一种基于主动服务管理模式的智能运维配用电系统的制作方法

本发明涉及电力设备技术领域，具体地说涉及一种基于主动服务管理模式的智能运维配用电系统。

背景技术：

传统的配用电技术设备出现故障时，一般是人工巡视和故障后被动模式维修，这种问题解决方式响应较慢、效率低下、费时费力，且容易有误报、漏报的情况。即使市面上出现了具备通信功能的新型断路器以485通信组网的配电方式，但在一个表箱内常常需要大量繁琐的布线，当出现问题时不易排查，也不便于后期维护。

技术实现要素：

基于上述背景，本发明提供一种基于主动服务管理模式的智能运维配用电系统，可有效解决上述问题，

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种基于主动服务管理模式的智能运维配用电系统，包括：信息集中器、总剩余电流保护断路器、中级剩余电流保护断路器、智能电表和末级剩余电流保护断路器，所述总剩余电流保护断路器包括hplc单相载波模块，所述hplc单相载波模块可作为hplc网络的一个子节点，所述集中器可获取所述hplc单相载波模块在所述hplc网络中的层级关系并绘制所述hplc网络的网络拓扑；

所述中级剩余电流保护断路器包括无线和载波双模通信模块，所述中级剩余电流保护断路器和所述信息集中器之间的数据信息通过所述无线和载波双模通信模块中的载波通信方式传递，所述末级剩余电流保护断路器和所述中级剩余电流保护断路器之间的数据信息通过所述无线和载波双模通信模块中的无线通信方式传递；

所述末级剩余电流保护断路器采集并处理用户端的剩余电流信息，并经由所述中级剩余电流保护断路器依次通过无线通信和载波通信传输至所述信息集中器；

所述信息集中器可将接收到的信息传输至外部控制中心，并可将来自所述外部控制中心的指令发送至所述末级剩余电流保护断路器，对所述末级剩余电流保护断路器的剩余电流保护的阈值进行设定。

较佳的，所述hplc单相载波模块可设于所述总剩余电流保护断路器的内部，也可设于所述总剩余电流保护断路器的外部，且通过设于所述总剩余电流保护断路器上的端口与所述总剩余电流保护断路器连接。

较佳的，所述外部控制中心可对所述末级剩余电流保护断路器进行远程升级。

较佳的，所述末级剩余电流保护断路器与中级剩余电流保护断路器之间的信息传输可通过蓝牙、wifi、2.4g、433m、gprs、lora、zigbee中的任一种无线通信方式实现。

较佳的，所述总剩余电流保护断路器通过载波通信方式分别与所述中级剩余电流保护断路器和所述信息集中器进行信息传输。

较佳的，所述信息集中器包括电力载波通信芯片，所述信息集中器通过所述电力载波通信芯片与所述总剩余电流保护断路器连接并进行通信。

较佳的，所述智能电表包括电力载波通信芯片，所述智能电表通过所述电力载波通信芯片与所述总剩余电流保护断路器连接并进行通信。

较佳的，所述末级剩余电流保护断路器包括无线从机模块，所述末级剩余电流保护断路器可获取负载电流和剩余电流的数据，并通过所述无线从机模块以无线通信方式与所述中级剩余电流保护断路器中的无线和载波双模通信模块进行信息下发和回传。

较佳的，所述无线从机模块可以为蓝牙、wifi、2.4g、433m、gprs、lora、zigbee模块中的一种。

较佳的，所述外部控制中心可远程读取或修改所述末级剩余电流保护断路器的参数值。

较佳的，所述的末级剩余电流保护断路器包括定时器，通过所述定时器可实现万年历软计时，并可记录故障时间戳信息。

较佳的，所述末级剩余电流保护断路器可录波故障点前后各两个周期，并传输给所述外部控制中心，所述外部控制中心可根据所述周期波形的数据判断是否发生故障及故障原因分析。

较佳的，所述末级剩余电流保护断路器设有温度芯片或温度传感器。

较佳的，当线路中出现剩余电流超过阈值、过载或短路时，所述末级剩余电流保护断路器可自动脱扣。

较佳的，所述中级剩余电流保护断路器进行电流和剩余电流检测，并通过所述无线和载波双模通信模块实现无线组网。

较佳的，所述信息集中器可将所述外部控制中心发送的广播校时或修改参数指令通过所述总剩余电流保护断路器、中级剩余电流保护断路器依次传输到末级剩余电流保护断路器进行广播校时或参数修改。

较佳的，所述末级剩余电流保护断路器为非主动保护，主动服务，由所述信息集中器实现智能控制。

较佳的，所述中级剩余电流保护断路器为非主动保护，主动服务，由所述信息集中器实现智能控制。

优选的，本发明还提供一种主动获取剩余电流和负载电流等运行参数并上报外部控制中心进行数据分析的方法，包括：

步骤s1：中级剩余电流保护断路器包含的无线和载波双模通信模块通过支持的无线通信或串口的轮询方式依次读取末级剩余电流保护断路器或中级剩余电流保护断路器的剩余电流、负载电流相关运行参数；

