農村智能配電網建設與管理系統的製作方法
2023-06-13 05:00:16
專利名稱：農村智能配電網建設與管理系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力管理系統，具體地說是用於農村智能配電網建設的配電網自 動化系統。
背景技術：
配電網是電力系統發電、輸電和配電(供電或用電)三大系統之一。配電自動化 系統是利用現代電子技術、通信技術、計算機及網絡技術與電力設備相結合，將配電網在正 常及事故情況下的監測、保護、控制、計量和供電部門的工作管理有機地融合在一起，改進 供電質量，與用戶建立更密切更負責的關係。早期配電自動化的實施採用發展獨立的、單項 自動化系統來解決問題，如直接的負荷控制、大用戶的遠程抄表等，由於配電自動化的功能 之間存在著不同程度的關聯，其中大部分要求很難滿足，且還無法克服在擴大應用規模時 確認所需投資的合理性所遇到的困難。目前的配電網管理系統是包括用戶管理、配電網監控和管理、遠程抄表與計費自 動化、配電管理與設備管理等系統功能，各系統功能單一且軟體投資大，導致整個系統投資 巨大，只應用於少數大、中城市，而對於大量的中、小城市和鄉鎮農村則很難推廣。
實用新型內容本實用新型針對現有配電自動化系統無法推廣應用到中、小城市和鄉鎮農村的問 題，提供一種用於農村智能配電網建設的配電網自動化系統。本實用新型解決其技術問題所採取的技術方案是農村智能配電網建設與管理系 統，包括系統主站、通信網絡和遠端現場設備，其特徵是，所述系統主站包括與所述通信網 絡相連的通信單元、與所述通信單元相連的服務主系統以及分別與服務主系統相連的數據 庫平臺、遠程抄表單元、監控單元和管理中心，所述遠程抄表單元、監控單元和管理中心分 別與資料庫平臺相連；所述遠端現場設備包括與通信網絡相連的配電監測終端以及與所述 配電監測終端相連的智能剩餘電流動作保護器、無功功率補償控制器和智能電能表，所述 配電監測終端包括中央處理器以及與中央處理器相連的顯示模塊、按鍵處理模塊、通信模 塊、數據採集模塊和接口模塊；所述配電監測終端通過數據採集模塊和接口模塊對智能剩 餘電流動作保護器、無功功率補償控制器和智能電能表進行數據採集，通過中央處理器的 運算進行數據處理、數據記錄和數據存儲，接收按鍵處理模塊的指令並將相關數據傳送給 顯示模塊；配電監測終端通過通信模塊將相關數據傳送給服務主系統並接收服務主系統的 指令；所述服務主系統接收處理配電監測終端傳送的數據，將處理後的數據分別傳送給數 據庫平臺、遠程抄表單元、監控單元和管理中心，並從資料庫平臺獲取相應數據，以及將遠 程抄表單元、監控單元和管理中心的指令通過通信單元傳送給配電監測終端，配電監測終 端執行或轉發給相應的智能剩餘電流動作保護器、無功功率補償控制器或智能電能表；所 述資料庫平臺存儲所有遠端現場設備的實時數據和歷史數據，並對數據進行描述，所述遠 程抄表單元從資料庫平臺提取並處理全部智能電能表實時的遠程抄表數據，所述監控單元從資料庫平臺提取、記錄、顯示和分析各遠端現場設備的實時數據，且所述監控單元還包括 數據報警單元，用於監控數據超出設定值範圍時進行報警，所述管理中心從資料庫平臺提 取並進行管理和分析遠端現場設備的全部數據，且所述管理中心包括對配電進行管理的配 電管理單元、對設備進行管理的設備管理單元和對設備進行維護的設備維護單元。進一步地，所述系統主站還包括分別與服務主系統、監控單元和管理中心相連的 客服中心，所述客服中心接收監控單元的告警信息後生成故障處理單發送給管理中心，並 通過服務主系統接收並處理故障申告信息。所述通信網絡包括3G無線通信網絡和/或光纖通信網絡和/或公網GPRS通信網 絡和/或電話專線網絡。