一種電能質量與能耗的監控系統的製作方法

2023-09-09 15:12:20

專利名稱：一種電能質量與能耗的監控系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力使用的監控系統，特別指的是一種電能質量與能耗的監控系統(下面簡稱監控系統)。
背景技術：
為了響應國家低碳、節能環保的號召，人們在大力開發太陽能源的同時，對已有能源也在加大檢測監控力度，以實現合理利用的目的。在大部分工礦及用電企業，人們採用通過節能器進行節電，但市場上的大部分節能設備沒有經過國家相關部分的檢測和認證，雖然相對於用電企業來說，是可以節約一些部分的電費(相對於電能表的讀數).但實際是一種偷電的行為.對於電力公司來說，期間電力公司在供電輸出的電能並沒有減少.且市場上多數的節電器設備，其本身的耗電也是一部分能源.另節電器設備是通過改變電力參數的方式節電.其節電器輸入的電源也是一種不清潔的節能.將對耗電設備的運行造成很多的損壞.如設備長時間在這種供電環境下使用，將加速耗電設備的老化及故障的發生.有此所造成的損失將比節電器所節約的電費將高出很多.給企業帶來更大的損失或安全事故.同時，節電器使用也可能向供電電網反饋一些不良的電力參數變化(如寄生諧波.電力參數值閃動.頻率不穩等不良因素).從而造成對供電電網上的設備造成傷害.影響電網上的其它用戶的用電環境(如電力載網通信).另外，很多企業為了節省成本，在使用正常供電的同時，使用自購的發電機組進行發電，這種做法不單令電力公司蒙受損失，同時在發電時將對環境產生汙染。如何對這種非正常用電加強監管，正是本產品的目標所在。本產品可以實現整個用電情況的監控，包括所有正常用電的輸入/輸出情況；非正常用電如使用自購發電機組的監控(可以檢測到非正常輸出/輸入)。一個獨立的類似飛機的黑匣子的產品。也就是說，把這個盒子安裝在用電企業的電房裡與電錶/節電等設備連接，拿到數據，並自行分析出正常與非正常的數據即可。為了解決以上技術中存在的問題本發明提出了以下技術解決方案。

發明內容
本發明由監控系統主機、乙太網路由器、LMS燈光照明節能系統、智能電錶、PLC I/O控制器、電力參數智能傳感器、三廢(廢氣、廢水、廢渣)排放及能耗監測設備、乙太網網絡、用電客戶管理軟體、供電公司管理系統、環保部門監控系統組成，其中監控系統主機由CPU(ARM9)及Flash內存核心控制模塊、多接口通信模塊、諧波監測與治理模塊、動態無功補償模塊、外部顯示與操作界面、SD卡數據存儲模塊、電能質量監測模塊、電力參數採集接口模塊、AC/DC電源轉換模塊、I/O輸入輸出控制模塊組成。本發明對於電網的電能監控是一個革命，它可以實現超過一年以上的數據進行存儲，每一個周波的數據都可以被還原、顯示，不需要事件觸發、沒有記錄被遺忘。多臺監控系統主機通過GPS或乙太網進行時間同步，組成區域性的電能質量監控網絡。可以獨立配置在用戶現場進行測試、分析、記錄，解決了大量數據傳輸的瓶頸問題；也可以通過乙太網發送到管理中心，配合專業電電能質量分析軟體，進行綜合的電能質量報告和數據分析。適用於對實時性要求較高的電力用戶監控領域，具備可疊加的模塊化結構，便於用戶擴展新的功能模塊，監控系統自身擁有監控常用的通信接口、簡訊接口、報警管理和遠程控制模塊，通過不同監控模塊的有機組合，可以很快的為用戶提供個性化、針對性強的各種監控業務。監控系統以實現電力全參數(電壓，電流，有功功率，無功功率，頻率，電能量，功率因數，寄生諧波等)的採集，保存以及生成SQL的數據報表及資料庫。從而實現對用電客戶的電能源的使用狀況進行記錄和保存，進行全時，動態地科學管理.對用電設備的耗電量及運行狀態進行實時的監控，對用電設備所產生的寄生諧波進行治理，對大型電機的開啟和其它大功率用電設備的使用進行動態的無功自動補償，提高其功率因數。監控系統可根據用電客戶的實標消耗電能的工作量進行科學的動態調節，使耗電設備的電能工作量接近設計的額定功率，消除其產生的寄生諧波，減少線路損耗和提高耗電設備的實際功率因數，使之耗電設備的運行狀態達到最優，從而達到科學，高效率的使用能源，以實現用電客戶的節能減碳，降低用戶的電能消耗，節約用電費用的開支，減少二氧化碳的排放。