一种基于蛛网智联的充电桩智能运维系统

本发明涉及智能运维，更具体的说是涉及一种基于蛛网智联的充电桩智能运维系统。

背景技术：

1、新能源充电服务设备作为新兴事物，持续发展不过十数年时间。关于充电桩的能效转换、能量损失、关键器件寿命测试和桩-车安全事故责任问题的关注很少。国内外企业和科研单位都是从传统的电力设备维护方法出发研究，现场运维团队建设也保持在过去十数年前的传统电工理论水平。

2、国外目前充电桩等生产和部署规模远不如国内，受制国外电网私有化影响，以特斯拉为代表的新能源汽车企业附带充电桩多为私人桩，公共桩能效监管和智能化运维的技术多以设备管理理念开发，普通电气设备管理测试，且发展缓慢。

3、国内公共充电服务企业，针对公共桩的能效能量损失，寿命故障预测方面多是围绕着充电桩的车联网平台的两级电表数据来粗略统计，依托can报文进行故障检测和寿命分析，充电桩能效转换分析涉及很少，同时寿命故障分析和预测缺少大量数据支撑。对关键元器件的故障预警和寿命数据研究，有利于提高运维水平，降低备件成本，提高桩的健康在线率，但是由于关键元器件种类繁多，质量参差不齐，不仅增加了运维的资金压力，也增加了运维工程师在排查故障过程的技术要求。因此，进行实时在线监控分析保证充电桩自身充电输出电能品质和充电过程操作安全可靠是实现行业发展的保证。

4、因此，如何提出一种基于蛛网智联的充电桩智能运维系统，通过充电桩的充电转换效率进行在线监控以及相关算法及时排查能量损失原因，提高充电效率，合理调整充电桩充电策略，保证充电整体收益是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种基于蛛网智联的充电桩智能运维系统，依托蛛网智联的架构和功能，对充电桩转换效能监测、部件寿命预测以及充电安全事故责任分析，保证充电整体收益，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

2、一种基于蛛网智联的充电桩智能运维系统，包括：蛛网设备感知层、蛛网网络传感层和蛛网应用层；

3、所述蛛网设备感知层，用于采集待测充电桩在运行过程中的基础信息数据、故障报警信息数据和故障预警信息数据并进行初步处理；

4、所述蛛网网络传感层，用于负责信息数据的传输，在设备传感层对采集信息数据进行初步处理后，将信息数据传递到蛛网应用层或第三方存储平台；

5、所述蛛网应用层，用于依靠蛛网智联架构对信息数据进行加工分析，根据预期阈值进行故障预警和运维指导，并同时与其他平台进行数据共享。

6、可选的，所述蛛网设备感知层包括边缘运算功能模块和电能数据监测功能模块，所述边缘运算功能模块用于构建边缘运算嵌入程序并基于边缘算法进行数据预处理。

7、可选的，所述电能数据监测功能模块用于监测电流、电压、效率、功率、通讯协议、温度、视频、湿度和电能质量信息。

8、可选的，所述蛛网网络传感层包括通讯功能模块和智能链扣功能模块；所述通讯功能模块包括5g通讯网络和区块链技术，在蛛网网络传感层将目标信息采集整理完毕后，对数据进行打包加密，加盖时间印记，并根据协议传输路径将数据包进行传递。智联架构的区块链技术的应用，能够对充电过程中电压，电流的电能质量监控，充电负荷的变化监测，既可以保证充电品质，避免事故发生，也可以为充电服务纠纷提供准确数据支撑，分清责任，保证公司避免不必要的经济损失。同时对泄放电路的泄放时间监测和报警预测，既可以提高充电桩的安全运行，避免残余电压对操作人员和使用人员的伤害，也可以避免因为安全事故发生而造成的损失。

9、可选的，所述智能链扣功能模块通过手持pad作为链接传输媒介，结合pad的二维码扫描，北斗定位功能和rfid识别输入功能，将采集信息与事先标记好的数据库进行对比，通过扫描二维码或者北斗定位来识别数据库中的设置条件与文件存储位置。

