节约电能并且提高配电设备的利用率以及电网供电质量的目的。
[0006]本实用新型解决其技术问题的技术方案是:一种基于GPRS网络的配电网线路状态传感系统，包括节点监测装置和监控计算机；所述的监控计算机包括GPRS网络连接装置；其特征在于:还包括中继无线通信基站，所述的节点监测装置包括与单片机连接的功率采集模块、继电器驱动模块和超高频RFID卡，所述的功率采集模块分别连接电压互感器和电流互感器；所述的中继无线通信基站包括数据顺序相连的RFID阅读器、单片机和GPRS模块。
[0007]上述的超高频RFID卡为有源超高频RFID卡。[0008]与现有技术相比较，本实用新型具有以下突出的有益效果。
[0009]1、以RFID卡为终端节点采集无线通讯工具，不会产生无线信号干扰，效果可靠，干扰性少，实现了精确快速采样；
[0010]2、选定GPRS网络远距离识别及上传数据，完全满足作业需求；
[0011]3、各个电子元件均为现有技术，构建成本低，便于维护。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型结构示意框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0014]如图1所示，本实用新型包括节点监测装置、中继无线通信基站和监控计算机。所述的监控计算机包括GPRS网络连接装置。
[0015]所述的节点监测装置包括与单片机连接的功率采集模块、继电器驱动模块和超高频RFID卡，所述的功率采集模块分别连接电压互感器和电流互感器。优化方案中，超高频RFID卡为有源超高频RFID卡。本实施例中的单片机为JY-RTU6640 ;功率采集模块为8通道采集模块TDAM7018 ;继电器驱动模块为atmel89c4051。
[0016]射频识别技术(RadioFrequency Identification, RFID)是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。但是有与RFID技术的核心是主动发出无线电波，即调成无线电频率的电磁场。无源RFID读写距离较近，不适合电网监测操作。有源RFID属于远距离自动识别类，识别距离可达150?200米。本实施例中，采用的是有源超高频RFID卡LK340，频带与电网局部测量频带不重叠，干扰极小，电网数据局部测量准确，且不会因为高磁场而造成无线传输障碍。
[0017]具体监测信息采集过程为:所述的功率采集模块先与IOkV母线下的电压互感器PT和电流互感器CT的二次侧相相连接，实现电网中交流电压和交流电流信号的连续采样；通过功率采集模块测量计算功率因数和电压的变化，并送入到单片机进行处理。处理时，一方面根据处理结果控制继电器驱动模块，实现对补偿电容的投切控制；另一方面将相关参数和测量数据经由半有源超高频RFID卡传输至中继无线通信基站。
[0018]所述的中继无线通信基站包括数据顺序相连的RFID阅读器、单片机和GPRS模块。RFID阅读器用以接收超高频RFID卡传来的信息，并进一步将带有位置信息的电网数据传输给GPRS模块，通过GPRS网络传输给监控计算机。
[0019]所谓GPRS模块，是具有GPRS数据传输功能的GSM模块。主机或者单片机可以通过RS232串口与GPRS模块相连，通过AT指令控制GPRS模块实现各种基于GSM的通信功能，本实施例中具体为MC55i GPRS模块。MC55i GPRS模块体积小、重量轻，内部集成了 TCP，UDP, HTTP, FTP, POP3, SMTP等众多TCP/IP协议栈；GPRS多通道类别，具有四频段(850/900/1800/1900MHz);支持数据、语音、短消息和传真；集成SM应用工具包；采取AT命令集控制；具有SMS:MT/M0/CB/PDU模式；具有低功耗，宽温度范围；便于集成等技术特点。[0020]本系统更适合于局部多节点监测，由于RFID卡具有电子标签功能，即每个单独的节点具有唯一的电子标示，多节点信息分别进入所述的中继无线通信基站进行数据传递，节省了 GPRS无线通信设备安装成本。
[0021]本实用新型中的各个电子元件均为现有技术，其数据传输的方式和数据记录、读写、显示的方式也为现有技术，【具体实施方式】中不再累述。
[0022]需要说明的是，本实用新型的特定实施方案已经对本实用新型进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于GPRS网络的配电网线路状态传感系统，包括节点监测装置和监控计算机；所述的监控计算机包括GPRS网络连接装置；其特征在于:还包括中继无线通信基站，所述的节点监测装置包括与单片机连接的功率采集模块、继电器驱动模块和超高频RFID卡，所述的功率采集模块分别连接电压互感器和电流互感器；所述的中继无线通信基站包括数据顺序相连的RFID阅读器、单片机和GPRS模块。
2.根据权利要求1所述的基于GPRS网络的配电网线路状态传感系统，其特征在于:所述的超高频RFID卡为有源超高频RFID卡。
【文档编号】H02J3/18GK203522207SQ201320729744
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】郭志红, 王兴照, 吴建, 韩克存, 魏炜, 李明, 罗凤章, 杨祎, 张风柱 申请人:国网山东省电力公司电力科学研究院