基于物联网的电力设备状态在线监测系统的制作方法

本发明涉及新能源充电监测，具体为一种基于物联网的电力设备状态在线监测系统。

背景技术：

1、在大力推进新能源动力汽车的背景下，电动汽车的占有率逐年攀升，为保证电动汽车使用的便利性，提高景区游客的游玩体验，必不可少的，需要在景区停车场内布设电动汽车充电桩为游客提供汽车充电服务。然而随着电车快速补能的需求越来越高，电车厂商不断推出高压快充技术，景区快充建设也如火如荼，对电网设施提出了更高的要求。

2、尤其在节假日高峰期，景区的电车充电桩几乎同时满功率运行，为景区电网输、配、变、用等各个环节造成巨大压力不仅仅会导致负荷峰值抬高，电压跌落，增加网损以及缩短设备使用寿命，严重时可能导致电网跳闸，甚至造成供电线路故障等。同时电车快速充电过程中，电池的温度会升高，长时间高温环境下电池的寿命会缩短。因此，设计安全性高和可适应性控制充电功率的一种基于物联网的电力设备状态在线监测系统是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于物联网的电力设备状态在线监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的电力设备状态在线监测系统，包括信息采集模块、设备状态监测模块和综合控制调节模块，所述信息采集模块用于采集游客车辆用电信息以及游玩信息，所述设备状态监测模块用于监测景区充电设备运转过程中的实时状态，所述综合控制调节模块用于智能控制调节景区充电设备的输出功率，所述信息采集模块、设备状态监测模块和综合控制调节模块之间相互连接。

3、根据上述技术方案，所述信息采集模块包括信息录入模块、位置获取模块、景区路线调取模块和购票信息获取模块，所述信息录入模块用于绑定并录入游客行程和电车电量信息，所述位置获取模块用于通过游客用户端实时调取游客位置信息，所述景区路线调取模块用于接入景区管理端，调取景区内所有路线，所述购票信息获取模块用于获取接入景区管理端并获取游客的购票信息。

4、根据上述技术方案，所述信息录入模块进一步包括电量信息获取子模块、返程目的地录入子模块和耗电信息获取子模块，所述电量信息获取子模块用于获取游客绑定车辆的实时电量信息，所述返程目的地录入子模块用于采集获取游客返程目的地，估算返程路程距离，所述耗电信息获取子模块用于获取游客绑定车辆的历史耗电量。

5、根据上述技术方案，所述设备状态监测模块包括充电功率调取模块、设备温度监测模块和汇总监测模块，所述充电功率调取模块用于监测调取景区充电设备的充电功率，所述设备温度监测模块用于实时监测充电设备元器件的温度并传输至电力设备状态在线监测系统，所述汇总监测模块分别与充电功率调取模块以及设备温度监测模块网络连接，所述汇总监测模块用于对景区充电设备状态远程在线监测。

6、根据上述技术方案，所述综合控制调节模块包括充电时间预测分析模块、充电需求预测模块、设备状态获取模块和充电功率控制模块，所述充电时间预测分析模块用于对游客车辆的剩余充电时间进行分析预测，所述充电需求预测模块用于对游客用车补充电量的最低需求进行分析预测，所述设备状态获取模块用于实时获取所述设备状态监测模块监测的充电设备运行状态，所述充电时间预测分析模块、充电需求预测模块、设备状态获取模块均与充电功率控制模块电连接，所述充电功率控制模块用于控制调节充电设备对游客电车的充电功率。

7、根据上述技术方案，所述电力设备状态在线监测系统的运行方法包括以下步骤：

8、步骤s1：在景区新能源充电区域接入电力设备状态在线监测系统，在每一个充电设备上布设温度感应和运行数据感应单元，实时监测每一个充电设备的运行时的输出电压、电流、功率，以及探测感应对应车位的车辆底部电池温度数据，并将实时监测数据上传至电力设备状态在线监测系统；

