一种智能低压配电管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能低压配电管理系统，包括网络层、站控层和现场层，网络层设有远程监控中心、云服务中心和移动终端设备，移动终端设备可远程或本地接入系统；站控层设有相互连接的管理主机和通讯模块，管理主机上连接数据服务器，数据服务器同远程监控中心连接；现场层设有N个沿现场总线并联设置的开关柜，开关柜内均设有总线中间继电器，各个开关柜内的现场支线通过总线中间继电器与现场总线连接，现场支线上连接执行模块、控制模块和信息采集模块。本发明既能够满足本地通信的要求，又能满足远程管理接入的需求；既能够实现指定位置接入，也能够实现随时随地接入；既能够适合小型配电系统的管理，也能够满足复杂配电系统的管理。
【专利说明】-种智能低压配电管理系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及低压配电管理系统【技术领域】，尤其涉及一种智能低压配电管理系统。
【背景技术】
[0002] 由于区域经济发展水平的差异和用户不同的配电要求，市场上有各种不同类型的 低压配电系统。目前大部分的家庭等小型配电用户主要应用完全手动以及一些最基本的、 没有任何自动化功能的配电开关器件来完成配电控制系统。一些具有最基本的自动化、智 能化控制功能的低压配电系统主要应用在较高级的民用住宅、商业住宅以及工业配电用户 等中小型配电场所。
[0003] 根据低压配电系统控制和通信功能的不同自动化程度，当前市场上普遍应用的低 压配电系统大致可以分成以下三类：无现场总线、有本地控制和无远程控制的系统：有现 场总线、有本地控制和远程控制的系统；有现场总线、有本地控制和远程控制、能够实现超 远距离通信的系统。
[0004] 随着配电系统的复杂性不断提高，借助新技术的突飞猛进，低压配电管理系统正 向着智能化、模块化、组合化、高性能和小型化的方向发展。而且在网络技术高速发展的今 天，通信数据量越来越大，智能化的配电管理系统需要低成本、高性能的高速通信方案。在 应对这些日益复杂的配电应用和用户需求时，上述三类系统都有一些不足之处：
[0005] (1)、系统接入的要求得不到满足。系统的接入要求包括系统本身的接入，以及该 配电管理系统与其他系统的接入和数据通信的要求。在目前的以及将来的市场情况下，配 电系统变得越来越复杂，特别对于大的数据中心或是楼宇配电系统，接入的便利性直接影 响到系统的维护效率，从而影响到系统的供电连续性，直接对用户的经济利益造成影响。
[0006] (2)、系统管理远程控制所需数据量的要求得不到满足。在进行远程控制时，系统 必须对所有的现场信息了如指掌。对于复杂的分布式配电系统而言，由于有众多的分布式 系统，而且每个单独的分布式系统的配电又是极其复杂的，这就要求有足够大的数量处理 量，才能完整、准确地把整个系统的信息提供给系统管理员。对现有的这些配电管理系统， 仅仅通过GPRS网络推送信息的信息量也很有限，显然在数据量的传输带宽上得不到保证。
[0007] (3)、系统的灵活配置和升级要求得不到满足。当前市场上的各种智能配电系统都 存在一个无法为用户量身定制的问题。一些系统虽然智能化程度高，但是功能复杂，系统庞 大，成本非常高。用户在应用这些智能化系统时，必须购买一整套完整的系统才能实施管 理，导致一些小型配电用户无法承担该成本。
【发明内容】
[0008] 为了解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出了一种智能低压配电管理系 统，既能够满足本地通信的要求，又能满足远程管理接入的需求；既能够实现指定位置接 入，也能够实现随时随地接入；既能够适合小型配电系统的管理，也能够满足复杂配电系统 的管理；既能够实现系统的自动化，也能够实现系统的智能化。
