CN110213387A - 电力设备监测方法及*** - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种电力设备监测方法及***，监控技术领域，能够解决传统电力监测***需要敷设RS485总线施工量较大以及需要停电安装的问题。具体技术方案为：监测终端用于获取电力设备的监测数据，并将监测数据发送给智能网关；智能网关用于将监测数据发送给云平台服务器；云平台服务器用于对监测数据进行存储。本发明用于电路设备监测数据传输。
Description
技术领域
本公开涉及监控技术领域，尤其涉及电力设备监测方法及***。
背景技术
随着城市化建设的快速发展和工业、商业、居民生活等用电需求的快速增加，对电网供电质量和供电可靠性的要求也约来越高，对配电设备的遥测、和数据监控是保证电气设备长期安全、稳定、可靠运行的基本保障条件，同时也是确保电力***长期安全运行的重要环节。
传统的电力监测通讯多采用RS485总线组网方式，将每一块微机保护或多功能电表的数据传输到通信管理机中，通信管理机通过数据汇总后将数据转发至SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制***)中。但是，针对已经投入运行的老旧配电室，若要改造成RS485总线组网的方式，则需要在高低压开关柜间敷设RS485通讯线，施工的工程量较大，同时，为了保证施工安全及用电可靠性，则需要对高低压设备停电，影响用户正常用电。
发明内容
本公开实施例提供一种电力设备监测方法及***，能够解决传统电力监测***需要敷设RS485总线施工量较大以及需要停电安装的问题。所述技术方案如下：
根据本公开实施例的第一方面，提供一种电力设备监测***，包括：至少一个监测终端、智能网关、云平台服务器，每个监测终端中设置有LoRa通信模块，每个监测终端通过LoRa通信模块与智能网关组网通信，智能网关与云平台服务器之间无线通信连接；
监测终端用于获取电力设备的监测数据，并将监测数据发送给智能网关；智能网关用于将监测数据发送给云平台服务器；云平台服务器用于对监测数据进行存储。
通过采用LoRa通信技术在监测终端与智能网关之间组网通信，避免了在高低压开关柜间的RS485总线敷设工作，同时，智能网关支持各类串行总线接口和网口，双网口可任意切换保证数据双路上传，监测终端的数据上传至智能网关后通过无线通信网络将数据与平台对接，能够解决传统电力监测***需要敷设RS485总线施工量较大以及需要停电安装的问题。
在一个实施例中，智能网关用于向云平台服务器发送链路连接请求；在链路连接成功后，发送心跳报文给云平台服务器；
云平台服务器用于发送数据请求命令给智能网关；
智能网关用于根据数据请求命令，将监测数据发送给云平台服务器。
在一个实施例中，智能网关用于将监测数据按照数据类型分别进行存储，数据类型包括遥测、遥信、电能。
在一个实施例中，云平台服务器用于对监测数据进行分析，根据分析结果确定电力设备是否正常运行，以及在运行异常时，确定故障点并进行报警提示。
在一个实施例中，监测终端包括多功能表、开口式电流互感器，多功能表和开口式电流互感器电连接；
开口式电流互感器用于采集电力设备的电流，并将电流发送给多功能表；
多功能表用于采集电力设备的运行数据，运行数据包括三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、有功电能、无功电能中的至少一个。
在一个实施例中，智能网关与云平台服务器之间采用4G或5G无线网络进行通信。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种电力设备监测方法，包括：
监测终端获取电力设备的监测数据，并将监测数据通过LoRa通信网络发送给智能网关；
智能网关将监测数据发送给云平台服务器；
云平台服务器对监测数据进行存储。
在一个实施例中，智能网关将监测数据发送给云平台服务器包括：
智能网关向云平台服务器发送链路连接请求；在链路连接成功后，发送心跳报文给云平台服务器；
云平台服务器发送数据请求命令给智能网关；
智能网关根据数据请求命令，将监测数据发送给云平台服务器。
在一个实施例中，云平台服务器对监测数据进行分析，根据分析结果确定电力设备是否正常运行，以及在运行异常时，确定故障点并进行报警提示。
在一个实施例中，智能网关将监测数据按照数据类型分别进行存储，数据类型包括遥测、遥信、电能。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本公开实施例提供的一种电力设备监测***的结构图；
图2是本公开实施例提供的一种电力设备监测***的结构图；
图3是本公开实施例提供的一种电力设备监测方法的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本公开实施例提供一种电力设备监控***，如图1所示，该电力设备监控***：至少一个监测终端、智能网关、云平台服务器，每个监测终端中设置有LoRa通信模块，每个监测终端通过LoRa通信模块与智能网关组网通信，智能网关与云平台服务器之间无线通信连接。
其中，每个监测终端用于获取电力设备的监测数据，并将监测数据发送给智能网关；智能网关用于将监测数据发送给云平台服务器；所述云平台服务器用于对监测数据进行存储。
在本公开实施例中，监测终端包括多功能表、开口式电流互感器，多功能表和开口式电流互感器电连接；其中，开口式电流互感器用于采集电力设备的电流，并将电流发送给多功能表；多功能表用于采集电力设备的运行数据，运行数据包括三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、有功电能、无功电能中的至少一个。