9、步骤s2：建立临时信息交互数据包，将游客信息打包存入数据包后，在游客进入景区停好车辆准备连接充电时，系统将获取与临时数据包交互通道，采集游客信息；

10、步骤s3：根据采集到的游客信息和接入的景区信息，对游客的预计游玩时长进行分析；

11、步骤s4：进一步获取景区充电设备实时状态，分析计算游客充电的最低补电量，最后综合输出充电功率。

12、根据上述技术方案，所述步骤s2中，临时信息交互数据包中存储的游客信息包括通过游客端授权获取的车辆实时电量信息、历史百公里耗电量、游客实时的定位、游客购票记录；同时临时信息交互数据包中也为游客提供景区路线，游客可根据景区游玩路线随时调取，在临时信息交互数据包中，用户可选择的输入在景区游玩后的返程目的地。

13、根据上述技术方案，所述步骤s3中对游客游玩时长进行分析的方法包括：

14、步骤s31：连接充电完成，开始对游客游玩时长进行初步分析，从而预测本次充电时间，主要方法为：获取景区游客历史平均游玩时长值h1，以h1输出为该游客的分析预测游玩时长；

15、步骤s32：当输出h1的y分钟后，开始对旅游游玩时长二次分析，分析方法为：获取经过y分钟后的游客实时位置，并结合景区路线拟合已经行走路程轨迹；

16、当游客当前位置对于景区路线库中前方仅有唯一路线时，分析预测游玩时长h2，其中h2的计算公式为；式中h2为第二次输出h1的y分钟后第二次对游客的预测游玩时长值；l1为当前位置对于景区路线库中前方仅有唯一路线情况下结合景区路线图得到该唯一路线的总距离，包含游客已经行走的路程；为游客从开始至游玩y分钟后实际行走路程，其中通过实时位置结合景区路线图识别到游客通过快速通道拟合行走的路程不计入中；e为系统获取游客购票记录中对应的景区快速通道缩减的路程，其中快速通道包括缆车、滑到、观光车；y为二次分析时实际已游玩时长值；

17、当游客当前位置对于景区路线库中前方有多条路线选择时，则系统调取景区历史信息，优先按照历史游客行走比例最高路线为预测路线，分析预测游玩时长h2，其中h2的计算公式为，其中l0为按照历史游客行走比例最高路线为预测路线的总距离，包含游客已经行走的路程。

18、步骤s33：重复运行步骤s32，对游客游玩时长每y分钟进行一次校准分析，分别分析预测游玩时长h3、h4…hn，其中hn的计算公式为：

19、；

20、式中，l根据游客预测时的当前位置对于景区路线库中是否存在唯一路线进行取值，为l1或l0；为游客从开始至游玩(n－1) ·y分钟后实际行走路程，其中通过实时位置结合景区路线图识别到游客通过快速通道拟合行走的路程不计入中；为对旅游游玩时长n次分析时，游客在第n-1至第n次期间的实际游玩行走速度；(n－1) ·y为n次分析时实际已游玩时长值。

21、根据上述技术方案，所述步骤s4进一步包括：

22、步骤s41：对景区充电设备状态远程在线监测，汇总景区充电设备电网总负载；

23、步骤s42：当充电设备电网总负载低于景区充电设备电网最大负载的80%时，则根据系统分析预测游客游玩输出的时长预测总充电时间，再获取临时信息交互数据包中游客车辆的电量信息、适配快速充电功率后输出预计快充充满时间，若快充充满时间小于分析预测的总充电时间，则向下降低充电适配功率，并重新匹配，动态调节充电功率满足当前功率下预计快充充满时间和分析预测的总充电时间误差低于10%；

24、步骤s43：当充电设备电网总负载高于或等于景区充电设备电网最大负载的80%时，则根据系统分析预测游客游玩输出的时长预测总充电时间，再获取临时信息交互数据包中游客车辆的电量信息、历史百公里耗电量、返程目的地；根据百公里耗电量和返程目的地的距离推算出电车电量要求后，结合当前的电能信息预测该电车的最低补电需求量，动态调节充电功率满足当前功率下预计充电至最低补电需求量时间和分析预测的总充电时间误差低于5%；若当前电池电能满足最低电车电量要求时，则暂时暂停充电；当充电期间监测到充电设备电网总负载低于景区充电设备电网最大负载的70%时，则中止执行步骤s43，跳转执行步骤s42。

25、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，可以实时监测充电设备运行状态，快速定位故障设备位置，同时还可以汇总景区用电情况，实现保证游客补电需求的基础上维持电网压力平衡，降低电网设备负担，减少故障率的作用，同时对于游客车辆快速充电进行良好的控制，减少电池发热自燃风险，延长电池使用寿命。