[0009] 本发明提出的一种智能低压配电管理系统，包括网络层、站控层和现场层，网络层 设有远程监控中心、云服务中心、允许远程网络接入系统的网关和移动终端设备，移动终端 设备可远程或本地接入系统；站控层设有相互连接的管理主机和通讯模块，管理主机上连 接数据服务器，管理主机、数据服务器均由不间断电源供电，数据服务器同网络层中的远程 监控中心连接；现场层设有N个沿现场总线并联设置的开关柜，N3 2,开关柜内均设有总线 中间继电器，各个开关柜内的现场支线通过总线中间继电器与现场总线连接，现场支线上 连接测量模块、执行模块、控制模块和信息采集模块，现场层设置有系统管理员快速接入的 WiFi接入模块，WiFi接入模块、现场总线均连接至通讯模块；通讯模块把分散在现场层的 信息采集模块采集的数据传输至管理主机，管理主机上通过数据服务器将数据传输至远程 监控中心，远程监控中心通过网络将数据服务器提供的数据上传至云服务中心进行备份， 移动终端设备可通过WiFi接入模块快速接入站控层和现场层实现远程故障诊断和解决。 [0010] 优选地，管理主机输出端连接液晶显示装置和打印输出装置，管理主机输入端连 接键盘输入装置。
[0011] 优选地，信息采集模块采用RS485与站控层内的通信模块通信，RS-485接口是采 用组合的平衡驱动器和差分接收器，抗噪声干扰能力增强。
[0012] 本发明由执行模块、信息采集模块、控制模块、通信模块以及信息管理模块构成。 其中执行模块是指断路器、继电器、接触器等配电设备。信息采集模块可以是个单独的测量 模块，如电表、人机界面等，也可以包括集成在断路器等执行模块中的测量模块。控制模块 是接收管理主机的控制命令，并根据相应命令控制和反馈对应的负载执行模块工作状态的 硬件模块。控制模块一般与执行模块安装在一起，以便于对其负载执行模块进行实时监控 和发出动作指令。通信模块既包括智能断路器等内置的通信模块，还包括现场总线的总线 中间继电器转发、现场总线协议转换等等模块，以及现场总线转换成以太网或无线通信网 络的网关设备。信息管理模块包括远程监控中心、数据服务器、移动管理终端等等设备。通 过这些信息管理模块可以快速接入系统，更好地管理、显示、分析、备份系统信息。
[0013] 本发明中执行模块、信息采集模块、控制模块、通信模块以及信息管理模块均具备 一定的数据处理能力，并且具有通信功能，能独立地与管理主机或者其他具有兼容通信接 口的管理系统进行数据通信和命令响应。
[0014] 本发明结构简单，控制、维护方便，有效地扩展了监控范围、提高了系统自动化水 平和可靠性，方便了系统的信息化管理，提高了系统管理员的工作效率，系统管理员能够迅 速地对发生故障的区域进行判断，快速排除瞬时性故障，隔离永久性故障，以提高供电系统 的连续性。本发明适用于各种规模的低压配电系统管理，从家庭配电到楼宇配电、工厂配电 以及大型的分布式配电场合，管理员可以看到各个分布式配电点的实时运行状态，大大节 约了管理成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本发明提出的一种智能低压配电管理系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 如图1所示，图1为本发明提出的一种智能低压配电管理系统的结构示意图。
[0017] 参照图1，本发明提出的一种智能低压配电管理系统，包括网络层1、站控层2和现 场层3。
[0018] 网络层1设有远程监控中心11、云服务中心12和移动终端设备13,移动终端设备 13可远程或本地接入系统；
[0019] 站控层2设有相互连接的管理主机21和通讯模块22,管理主机21输出端连接液 晶显示装置211和打印输出装置212,管理主机21输入端连接键盘输入装置213,管理主机 21上连接数据服务器23,管理主机21、数据服务器23均由不间断电源24供电，数据服务器 23同网络层1中的远程监控中心11连接；
[0020] 现场层3设有三个沿现场总线并联设置的开关柜31，开关柜31内均设有总线中间 继电器32,各个开关柜31内的现场支线通过总线中间继电器32与现场总线连接，现场支线 上连接测量模块33、执行模块34、控制模块35和信息采集模块36,现场层3设置有系统管 理员快速接入的WiFi接入模块37, WiFi接入模块37、现场总线均连接至通讯模块22 ;
[0021] 通讯模块22把分散在现场层3的信息采集模块36采集的数据传输至管理主机 21，管理主机21上通过数据服务器23将数据传输至远程监控中心11，远程监控中心11通 过网络将数据服务器23提供的数据上传至云服务中心12进行备份，移动终端设备13可通 过WiFi接入模块37快速接入站控层2和现场层3实现远程故障诊断和解决。