所述資料庫平臺包括專用資料庫、檔案資料庫和記載各遠端現場設備位置的地理 信息庫，所述專用資料庫存儲所有遠端現場設備的實時數據，並對數據進行描述。所述配電監測終端為採用三相供電的嵌入式作業系統。本實用新型的有益效果是農村智能配電網建設與管理系統，由配電監測終端、智能剩餘電流動作保護器、無 功功率補償控制器和智能電能表等遠程現場設備組成了智能化配電遠程終端，實現了線路 與設備安全智能化保護、遠程抄表、遠程遙控、運行數據測量、漏電監測、實時數據傳輸和重 點事項報警功能。由監控單元、客服中心和管理中心組成了配網自動化系統，實現了故障自動隔離、 快速恢復送電、及不同電源和線路互聯互供功能。由系統主站的通信單元、配電監測終端的通信模塊和通信網絡形成了智能化通信 保障系統，以3G無線通信網絡、光纖通信網絡為主，公網GPRS通信網絡和電話專線網絡為 補充，提供了供電區域全覆蓋的智能化電網運行和管理的通信保障，滿足了通話、數據傳 輸、固定和移動視頻傳輸、移動辦公通信要求。資料庫平臺存儲記載各遠端現場設備位置的地理信息庫，通過與3G無線通信網 絡或公網GPRS通信網絡以及帶有GPS功能的掌上電腦或移動辦公設備，實現了對高低壓電 網的準確定位、對線路設備巡視和供電服務工作精確導航以及對高低壓電網運行狀態實時 顯示功能。由監控單元、管理中心和配電監測終端組成了智能化配電網管理系統，實現了各 種功能的協調統一和高度融合，能夠很好地開展對智能化配電網的運行監控、分析決策、調 度指揮、管理服務等管理工作。該系統採用了智能化的配電監測終端，開創了農村智能配電網建設和供電管理的 新模式，實現了小容量、密布點、短半徑、絕緣化、智能化的農村電網的低壓遠程抄表和管理 功能。
以下結合附圖對本實用新型進一步說明
圖1是本實用新型系統框圖；圖2是本實用新型配電監測終端的原理框圖。
具體實施方式
如圖1所示，該農村智能配電網建設與管理系統，包括系統主站10、通信網絡20和 安裝在配電機房和戶外臺架上的遠端現場設備，所述系統主站10包括與所述通信網絡20 相連的通信單元11、與所述通信單元11相連的服務主系統12以及分別與服務主系統12相 連的資料庫平臺13、遠程抄表單元14、監控單元15、管理中心16和客服中心17，所述遠程 抄表單元14、監控單元15和管理中心16分別與資料庫平臺13相連，所述客服中心15分別 與監控單元15和管理中心16相連；所述遠端現場設備包括與通信網絡20相連的配電監測 終端31以及與所述配電監測終端31相連的智能剩餘電流動作保護器32、無功功率補償控 制器33和智能電能表34。如圖2所示，配電監測終端31包括中央處理器311以及與中央處理器311相連的 顯示模塊312、按鍵處理模塊313、通信模塊314、數據採集模塊315和接口模塊316 ；所述配 電監測終端31通過數據採集模塊315和接口模塊316對智能剩餘電流動作保護器32、無功 功率補償控制器33和智能電能表34進行數據採集，通過中央處理器311的運算進行數據 處理、數據記錄和數據存儲，接收按鍵處理模塊313的指令並將相關數據傳送給顯示模塊 312。如圖1和圖2所示，配電監測終端31通過通信模塊314將相關數據傳送給服務主 系統12並接收服務主系統12的指令；所述服務主系統12接收處理配電監測終端31傳送 的數據，將處理後的數據分別傳送給資料庫平臺13、遠程抄表單元14、監控單元15和管理 中心16，並從資料庫平臺13獲取相應數據，以及將遠程抄表單元14、監控單元15和管理中 心16的指令通過通信單元11傳送給配電監測終端31，配電監測終端31執行或轉發給相 應的智能剩餘電流動作保護器32、無功功率補償控制器33或智能電能表34 ；所述資料庫 