一种分布式智能配电系统的制作方法

本发明涉及配电系统技术领域，尤其涉及一种分布式智能配电系统。

背景技术：

传统的集中式配电控制系统采用配电监控模块（如电表、电力仪表等）相互结合的系统集成方案，需要通过各个不同厂商的产品搭建，需进行大量的产品与产品之间的物理连接、系统配置，对前期的建设和后期的维护都带来极大的工作量。复杂、庞大、多产品的系统，势必会增加系统的故障节点，增加隐患。原有的控制、监测分离的配电系统使得系统整体的建设和维护都非常不易，在信息化、智能化的大趋势下，当前急需开发一种高效、灵活、可靠的智能化配电系统，将新的物联网技术、信息化技术、设备管理技术融合在新的配单系统中，并为以后的远程运维平台提供大数据支撑和服务。

因此，为解决上述技术问题，需要提出一种新的技术方案来解决这个问题。尤其是提供一种分布式智能配电系统。

技术实现要素：

本发明为解决市场上现有的配电系统控制和监测分离使得增个系统的建设和维护困难的技术问题，提供了一种将配电设备，用电设备进行集中管控，对系统内主要设备器件进行监测、保护、控制，并通过软件系统平台做良好自动化管理的分布式智能配电系统。

为实现上述目的提供了如下技术方案：一种分布式智能配电系统，包括相互通讯连接的应用层、服务层和设备层，所述设备层与配电电路电连接，所述服务层对所述设备层采集的数据进行储存和处理并与第三方系统通讯连接，所述应用层展示所述服务层处理后的数据和对所述设备层进行远程控制；

所述应用层面向用户，用户通过所述应用层对配电电路进行操控和监视，所述应用层包括系统管理模块、设备管理模块、数据统计查询模块、能耗管理模块、信息发布模块和预测性维护模块；所述系统管理模块对系统参数进行预设、对所述设备层的设备参数进行远程设置、对用户权限进行管理；所述设备管理模块对所述设备层的数据进行监视和对所述设备层进行控制；所述数据统计查询模块对所述服务层处理后的数据进行展示；所述能耗管理模块对所述服务层的处理后的能耗信息进行展示；所述信息发布模块对所述服务层处理后的数据进行主动或被动地定向推送；所述预测性维护模块结合预设的设备参数、系统参数与服务层处理后的数据进行计算建立设备的健康履历，预测出所述电路的故障情况进行提前维修处理；

所述服务层包括数据管理模块、系统接口模块、操作日志模块和设备接入模块，所述数据管理模块对所述设备层采集的原始数据、操作过程数据、应用层录入的数据和第三方系统的数据进行存储，所述系统接口模块对所述第三方系统的接入提供接口，所述设备接入模块与所述设备层通讯连接；所述操作日志模块记录和储存系统的电流电压报警日志、通讯异常日志和分合闸操作日志；

所述设备层包括远程配电模块、视频监控设备和第三方标准设备；所述第三方标准设备对配电电路的使用情况进行监测和数据采集。

优选地，所述信息发布模块包括主动推送模块和被动推送模块，所述主动推送模块与多个电子看板电连接，多个所述电子看板展示不同的信息，每个所述电子看板按照不同用户设定的需求展示所述服务层处理后的数据；所述被动推送模块根据远程终端或移动终端的访问展示所述服务层处理后的数据。

优选地，所述能耗管理模块采用逐日用能方法和环比用能方法统计分析每个配电电路的能耗情况，每个配电电路的能耗情况包括每小时、每天、每周、或每月的用电能耗情况。

优选地，所述第三方系统包括oa系统、erp系统、mes系统或远程维护系统。

优选地，所述应用层展示所述服务层处理后的数据和对所述设备层进行远程控制的方法包括组态手动模式和/或区域场景控制模式。

优选地，所述用户包括普通用户、管理员用户和开发者用户，所述普通用户的权限为访问系统、查看系统的各种数据，所述管理员用户的权限包括对系统参数进行预设、对所述设备层参数进行设置、通过所述应用层控制所述设备层；所述开发者用户在所述管理员用户的权限基础上还可以对所述设备层的远程配电模块个数进行设置。

优选地，所述设备接入模块针对不同厂商的设备开发不同的协议可以接入不同厂商的设备。

优选地，所述第三方标准设备包括电流检测设备、电压检测设备、烟雾传感器、温湿度传感器中的一种或多种。

本发明的有益效果：本智能配电系统结合电力电子技术、传感器技术、通讯技术、数据库技术和云平台技术等技术，将传统的配电系统，演变成集自动化、信息化、可视化等一体的综合管理系统，实现自动化监视与控制，可有效保障配电系统的可靠性、稳定性。在系统设计上采用网络化的集散设计架构，采用边缘控制方式控制回路节点，既可降低故障所引起的影响范围，也可以方便后期回路节点的扩展。