[0022] 本发明中，系统管理员可以在没有电脑的情况下，通过移动终端设备13,随时随地 地接入系统进行相应的监控和管理操作，实现远程故障诊断和解决。移动终端设备13的加 入，使得整个配电网络管理更加便捷高效。通过网络把数据备份到云服务中心12,便于更好 地集中管理多个不同地点的远程控制信息，以及信息安全管理。站控层2中通信模块22的 主要功能为把分散在现场层3的信息采集模块36采集的数据传送至管理主机21，管理主机 21上通过数据服务器23将数据传输至远程监控中心11。站控层2用于现场层3的总线数 据和站控层2的管理主机21之间的通信数据交换，以及站控层2管理主机21和网络层1 移动终端设备13的通信数据交换。管理主机21在分布式的配电系统中，也可以看作是远 程站点的本地管理。布置在现场层的WiFi接入模块37便于系统管理员在现场能快速接入 系统，进行故障诊断。信息采集模块36采用RS485与站控层内的通信模块通信，RS-485接 口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强。
[0023] 在具体实施例中，本发明应用于小型的民用住宅或商业建筑配电时，由于标准网 络接口的配置，本发明可以与其他的智能家居能源管理系统和智能化楼宇控制系统通信， 使得整体配电管理的效率得到进一步的提高。本发明的加入可以让用户远程实时了解家庭 各个设备的运行状况。通过与进行本地控制的家庭能源管理系统的通信，用户便可以在回 到家前，让本地管理系统控制一些相应的设备的开关，为用户事先提供一些舒适性的功能。 例如，在冬天用户到家前，提前打开室内暖气；甚至可以通过红外传感器，帮助用户及时发 现非法入侵等等。本发明与楼宇控制系统的通信则可以实现众多的智能调节、控制功能。例 如，自动、定时启动供热通风与空气调节（HVAC)系统；自动控制室内的照明系统等等。
[0024] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种智能低压配电管理系统，其特征在于，包括网络层（1)、站控层（2)和现场层 (3)，网络层（1)设有远程监控中心（11)、云服务中心（12)、允许远程网络接入系统的网关 和移动终端设备（13)，移动终端设备（13)可远程或本地接入系统；站控层（2)设有相互 连接的管理主机（21)和通讯模块（22)，管理主机（21)上连接数据服务器（23)，管理主机 (21)、数据服务器（23)均由不间断电源（24)供电，数据服务器（23)同网络层（1)中的远 程监控中心（11)连接；现场层（3)设有N个沿现场总线并联设置的开关柜（31)，N> 2,开 关柜（31)内均设有总线中间继电器（32)，各个开关柜（31)内的现场支线通过总线中间继 电器（32)与现场总线连接，现场支线上连接测量模块（33)、执行模块（34)、控制模块（35) 和信息采集模块（36)，现场层（3)设置有系统管理员快速接入的WiFi接入模块（37)，WiFi 接入模块（37)、现场总线均连接至通讯模块（22);通讯模块（22)把分散在现场层（3)的信 息采集模块（36)采集的数据传输至管理主机（21)，管理主机（21)上通过数据服务器（23) 将数据传输至远程监控中心（11)，远程监控中心（11)通过网络将数据服务器（23)提供的 数据上传至云服务中心（12)进行备份，移动终端设备（13)可通过WiFi接入模块（37)快 速接入站控层（2)和现场层（3)实现远程故障诊断和解决。
2. 根据权利要求1所述的智能低压配电管理系统，其特征在于，管理主机（21)输出端 连接液晶显示装置（211)和打印输出装置（212)，管理主机（21)输入端连接键盘输入装置 (213)。
3. 根据权利要求1所述的智能低压配电管理系统，其特征在于，信息采集模块（36)采 用RS485与站控层（2)内的通信模块（21)通信，RS-485接口是采用组合的平衡驱动器和 差分接收器。
【文档编号】H02J13/00GK104092312SQ201410369777
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】李乐群 申请人:安徽鑫辰电气设备有限公司