平臺13存儲所有遠端現場設備的實時數據和歷史數據，並對數據進行描述，所述遠程抄表 單元14從資料庫平臺13提取並處理全部智能電能表34實時的遠程抄表數據，所述監控單 元15從資料庫平臺13提取、記錄、顯示和分析各遠端現場設備的實時數據，且所述監控單 元15還包括數據報警單元，用於監控數據超出設定值範圍時向客服中心17發送告警信息 進行報警，所述管理中心16從資料庫平臺13提取並進行管理和分析遠端現場設備的全部 數據，且所述管理中心16包括對配電進行管理的配電管理單元、對設備進行管理的設備管 理單元和對設備進行維護的設備維護單元。客服中心17通過服務主系統12接收故障申告 信息，或者接收監控單元15的數據報警單元發來的告警信息後生成故障處理單，並派單發 送給管理中心16，管理中心16從資料庫平臺13提取並進行管理和分析遠端現場設備的相 關數據，對故障信息相關設備進行管理和維護。如需抵達現場對設備進行維護維修，對設備 進行維護的設備維護單元相關技術人員裝備帶有GPS功能的掌上電腦或移動辦公設備，通 過3G無線通信網絡或公網GPRS通信網絡調用資料庫平臺13的地理信息庫，實施對故障設 備或線路進行準確導航與定位，以便有效地對故障設備的維護維修，管理中心16對故障進 行處理後將原因分析及處理結果反饋給客服中心，形成閉環。所述資料庫平臺13包括專用資料庫、檔案資料庫和記載各遠端現場設備位置的 地理信息庫，所述專用資料庫存儲所有遠端現場設備的實時數據，並對數據進行描述。數據 庫平臺13的地理信息庫與3G無線通信網絡或公網GPRS通信網絡以及帶有GPS功能的掌 上電腦或移動辦公設備有效結合，實現了對高低壓電網的準確定位、對線路設備巡視和供電服務工作精確導航以及對高低壓電網運行狀態實時顯示功能。通信網絡20採用以3G無線通信網絡和光纖通信網絡為主，公網GPRS通信 和電話專線為補充的智能電網通信系統。所述通信網絡20的3G無線通信專網採用 McffiLL (Multi-carrier Wireless Information Local Loop，多載波無線信息本地環)無 線通信技術，同時支持數據業務、語音業務、多媒體，具有廣覆蓋、大容量、高並發、高速移 動、易於擴容、靈活的GoS/QoS管理策略，具有電信級的安全策略，為遠程抄表、配變監測、 遠程視頻監控、電力應急通信和智能巡檢管理業務等多種電力行業信息化業務提供了解決 方案。利用McWiLL無線寬帶通信和光纖通信系統，不僅滿足智能化電網的通信要求，同時 還可提供內部語音通話、調度通信、移動視頻、移動辦公、應急指揮和事故搶修移動導航通 信等業務，以及配網手拉手和支線開關控制、全網無功優化控制和遠方測量與視頻監控的 通信，為智能電網的運行和管理提供了快速可靠的通信保障。配變監測終端31採用三相供電模塊和高速32位嵌入式微處理器系統，集成了現 代移動通信技術、計算機技術和電力測量技術，採用3G無線通信網絡、公用GPRS無線通信 網絡實現遠程數據傳輸，通過RS485和交流採樣實現數據採集，通過中央處理器的運算實 現數據處理、數據記錄、數據存儲。為實現配電變壓器側的用電監測、無功補償控制、遠程自 動抄表、供電電能質量分析、電壓合格率統計等應用提供數據支持。該系統整合了智能化配電遠程終端、配網自動化系統、智能化通信保障系統、地理 信息管理系統、智能化配電網管理系統、新型農網建網和供電模式等子系統，具有自愈能力 強、高可靠性、經濟高效、資產優化、與客戶友好互動等特點，並將電力流、信息流、業務流融 合一體。