系统集成了监视、控制、操作日志等基本功能，同时，结合信息本地化技术，可部署在本地，亦可部署在云平台，并提供多种系统接口模块，方便与第三方系统做数据对接，满足不同第三方系统平台的信息化需求。智能配电系统也具备信息发布功能，可方便使用电子看板、app终端等，满足使用者各种不同维度的应用需求。

本智能配电系统：

1.实施监控电源系统的运行状态、负载率、能耗等，并实现远程操控用电设备。

2.集成监测控制功能，优化数据处理通讯能力，减少现场布线的复杂度，从而提供系统的稳定性。

3.提供用电设备的功耗、使用时间，评估设备的稼动率，为运维平台提供数据支撑。

4.系统采用分布式的网络架构，每个配电模块具备远程控制、监测、通讯、边缘计算为一体的智能模块，确保各回路的独立性，将系统风险降到最低。

附图说明

图1是本发明的框架结构示意图。

图2是本发明的模块结构示意图。

图3是本发明的oa界面示意图一。

图4是本发明的oa界面示意图二。

图5是本发明的oa界面示意图三。

图6是本发明的oa界面示意图四。

图7是本发明的oa界面示意图五。

其中：

10、应用层；101、系统管理模块；102、设备管理模块；103、数据统计查询模块；104、能耗管理模块；105、信息发布模块；106、预测性维护模块；20、服务层；201、数据管理模块；202、系统接口模块；203、操作日志模块；204、设备接入模块；30、设备层；301、远程配电模块；302、视频监控设备；303、第三方标准设备。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种分布式智能配电系统，该智能配电系统下行通讯连接有远程配电模块、视频监控设备和第三方标准设备。远程配电模块对配电回路进行配电管理，其采用现有的技术，本文中不做详细描述。接入视频监控设备实现就地操作和视频的联动，并可以进行联动的抓拍照片和视频，确保人员操作的安全性，并提供视频的记录查询。智能配电系统上行通讯连接远程终端、移动终端、电子看板和第三方系统。远程终端可通过ie浏览器登录到系统平台内，对系统进行浏览、查询和控制。远程终端可以是计算机设备。移动终端通过特定的app访问系统，查看系统进行浏览、查询和控制。移动终端可以是智能手机、智能平板电脑等智能设备。电子看板包括多个展示不同内容的电子看板，如维修人员所在位置的电子看板，仅仅展示配电系统监控的配电电路异常情况、报警情况等与维修人员职责相关的信息；使用人员所在位置的电子看板仅仅展示配电电路通断电等与设备用电使用情况相关的信息。第三方系统包括oa系统、erp系统、mes系统或远程维护系统等系统满足不同使用者对配电电路不同信息查询、管理的需求。通讯连接的方式可以是有线通信连接也可以是无线网络数据连接。

如图2所示，智能配电系统包括相互通讯连接的应用层10、服务层20和设备层30。所述设备层30与配电电路电连接，所述服务层20对所述设备层30采集的数据进行储存和处理并与第三方系统通讯连接，所述应用层10展示所述服务层20处理后的数据和对所述设备层30进行远程控制。

如图2所示，应用层10面向用户，用户通过所述应用层10对配电电路进行操控和监视。所述应用层10包括系统管理模块101、设备管理模块102、数据统计查询模块103、能耗管理模块104、信息发布模块105和预测性维护模块106。

系统管理模块101对系统参数进行预设、对所述设备层30的设备参数进行远程设置、对用户权限进行管理。系统管理模块对各种参数进行设置，当设备层材料到的数据达到设置条件时，进行相应的处理。如对配电电路的电流、电压、负载率进行设置，当设备层采集到的数据大于预设值时系统通过应用层的报警模块进行报警，并报警信息通过电子看板发送至维修人员或管理人员。用户包括普通用户、管理员用户和开发者用户，所述普通用户的权限为访问系统、查看系统的各种数据，所述管理员用户的权限包括对系统参数进行预设、对所述设备层30参数进行设置、通过所述应用层10控制所述设备层30。所述开发者用户在所述管理员用户的权限基础上还可以对所述设备层30的远程配电模块301的个数进行设置。

设备管理模块102对所述设备层30的数据进行监视和对所述设备层30进行控制。设备管理模块主要针对设备层的数据监视和控制，对设备层进行监视的方式可以为采用一次配电图、通讯状态图展示。设备管理模块支持提供各形态图表，形象展示各配电回路状态、历史趋势。设备管理模块对设备层进行控制的方式包括组态手动模式、区域场景控制模式等多种控制方式，区域场景控制模式与组态手动模式的区别不仅仅在于动力来源的不同，更多的是区域场景控制模式为带有逻辑功能、带有策略性地控制，如在电路合闸时，区域场景控制会在每次合闸中间停留1—2秒使电路的负载不会一次性急剧增大，从而避免电路负载超负荷的现象。