監控系統主機可實現 幾年之內的、每一個周波的數據都被記錄·良好的數據壓縮技術 精度超過0.1%·每一個周波的電壓、電流、諧波、閃變、電量·每一個周波的諧波計算 高精度的IOx個電壓、電流的輸入· 4路電壓、4路電流、3路溫度輸入·符合 EN50160、IEC61000-4-15 和其他標準·同一時刻250kHz採樣12個通道 固態緊湊Flash存儲·內部Web Server,可以提供B/S遠程監控 內部OPC Server，可以提供給SCADA系統·方便的安裝和顯示，一個/多個本機對一個顯示· 2個快速乙太網接口-USB和RS-485/RS232埠可聯接外部的LMS (燈光照明節能系統)，智能電錶，其它控制設備和儀表及傳感器，三廢(廢氣、廢水、廢渣)排放及能耗監測設備。乙太網接口支持多種通信協議，基於數據包協議，向傳統的TCP/IP提供通信支持軟體。內部OPC Server向OPC提供完美的支持，像大多數SCADA系統一樣，能從OPCServer自動地找回所有可使用的信息。分析器支持連續的、實時的OPC數據採集，也可以根據需要提供數據報警、以及事件通知。RS-422/485通信埠通過2線或4線可以方便地進行通信連接，同時也支持串口/乙太網的轉換，實現把記錄數據連接到乙太網，從而通過乙太網記錄數據。
結構設計和擴展選擇電能質量數據中心獨特的結構設計，使用乙太網通訊，允許本機和顯示進行長距離的連接，一個本機能連接多個顯示。這種靈活性可以根據需要選擇顯示，避免安裝不必要的組成部分從而產生不必要的費用.控制器本身能方便連接其他的模塊標準組件，在系統內部存儲設備(標準快閃記憶體模塊)採用的CF插槽保護，可供不同的擴展選擇諸如GPS、WiFi、Bluetooth、GPRS/EDGE、3G(WCDMA, EVDO, TD-SWCDMA).監控系統主機特點電能質量監測進行連續多點記錄所有的參數，包括線對地電壓、頻率、諧波、閃變等。事件發生時所有的數據被都能被記錄下來.多輸入/輸出擴展模塊多輸入/輸出擴展模塊，可以用附加的數字量和模擬量輸入/輸出埠，來擴展EG4K黑匣子的監控能力。-操作數據的收集-監視溫度、水平和狀態-讀取外部脈衝(包括T0U)的同步信號輸入-監測開關、保護繼電器、斷路器的狀態-用數位訊號對設備進行操作和控制電力供應包括多個電力供應來源的AC(80-240V，47-63Hz)，直流DC(24V±10% )，乙太網和一個內部電源。乙太網的電能傳送主要通過乙太網電纜提供的電壓來滿足，該控制器支持乙太網接收(從另一個設備收到電源)和乙太網發送(把電源傳送到另一個設備)，電源典型地被用來把電能從控制器傳送到遙遠的顯示。對於處理臨時性的電源故障，控制器的內部電源提供需要的電能達到25秒，從而克服臨時性的電壓中斷。通信連接電能質量數據中心支持多種通信埠協議，2種快速的乙太網(10/100兆)，RS422/485和USB埠等標準的選擇。通信埠和I/O埠能通過擴展模塊和快閃記憶體模塊進行擴展。乙太網接口支持多種通信協議，基於數據包協議，向傳統的TCP/IP提供通信支持軟體。內嵌WEB伺服器方便用戶在遠程多點實時的管理.內部OPC Server向OPC提供完美的支持，像大多數SCADA系統一樣，能從OPCServer自動地找回所有可使用的信息。可支持連續的、實時的OPC數據採集，也可以根據需要提供數據報警、以及事件通知。RS-422/485通信埠通過2線或4線可以方便地進行通信連接，同時也支持串口/乙太網的轉換，實現把記錄數據連接到乙太網，從而通過乙太網記錄數據。結構設計和擴展選擇