通过采用LoRa通信技术在监测终端与智能网关之间组网通信，避免了在高低压开关柜间的RS485总线敷设工作，同时，利用开口式电流互感器从开关柜二次侧获取电流信号，不需停电安装。进一步的，智能网关支持各类串行总线接口和网口，双网口可任意切换保证数据双路上传，监测终端的数据上传至智能网关后通过无线通信网络将数据与平台对接。能够解决传统电力监测***需要敷设RS485总线施工量较大以及需要停电安装的问题。
在本公开实施例中，智能网关对多个不同的监测设备发送的监测数据进行汇总，并对监测数据按照数据类型进行分别存储。数据类型包括遥测、遥信、电能等。智能网关按照数据类型将监测数据存储到相应的连续寄存器中。
在智能网关获取到监测数据后，智能网关向云平台服务器发送链路连接请求，在链路连接请求成功后，发送心跳报文给云平台服务器；云平台服务器发送数据请求命令给智能网关；智能网关根据数据请求命令，将监测数据发送给云平台服务器。在本公开实施例中，云平台服务器采用固定的IP和端口，智能网关通过无线通信模块(如4G、5G)/路由器主动向云平台服务器发起连接，连接成功后立即发送一次心跳报文，然后等待云平台服务器发送的数据请求命令。
在云平台服务器获取到监测数据后，云平台服务器可以对监测数据进行分析，根据分析结果确定电力设备是否正常运行，以及在运行异常时，确定故障点并进行报警提示。
本公开实施例提供的电力设备监测***，包括：至少一个监测终端、智能网关、云平台服务器，每个监测终端中设置有LoRa通信模块，每个监测终端通过LoRa通信模块与智能网关组网通信，智能网关与云平台服务器之间无线通信连接；每个监测终端用于获取电力设备的监测数据，并将监测数据发送给智能网关；智能网关用于将监测数据发送给云平台服务器；云平台服务器用于对监测数据进行存储。通过采用LoRa通信技术在监测终端与智能网关之间组网通信，避免了在高低压开关柜间的RS485总线敷设工作，同时，智能网关支持各类串行总线接口和网口，双网口可任意切换保证数据双路上传，监测终端的数据上传至智能网关后通过无线通信网络将数据与平台对接，能够解决传统电力监测***需要敷设RS485总线施工量较大以及需要停电安装的问题。
基于上述图1所示的电力设备监测***，本公开实施例提供另一种电力设备监测***，参考图2所示，该电力设备监测***由交互层智能运维管理云平台、通讯层智能网关、终端层监测仪表组成。其中，终端层监测仪表采用LoRa方式与通讯层智能网关通信，通讯层智能网关采用4G/5G无线网络的方式与智能运维管理云平台实现数据交互。图2中以4G模块和4G无线网络示例性说明，另外，图2中设备层即终端层。
终端层的主要任务是采集现场电力设备运行数据，实现对整个配电***的频率、电压、电量、断路器、隔离开关工作位置状态、温度等运行数据的如实反映。终端层最核心的是多功能表。
通讯层的主要任务是将现场终端层采集的现场电力设备运行数据实时稳定的传输回智能运维管理云平台。在不同通讯规约的支持下，通讯层实现了modbus RTU与modbusTCP对象之间的实时数据交换和实时过程控制，并把这些实时数据或者中间的状态数据，可靠的送到交互层。通讯层最核心的是智能网关。
交互层的主要任务是将通讯层传输的数据进行解析，实现远程监控，通过软件对现场数据进行对比分析，提供多维度安全保障，如监控中心24小时实时报警、告警信息快速定位故障点、事故反演了解事故发生时的***状况等。交互层最核心的是智能运维管理云平台软件等。
在本公开实施例中，终端层监测仪表包括多功能表和开口式电流互感器，多功能表通常安装在开关柜中，采用35mm标准导轨式安装，多功能表电压端子上接入A\B\C三相电压；开口式CT(current transformer，电流互感器)测量二次侧电流的方式测量电力***电流，并发送给多功能表。
通讯层智能网关以Cotex-M4处理器为核心，支持硬件看门狗，多重防护隔离设计。宽电压输入、支持防反接，抗雷，过流等保护；内嵌Modbus-RTU/Modbus-TCP协议；RS485端口通用，全隔离，带收发指示，端口可配置；支持PC端工具配置管理，可同时管理网络设备和串行设备；双网口任意切换；端口是否输出报文可选，调试方便；端口通讯异常提示；提供非标协议定制。
具体的，多功能表将采集到的数据通过LoRa模块与智能网关连接组网，通讯采用透明传输，将多功能表的数据汇集到智能网关，智能网关按照类型(遥测、遥信、电能)将数据分别存储于相应的连续寄存器中。智能网关将数据汇总后，作为TCP客户端，通过4G/5G无线模块向智能运维管理云平台TCP客户端发起连接，连接成功后立即发送一次心跳报文(之后可定时发送)，然后等待主站发送请求命令。智能网关接收主站请求命令后，能够自动拆分包，然后作出相应的回复，此时，智能网关必须确保其寄存器中，已存储监测终端最新数据。
在本公开实施例中，采用lora通信技术组网，避免了高低压开关柜间的RS485总线敷设工作，利用开口电流互感器从开关柜二次侧获取信号，不需停电安装。智能网关支持各类串行总线接口和网口，双网口可任意切换保证数据双路上传，多功能表的数据上传至智能网关后通过网关集成的4G无线模块将数据与平台对接。
基于上述图1和图2所示的电力设备的监测***，本公开实施例提供一种电力设备监测方法，参考图3所示，该电力设备监测方法包括：
301、监测终端获取电力设备的监测数据，并将监测数据通过LoRa通信网络发送给智能网关。