数据统计查询模块103对所述服务层20处理后的数据进行展示。数据统计查询模块展示统计配电电路总功率、各回路功率、负载率、分合闸次数，第三方设备数据（如ups信息集成、环境温湿度、水浸、烟雾等信息）。

能耗管理模块104对所述服务层的处理后的能耗信息进行展示。能耗管理模块104采用逐日用能方法和环比用能方法统计分析每个配电电路的能耗情况，每个配电电路的能耗情况包括每小时、每天、每周、或每月的用电能耗情况。用户可以通过能耗管理模块输出的结果数据同比分析电路的用电量，如通过逐日用能方法能够将一天中每个小时的电量能耗通过曲线图的形式展示出来，从而方便用户后期的用电量数据处理，统计一天中的用电高峰期和异常用电情况。环比用能方法同样可以对比出用电的情况差异，为用户后期的需要提供数据支撑，环比的周期可以是时、天、周或月等，具体参数通过系统管理模块进行预先设置。

信息发布模块105对所述服务层20处理后的数据进行主动或被动地定向推送。信息发布模块包括主动推送模块和被动推送模块，所述主动推送模块与多个电子看板电连接，多个所述电子看板展示不同的信息，每个所述电子看板按照不同用户设定的需求展示所述服务层处理后的数据。主动推送是指系统会将服务层处理后的数据定时推送至各个电子看板。设置多个电子看板，每个电子看板根据预先制定的要求展示各不相同的信息，如检测人员仅仅需要推送相关的故障点信息、异常信息等信息，使用人员仅仅需要推送各个用电回路通断电情况的信息。

被动推送模块根据远程终端或移动终端的访问展示所述服务层20处理后的数据。系统画面可通过html的格式发布，可通过远程终端利用ie浏览器登录到系统平台，进行浏览和查询，如图3至图7所示。通过移动终端，进行系统级的远程监控方便使用。

预测性维护模块106结合预设的设备参数、系统参数与所述服务层20处理后的数据进行计算建立设备的健康履历，预测出所述配电电路的故障情况进行提前维修处理。如当设备的使用寿命接近出厂次数寿命时，提前预测设备的故障率。预测性维护模块通过算法，结合负载率、电流电压等参数，建立设备的健康履历，提前预测设备的故障。

如图2所示，服务层20包括数据管理模块201、系统接口模块202、操作日志模块203和设备接入模块204。所述数据管理模块201对所述设备层30采集的原始数据、操作过程数据、应用层10录入的数据和第三方系统的数据进行存储，所述系统接口模块202对所述第三方系统的接入提供接口，所述设备接入模块204与所述设备层30通讯连接。所述操作日志模块203记录和储存系统的电流电压报警日志、通讯异常日志和分合闸操作日志。服务层的数据管理模块采用mysql数据库，建立开放式、网络化关系型数据库，存储各指定数据。系统接口模块提供多种标准接口为第三方系统对接提供准备，数据接口形式包括规划数据库、webservice等通用接口。设备接入模块204针对不同厂商的设备开发不同的协议可以接入不同厂商的设备。

如图2所示，设备层30包括远程配电模块301、视频监控设备302和第三方标准设备303。第三方标准设备对配电电路的使用情况进行监测和数据采集。

所述第三方标准设备303包括电流检测设备、电压检测设备、烟雾传感器、温湿度传感器中的一种或多种。

本发明的分布式智能配电系统通过远程配电模块对各个用电设备进行供电后，通过第三方标准检测配电电路的数据情况，包括电流、电压、功率、负载率、环境温湿度、环境浸水等情况，然后通过服务层对各种数据进行存储、处理，分析后通过应用层展现给用户，用户可以通过应用层监视远程配电电路的使用情况，维修人员可以通过应用层监视远程配电电路的异常情况。预测性维护模块可以提前预测各个用电设备的使用寿命情况，从而提前更换各个用电设备，减少用电设备异常情况导致的损失。能耗管理模块能够查看到各个用电回路、每个时间段的用电能耗情况，用户可以观察到各个电路回路的能耗情况，通过图表展示能够直观看到是否存在异常情况。同时本系统外接的第三方系统和第三方标准设备为开放性系统和设备，接入不同的系统和设备后可以在系统管理模块对接入的系统和设备要求进行设置参数，使智能配电系统使用灵活。

本领域内的技术人员应明白，上述各实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。这些实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。上述各实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，包括但不限于：个人计算机、服务器、通用计算机、专用计算机、网络设备、嵌入式设备、可编程设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，包括但不限于：ram、rom、磁碟、磁带、光盘、闪存、u盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。计算机设备也可以采用其他智能设备替代，如智能手机智能平板等。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。