權利要求1.農村智能配電網建設與管理系統，包括系統主站、通信網絡和遠端現場設備，其特 徵是，所述系統主站包括與所述通信網絡相連的通信單元、與所述通信單元相連的服務主 系統以及分別與服務主系統相連的資料庫平臺、遠程抄表單元、監控單元和管理中心，所述 遠程抄表單元、監控單元和管理中心分別與資料庫平臺相連；所述遠端現場設備包括與通 信網絡相連的配電監測終端以及與所述配電監測終端相連的智能剩餘電流動作保護器、無 功功率補償控制器和智能電能表，所述配電監測終端包括中央處理器以及與中央處理器相 連的顯示模塊、按鍵處理模塊、通信模塊、數據採集模塊和接口模塊；所述配電監測終端通 過數據採集模塊和接口模塊對智能剩餘電流動作保護器、無功功率補償控制器和智能電能 表進行數據採集，通過中央處理器的運算進行數據處理、數據記錄和數據存儲，接收按鍵處 理模塊的指令並將相關數據傳送給顯示模塊；配電監測終端通過通信模塊將相關數據傳送 給服務主系統並接收服務主系統的指令；所述服務主系統接收處理配電監測終端傳送的數 據，將處理後的數據分別傳送給資料庫平臺、遠程抄表單元、監控單元和管理中心，並從數 據庫平臺獲取相應數據，以及將遠程抄表單元、監控單元和管理中心的指令通過通信單元 傳送給配電監測終端，配電監測終端執行或轉發給相應的智能剩餘電流動作保護器、無功 功率補償控制器或智能電能表；所述資料庫平臺存儲所有遠端現場設備的實時數據和歷史 數據，並對數據進行描述，所述遠程抄表單元從資料庫平臺提取並處理全部智能電能表實 時的遠程抄表數據，所述監控單元從資料庫平臺提取、記錄、顯示和分析各遠端現場設備的 實時數據，且所述監控單元還包括數據報警單元，用於監控數據超出設定值範圍時進行報 警，所述管理中心從資料庫平臺提取並進行管理和分析遠端現場設備的全部數據，且所述 管理中心包括對配電進行管理的配電管理單元、對設備進行管理的設備管理單元和對設備 進行維護的設備維護單元。
2.根據權利要求1所述的農村智能配電網建設與管理系統，其特徵是，所述系統主站 還包括分別與服務主系統、監控單元和管理中心相連的客服中心，所述客服中心接收監控 單元的告警信息後生成故障處理單發送給管理中心，並通過服務主系統接收並處理故障申 告fn息。
3.根據權利要求1或2所述的農村智能配電網建設與管理系統，其特徵是，所述通信網 絡包括3G無線通信網絡和/或光纖通信網絡和/或公網GPRS通信網絡和/或電話專線網
4.根據權利要求1或2所述的農村智能配電網建設與管理系統，其特徵是，所述資料庫 平臺包括專用資料庫、檔案資料庫和記載各遠端現場設備位置的地理信息庫，所述專用數 據庫存儲所有遠端現場設備的實時數據，並對數據進行描述。
5.根據權利要求1或2所述的農村智能配電網建設與管理系統，其特徵是，所述配電監 測終端為採用三相供電的嵌入式作業系統。
專利摘要農村智能配電網建設與管理系統，涉及一種用於農村智能配電網建設的配電網自動化系統，包括系統主站、通信網絡和遠端現場設備，系統主站包括通信單元、服務主系統、資料庫平臺、遠程抄表單元、監控單元、管理中心和客服中心，遠端現場設備包括配電監測終端、智能剩餘電流動作保護器、無功功率補償控制器和智能電能表。本實用新型能夠對線路與設備安全進行智能化監測、保護，對故障自動隔離、快速恢復，提供了供電區域全覆蓋的通信保障，對線路設備巡視和服務的精確定位與導航，融合了各種功能，開創了農村智能配電網建設和供電管理的新模式，實現了小容量、密布點、短半徑、絕緣化、智能化的農村電網的低壓遠程抄表和管理功能。
文檔編號H02J13/00GK201910672SQ20112000727
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月12日 優先權日2011年1月12日
發明者劉儒水, 張保國, 張峰, 王帥, 鄭偉然, 高存利 申請人:商河縣供電公司