10、可选的，所述蛛网应用层包括运维管理功能模块和专家系统功能模块；所述运维管理功能模块用于根据电量、计费和损耗计算充电站收益并控制充电桩运维成本；将采集的直流累积电量数据与计量表数据进行对比，反推计量表或者智能链节的精确度和故障；根据成本、收益和故障输出针对运维人员的报告、建议。

11、可选的，所述专家系统功能模块包括关键部位评价功能模块和远程试验指导功能模块，所述关键部位评价功能模块包括：部件或者电路转换效率的评估试验，定期进行各个充电模块和整流器等部件的转换效率测试。智联架构下的关键元器件的全寿命周期故障监测和预警算法的研究，为运维工程师提供简明直接的维修建议，提高工作效率，确保操作安全；也可以为技术专家提升充电收益提供研发所需数据支撑。智联架构同资产erp的联动，能够在关键元器件的有效监测预警数据的支撑下，及时调整资产配置和配件管理，既可以降低器件备件库存数量，也可以为元器件和新桩招标采购提供数据参考。从而提高投资效益，降低运维配件成本。通过智联架构中专门针对充电桩转换效能监测/能量损失监测和部件寿命预测应用研究，为充电服务的整体负荷调度，优化区域充电策略，提升充电桩的低碳运营水平，高效化运营发展。

12、可选的，所述远程试验指导功能模块包括：充电策略调整和充电枪充电使用监测，智能链节含有n个通道，进行n个枪头电流全部测试，通过测试每个枪头的电流值，根据各型号充电桩的充电模块数量、模块电流输出参数和电流变化时间，来判定实际充电模块数量；x-y特性试验以及ac和dc的功耗曲线拟合。

13、可选的，所述蛛网应用层，用于依靠蛛网智联架构对信息数据进行加工分析，根据预期阈值进行故障预警和运维指导包括：采集待测充电桩在运行过程中的信息数据并进行处理，将经过处理后的数据和原始数据共同打包加密，经过蛛网网络传感层传输到蛛网数据分析平台中，分析平台的各功能模块依据规划好的流程进行大数据分析、机械算法cnn的数据特征提取、模型再训练、故障诊断预测、数据共享和专家系统功能模块输出报告、建议。智联架构下充电桩充电效率的在线检测功能，预警模型算法的研发使用，能够及早发现桩体存在的效率低下问题，及时维修，既可以提高充电桩的健康在线率，也可以降低非必要的线路损耗，提升转换效能，提高充电服务的收益，同时延长充电桩的使用周期。

14、可选的，所述对信息数据进行加工分析分别包括：充电桩状态监控模块；转换效率异常变化监测与报警功能模块；rms值曲线模块；fft实时分析和对比算法模块；泄放异常监测报警功能模块；dmm计算功能模块；充电桩电能质量分析功能模块；负荷曲线模块；待机状态异常监控模块。

15、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于蛛网智联的充电桩智能运维系统，具有如下有益效果：

16、本发明公开了一种基于蛛网智联的充电桩智能运维系统，包括：蛛网设备感知层、蛛网网络传感层和蛛网应用层；所述蛛网设备感知层，用于采集待测充电桩在运行过程中的基础信息数据、故障报警信息数据和故障预警信息数据并进行初步处理；所述蛛网网络传感层，用于负责信息数据的传输，在设备传感层对采集信息数据进行初步处理后，将信息数据传递到蛛网应用层或第三方存储平台；所述蛛网应用层，用于依靠蛛网智联架构对信息数据进行加工分析，根据预期阈值进行故障预警和运维指导，并同时与其他平台进行数据共享。本发明通过蛛网智联架构基于大数据分析，区块链，物联网识别技术，无线通信5g和互联网通讯技术，智能数据采集终端等技术，融合为符合运维现场使用的数据分析网络，同时将资产管理寿命周期理念，物联网概念引入智慧运维中，同大数据中心、资产erp、专家系统、工程派单进行数据共享，形成一张涵盖诸多管理要素，类似蛛网的感知网络系统，为充电设备的运维管理提供可靠数据支撑，提升设备管理水平和增强经济效益。