電能質量數據中心獨特的結構設計，使用乙太網通訊，允許本機和顯示進行長距離的連接，一個本機能連接多個顯示。這種靈活性可以根據需要選擇顯示，避免安裝不必要的組成部分從而產生不必要的費用。控制器本身能方便連接其他的模塊標準組件，在系統內部存儲設備(標準快閃記憶體模塊)採用的CF插槽保護，可供不同的擴展選擇諸如GPS、WiFi、Bluet00th、3G、GPRS/EDGE等無線網絡接口。電能質量監控系統可實現基於GIS地理信息系統綜合管理功能，不僅可以與供電公司原有的GIS地理信息系統實現無縫融合，同時，也可以根據用戶的不同需求，把系統上的實時監控資源融合到第三方廠家的綜合監控系統上，實現各種監控參量可以平滑融合到不同的職能的管理部門。有利於供電公司及環保局對用電客戶的用電狀況和實際用電需求進行實時的跟蹤和科學管理及監控。當發現用電客戶的用電狀況出現異常時，供電公司及環境保護部門可及時的對其用電客戶進行管理.並提供改善用電客戶的用電環境及用電習慣的建議。通知對方進行電能質量方面的節能改造。以達到節能低碳的目的。本發明的有益效果是可實時提高用電客戶的用電質量.無功補償，節約電能，減少線損，穩定電壓，消除閃變，減少浪湧，濾除諧波，提搞功率因數，適用於各種快速變化負載的應用。本發明監控主機可實現以下參數的採集，數據及波形紀錄，支持的通信協議及輸入輸出接口
權利要求
1.一種電能質量與能耗的監控系統，由監控系統主機、乙太網路由器、LMS燈光照明節能系統、智能電錶、PLC 1/07控制器、電力行動參數智能傳感器、乙太網絡、用電客戶管理軟體、供電公司管理平臺、環保部門監控平臺組成，其特徵是可以實現超過一年以上的數據進行存儲，每一個周波的數據都可以被還原、顯示，不需要事件觸發、沒有記錄被遺忘，多臺監控系統主機通過GPS或乙太網進行時間同步，組成區域性的電能質量監控網絡，可以獨立配置在用戶現場進行測試、分析、記錄，解決了大量數據傳輸的瓶頸問題。
2.由權利要求I所述的一種電能質量與能耗的監控系統，其特徵是所述監控系統主機由CPU(ARM9)及Flash內存核心控制模塊、多接口通信模塊、諧波監測與治理模塊、動態無功補償模塊、外部顯示與操作界面、SD卡數據存儲模塊、電能質量監測模塊、電力參數採集接口模塊、AC/DC電源轉換模塊、I/O輸入輸出控制模塊組成。
3.由權利要求2所述的監控系統主機，其特徵是可以實現超過一年以上的數據進行存儲，每一個周波的數據都可以被還原、顯示。
4.由權利要求I所述的一種電能質量與能耗的監控系統，其特徵是能實現電力全參數(電壓，電流，有功功率，無功功率，頻率，電能量，功率因數，寄生諧波等)的採集，保存以及生成SQL的數據報表及資料庫。從而實現對用電客戶的電能源的使用狀況進行記錄和保存，進行全時，動態地科學管理.對用電設備的耗電量及運行狀態進行實時的監控，對用電設備所產生的寄生諧波進行治理，對大型電機的開啟和其它大功率用電設備的使用進行動態的無功自動補償，提高其功率因數。
5.由權利要求I所述的一種電能質量與能耗的監控系統，其特徵是所述監控系統根據用電客戶的實際消耗電能的工作量進行科學的動態調節，使耗電設備的電能工作量接近設計的額定功率，消除其廣生的寄生諧波，減少線路損耗和提聞耗電設備的實際功率因數，使之耗電設備的運行狀態達到最優，從而達到科學，高效率的使用能源，以實現用電客戶的節能減碳，降低用戶的電能消耗，節約用電費用的開支，減少二氧化碳的排放。
6.由權利要求I所述的一種電能質量與能耗的監控系統，其特徵是通過乙太網路由器能並列多臺監控系統主機，每臺監控系統主機又能連接多個客戶端，從而滿足了眾多客戶端的需要。
全文摘要
本發明涉及一種電能質量與電耗監控系統，由監控平臺主機、乙太網路由器、LMS燈光照明節能系統、智能電錶、PLC I/O控制器、電力行動參數智能傳感器、乙太網絡、用電客戶管理軟體、供電公司管理平臺、環保部門監控平臺組成，對於電網的電能監控是一個革命，它可以實現超過一年以上的數據進行存儲，每一個周波的數據都可以被還原、顯示，多臺監控平臺主機通過GPS或乙太網進行時間同步，組成區域性的電能質量監控網絡，可以獨立配置在用戶現場進行測試、分析、記錄，解決了大量數據傳輸的瓶頸問題。
文檔編號H02J13/00GK102931723SQ201110227658
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月9日 優先權日2011年8月9日
發明者何鵬飛, 梁智忠, 白雲彥, 李炳光 申請人:何鵬飛, 梁智忠, 白雲彥, 李炳光