步骤s2：对应的末级剩余电流保护断路器或中级剩余电流保护断路器采用硬件检测电路和软件采样及算法，测量得出上述参数；

步骤s3：末级剩余电流保护断路器或中级剩余电流保护断路器将上述参数通过无线或串口方式回传到双模通信模块；

步骤s4：双模通信模块再通过高速电力载波（hplc）方式传到台区电压配电箱内总剩余电流保护断路器的hplc单相载波模块，再传到集中器，进而传到外部控制中心；

步骤s5：外部控制中心根据上报的参数数据，后台软件进行智能分析，同时远程控制剩余电流保护断路器的运行状态。

通过上述步骤可达到出现故障及时发现、立刻处理，节省大量人力和物力，智能高效；另外使用无线组网方式避免了繁杂的布线与后期维护困难。

本发明的有益效果如下：

基于主动服务管理模式的智能运维配用电系统就解决了上述问题，其主动服务管理模式在于低压台区各设备互联、数据人机交互、状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在物联网，整合用电客户业务流和数据流，改变人工巡视及故障发生后被动模式维修为主动抢修模式，实现各层级低压故障信息实时在线监测，快速定位停电范围，在客户感知前主动上报停电信息，支撑低压故障的快速抢修和可靠性分析，缩短复电时长，提升供电主动服务能力。同时开展负荷监测，实现家庭用电智能化。

同时，该配电系统的表箱中安装有含双模通信模块的中级剩余电流保护断路器，双模通信模块通过主控mcu和电力载波芯片实现无线转电力载波的通信功能，双模通信模块通过蓝牙连接最多15个末级剩余电流保护断路器，通过串口uart连接1个中级剩余电流保护断路器，对应的断路器将上述参数通过无线或串口方式回传到双模通信模块，双模通信模块再通过电力载波hplc方式传到台区电压配电箱内总剩余电流保护断路器，进而传回外部控制中心，供后台软件进行智能分析，从而避免了繁琐布线的困扰，且系统功耗较低，便于维护。

所述主动抢修服务可以整合用电客户业务流和数据流，实现各层级低压故障信息实时在线监测，快速定位停电范围，在客户感知前主动上报停电信息，支撑低压故障的快速抢修和可靠性分析，缩短复电时长，提升供电主动服务能力。

所述主动抢修服务可以同时开展负荷监测，用电负荷尽在掌控，对超负荷的用户实行远程提醒和自动断电保护，实现家庭用电智能化。

所述定制app推送服务，应用hplc高速载波数据采集技术，高密度采集低压用电客户电压、电流、功率数据，开展大数据综合分析，分析低压用户用电特性，为超负荷用电客户提供安全用电提醒，为峰谷电价客户提供经济用电建议，为有用电量疑问的客户提供用电习惯分析，从而给不同用电客户群提供个性化服务，满足更多客户应用场景的需要。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的智能运维配用电系统的配电组成系统框图。

图2为本发明的智能运维配用电系统的用户端配电组成系统流程。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1所示，作为一个示例性实施方式，所述配用电系统包括：信息集中器1、总剩余电流保护断路器2、中级剩余电流保护断路器4、智能电表6和末级剩余电流保护断路器8，所述总剩余电流保护断路器2包括hplc单相载波模块3，所述hplc单相载波模块3可作为hplc网络的一个子节点，所述集中器1可获取所述hplc单相载波模块3在所述hplc网络中的层级关系并绘制所述hplc网络的网络拓扑；所述hplc单相载波模块3可以直接设置在所述总剩余电流保护断路器2的内部，也可以将所述hplc单相载波模块3设置在所述总剩余电流保护断路器2的外部，在所述总剩余电流保护断路器2上设置一个连接端口，所述hplc单相载波模块3可通过所述连接端口嵌入所述总剩余电流保护断路器2，可实现即插即用，更换方便。所述总剩余电流保护断路器2通过所述hplc单相载波模块3以载波通信方式分别与所述中级剩余电流保护断路器4和所述信息集中器1进行信息传输。

所述中级剩余电流保护断路器4包括无线和载波双模通信模块5，所述中级剩余电流保护断路器4和所述信息集中器1之间的数据信息通过所述无线和载波双模通信模块5中的载波通信方式传递，所述无线和载波双模通信模块5同时具有无线通信和载波通信两种通信方式，所述末级剩余电流保护断路器8和所述中级剩余电流保护断路器4之间的数据信息通过所述无线和载波双模通信模块5中的无线通信方式传递；所述无线通信方式包括蓝牙、wifi、2.4g、433m、gprs、lora、zigbee等方式中的任一种，一个所述无线和载波双模通信模块5可对应连接1台中级剩余电流保护断路器和多台末级剩余电流保护断路器，较佳的，所述末级剩余电流保护断路器的数量不超过15台。所述中级剩余电流保护断路器4可进行电流和剩余电流检测，并通过所述无线和载波双模通信模块5实现无线组网。