在本公开实施例中，监测终端包括多功能表、开口式电流互感器，多功能表和开口式电流互感器电连接；其中，开口式电流互感器用于采集电力设备的电流，并将电流发送给多功能表；多功能表用于采集电力设备的运行数据，运行数据包括三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、有功电能、无功电能中的至少一个。
302、智能网关将监测数据通过无线网络发送给云平台服务器。
在本公开实施例中，智能网关将监测数据发送给云平台服务器包括：智能网关向云平台服务器发送链路连接请求；在链路连接成功后，发送心跳报文给云平台服务器；云平台服务器发送数据请求命令给智能网关；智能网关根据数据请求命令，将监测数据发送给云平台服务器。示例性的，云平台服务器采用固定的IP和端口，智能网关通过无线通信模块(如4G、5G)/路由器主动向云平台服务器发起连接，连接成功后立即发送一次心跳报文，然后等待云平台服务器发送的数据请求命令。
进一步的，智能网关在获取到监测数据后，还可以将监测数据按照数据类型分别进行存储，数据类型包括遥测、遥信、电能等。
303、云平台服务器对监测数据进行存储。
当然，云平台服务器还可以对监测数据进行分析，根据分析结果确定电力设备是否正常运行，以及在运行异常时，确定故障点并进行报警提示。
本公开实施例提供的电力设备监测方法，监测终端获取电力设备的监测数据，并将监测数据通过LoRa通信网络发送给智能网关；智能网关将监测数据发送给云平台服务器；云平台服务器对监测数据进行存储。通过采用LoRa通信技术在监测终端与智能网关之间组网通信，避免了在高低压开关柜间的RS485总线敷设工作，同时，智能网关支持各类串行总线接口和网口，双网口可任意切换保证数据双路上传，监测终端的数据上传至智能网关后通过无线通信网络将数据与平台对接，能够解决传统电力监测***需要敷设RS485总线施工量较大以及需要停电安装的问题。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
Claims (10)
1.一种电力设备监测***，其特征在于，包括：至少一个监测终端、智能网关、云平台服务器，所述每个监测终端中设置有LoRa通信模块，所述每个监测终端通过LoRa通信模块与所述智能网关组网通信，所述智能网关与所述云平台服务器之间无线通信连接；
所述监测终端用于获取电力设备的监测数据，并将所述监测数据发送给所述智能网关；所述智能网关用于将所述监测数据发送给所述云平台服务器；所述云平台服务器用于对所述监测数据进行存储。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，
所述智能网关用于向所述云平台服务器发送链路连接请求；在链路连接成功后，发送心跳报文给所述云平台服务器；
所述云平台服务器用于发送数据请求命令给所述智能网关；
所述智能网关用于根据所述数据请求命令，将所述监测数据发送给所述云平台服务器。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，
所述智能网关用于将所述监测数据按照数据类型分别进行存储，所述数据类型包括遥测、遥信、电能。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，
所述云平台服务器用于对所述监测数据进行分析，根据分析结果确定所述电力设备是否正常运行，以及在运行异常时，确定故障点并进行报警提示。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述监测终端包括多功能表、开口式电流互感器，所述多功能表和所述开口式电流互感器电连接；
所述开口式电流互感器用于采集所述电力设备的电流，并将所述电流发送给所述多功能表；
所述多功能表用于采集所述电力设备的运行数据，所述运行数据包括三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、有功电能、无功电能中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述智能网关与所述云平台服务器之间采用4G或5G无线网络进行通信。
7.一种电力设备监测方法，其特征在于，包括：
监测终端获取电力设备的监测数据，并将所述监测数据通过LoRa通信网络发送给智能网关；
所述智能网关将所述监测数据发送给云平台服务器；
所述云平台服务器对所述监测数据进行存储。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述智能网关将所述监测数据发送给云平台服务器包括：
所述智能网关向所述云平台服务器发送链路连接请求；在链路连接成功后，发送心跳报文给所述云平台服务器；
所述云平台服务器发送数据请求命令给所述智能网关；
所述智能网关根据所述数据请求命令，将所述监测数据发送给所述云平台服务器。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述云平台服务器对所述监测数据进行分析，根据分析结果确定所述电力设备是否正常运行，以及在运行异常时，确定故障点并进行报警提示。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述智能网关将所述监测数据按照数据类型分别进行存储，所述数据类型包括遥测、遥信、电能。
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