所述末级剩余电流保护断路器（8）包括主控mcu和各硬件功能子模块，主控mcu是断路器的核心器件，它与各个硬件子模块通过io连接，从而实现基本的硬件功能和上层软件功能。所述末级剩余电流保护断路器4采集并处理用户端的剩余电流信息，并经由所述中级剩余电流保护断路器4依次通过无线通信和载波通信传输至所述信息集中器1，所述信息集中器1可将接收到的信息传输至外部控制中心，并可将来自所述外部控制中心的指令发送至所述末级剩余电流保护断路器8，对所述末级剩余电流保护断路器8的剩余电流保护的阈值和延时时间进行设定。具体的，所述信息集中器1包括电力载波通信芯片，所述信息集中器1通过所述电力载波通信芯片与所述总剩余电流保护断路器2连接并进行通信。

所述外部控制中心可对接收到的数据进行智能分析，包括断路器的状态、剩余电流分析、线路是否故障及故障原因等，并根据分析结果判断是否需要发送指令，此外，所述外部控制中心还可对所述末级剩余电流保护断路器8进行远程升级。

所述智能电表6分别与所述中级剩余电流保护断路器4和末级剩余电流保护断路器8连接，所述智能电表6包括电力载波通信芯片，所述智能电表6通过所述电力载波通信芯片和所述总剩余电流保护断路器连接并进行通信。

在一较佳实施例中，所述末级剩余电流保护断路器8包括无线从机模块7，所述末级剩余电流保护断路器8可获取负载电流和剩余电流的数据，并通过所述无线从机模块7以无线通信方式与所述中级剩余电流保护断路器4中的无线和载波双模通信模块5进行信息下发和回传，所述无线从机模块7可以为蓝牙、wifi、2.4g、433m、gprs、lora、zigbee

模块中的一种，所述外部控制中心可远程读取或修改所述末级剩余电流保护断路器8的参数值。

在一较佳实施例中，所述的末级剩余电流保护断路器8内还设有定时器，通过所述定时器可实现万年历软计时，并可记录故障时间戳信息，所述信息集中器1可将所述外部控制中心发送的广播校时或修改参数指令通过所述总剩余电流保护断路器2、中级剩余电流保护断路器4依次传输到末级剩余电流保护断路器8进行广播校时或参数修改，以确保所述末级剩余电流保护断路器8的系统时间与所述外部控制中心的标准时间一致。

在一较佳实施例中，当线路中发生故障时，所述末级剩余电流保护断路器8可记录故障点前和故障点后各两个周期的波形，并将所述波形传输给所述外部控制中心，所述外部控制中心可对所述周期波形进行分析，并判断是否发生故障及故障原因分析，此外，当线路中出现剩余电流超过阈值、过载或短路时，所述末级剩余电流保护断路器8可自动脱扣，从而实现主动服务。

在一较佳实施例中，所述末级剩余电流保护断路器8中还设置有温度芯片或温度传感器，可以实现断路器内部温度的实时采集，并可将采集到的断路器内部温度数据回传给外部控制中心，外部控制中心可根据断路器的内部温度和回路电流数据进行分析，确定现场是否存在主回路线路虚接和机械故障导致断路器内部温度过高进而损坏断路器的故障。

所述外部控制中心可根据需要决定是否开启或关闭剩余电流保护功能，当所述剩余电流保护功能开启时，如果此时电路中出现了剩余电流，则所述末级剩余电流保护断路器8可开启保护功能，进行脱扣；但当所述剩余电流保护功能关闭时，即使所述末级剩余电流保护断路器8检测到当前线路中出现剩余电流，也无法启动保护功能，因此，所述末级剩余电流保护断路器8为非主动保护，同样的，所述中级剩余电流保护断路器4为非主动保护，主动服务，由所述信息集中器1实现智能控制。

本发明还提供一种主动获取剩余电流和负载电流等运行参数并上报控制中心进行数据分析的方法，包括：

步骤s1：中级剩余电流保护断路器包含的无线和载波双模通信模块通过支持的无线通信或串口的轮询方式依次读取末级剩余电流保护断路器或中级剩余电流保护断路器的剩余电流、负载电流相关运行参数；

步骤s2：对应的末级剩余电流保护断路器或中级剩余电流保护断路器采用硬件检测电路和软件采样及算法，测量得出上述参数；

步骤s3：末级剩余电流保护断路器或中级剩余电流保护断路器将上述参数通过无线或串口方式回传到双模通信模块；

步骤s4：双模通信模块再通过高速电力载波（hplc）方式传到台区电压配电箱内总剩余电流保护断路器的hplc单相载波模块，再传到集中器，进而传到外部控制中心；

步骤s5：外部控制中心根据上报的参数数据，后台软件进行智能分析，同时远程控制剩余电流保护断路器运行状态。

通过上述步骤可达到出现故障及时发现、立刻处理，节省大量人力和物力，智能高效；另外使用无线组网方式避免了繁杂的布线与后期维护困难。

以上仅为本发明的较佳实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。