CN111969721A - 一种微环境参数监测的变电站状态监控平台 - Google Patents

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郭小璇
黎铭洪
石敏
梁元清
陈斌
何春
兰依
鲍海波
霍霖
黄甄
聂小勇
陶丁涛
徐文平
徐开仁
耿昌易
张光资
杨长森
韦朝辉
赵伟林
苏淑敏
周平
李路
黄斌斌
梁生源
国家栋
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Abstract

本发明公开了一种微环境参数监测的变电站状态监控平台，所述平台包括：DSP控制器、与所述DSP控制器信号连接的DA模块、与所述DSP控制器信号连接的AD采样调理电路、与所述AD采样调理电路信号连接的传感器、以及以太网模块、通过所述以太网模块与所述DSP控制器信号连接的上位机。本发明提供的微环境参数监测的变电站状态监控平台，能够对变电站空调***的运行状态进行实时远程监控，且能够及时进行运行维护。

Description

一种微环境参数监测的变电站状态监控平台
技术领域
本发明涉及空调节能的技术领域，尤其涉及一种微环境参数监测的变电站状态监控平台。
背景技术
我国是资源消耗大国，因为存在着人口众多，资源缺乏的现状，目前，我国面临着源资源不足和减排压力日益增大的严峻形势；近年来，随着我国国民经济实力的迅速增强，工业用电与人民生活用电量都不断攀升，在用电量屡创新高的背后是能源消耗的与日俱增，已经无法再继续维持原有的高能耗、高排放的发展模式；在严峻的能源与环境问题的挑战下，节能减排已经成为全社会、全人民的共同目标。
电网企业是一个比较特殊的企业，既是电能的传输单位，同时又是一个能耗大户；变电站用电率指标是电网企业能耗管理的重要指标之一，传统的变电站状态监控主要是以人工方式为主，无法自动实时地进行监测与管理，导致能源耗费较高，电网企业运营成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种微环境参数监测的变电站状态监控平台，能够对变电站空调***的运行状态进行实时远程监控，且能够及时进行运行维护。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种微环境参数监测的变电站状态监控平台，所述平台包括：DSP控制器、与所述DSP控制器信号连接的DA模块、与所述DSP控制器信号连接的AD采样调理电路、与所述AD采样调理电路信号连接的传感器、以及以太网模块、通过所述以太网模块与所述DSP控制器信号连接的上位机；其中，
所述传感器用于测量环境参数的数据，并将所述测量环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；
所述AD采样调理电路用于接收以及处理所述测量环境参数的数据，并将处理后的所述测量环境参数的数据传输至DSP控制器；
所述DSP控制器用于接收所述处理后的所述测量环境参数的数据，并根据所述处理后的所述测量环境参数的数据发出控制信号至所述DA模块；
所述DA模块用于接收所述控制信号，并将所述控制信号传输至变电站空调***，使得所述变电站空调***进行自适应调控；
所述以太网模块用于将所述DSP控制器与所述上位机进行通讯；
所述上位机集成有变电站空调***监控软件程序，用于上传所述传感器测量环境参数的数据。
可选的，所述传感器包括：辐照度传感器、和/或环境温度传感器、和/或湿度传感器、和/或风速风向传感器、和/或空气湿度传感器；其中，
所述辐照度传感器与所述AD采样调理电路相连接，所述环境温度传感器与所述AD采样调理电路相连接，所述湿度传感器与所述AD采样调理电路相连接，所述风速风向传感器与所述AD采样调理电路相连接，所述空气湿度传感器与所述AD采样调理电路相连接。
可选的，所述辐照度传感器用于测量辐照度的环境参数的数据，并将所述测量辐照度的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；环境温度传感器用于测量环境温度的环境参数的数据，并将所述测量环境温度的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；湿度传感器用于测量湿度的环境参数的数据，并将所述测量湿度的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；风速风向传感器用于测量风速风向的环境参数的数据，并将所述测量风速风向的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；空气湿度传感器用于测量空气湿度的环境参数的数据，并将所述测量空气湿度的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路。
可选的，所述平台还包括：与所述DSP控制器信号连接的SD卡存储模块；所述SD卡存储模块用于本地存储所述传感器测量环境参数的数据。
可选的，所述SD卡存储模块用于本地存储所述传感器测量环境参数的数据包括：所述SD卡存储模块用于本地存储所述辐照度传感器测量辐照度的环境参数的数据；所述SD卡存储模块用于本地存储环境温度传感器测量环境温度的环境参数的数据；所述SD卡存储模块用于本地存储湿度传感器测量湿度的环境参数的数据；所述SD卡存储模块用于本地存储风速风向传感器测量风速风向的环境参数的数据；所述SD卡存储模块用于本地存储空气湿度传感器测量空气湿度的环境参数的数据。
可选的，所述平台还包括：与所述DSP控制器信号连接的LCD显示模块；所述LCD显示模块用于显示当前的电流、和/或电压、和/或功率。
可选的，所述平台还包括：与所述DSP控制器信号连接的实时时钟模块；所述实时时钟模块用于校准所述传感器所测量环境参数的数据的时间。
可选的，所述以太网模块用于将所述DSP控制器与所述上位机进行通讯包括：基于TCP/IP通讯协议将所述DSP控制器与所述上位机进行通讯。
可选的，所述平台还包括：与所述上位机信号连接的云端服务器；所述上位机上传所述传感器测量环境参数的数据至所述云端服务器中。
可选的，所述平台还包括：与所述云端服务器通信连接的移动终端；所述移动终端包括：手机、台式电脑、手提中的一种或多种。
在本发明实施中，基于传感器测量变电站空调***的环境参数的数据，并通过AD采样调理电路、DSP控制器传输至上位机，能够实时监控变电站空调***的运行状态；另外，基于上位机将数据传输至云端服务器，能够通过移动终端设备对变电站空调***的运行状态进行及时的维护；该微环境参数监测的变电站状态监控平台降低了光伏电站的故障风险，保证了变电站空调***的自适应稳定运行，提高了变电站空调***的使用效率，使得耗能降低，有利于降低电网企业的运营成本、提升效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例中的微环境参数监测的变电站状态监控平台的结构组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1，图1是本发明实施例中的微环境参数监测的变电站状态监控平台的结构组成示意图。
如图1所示，一种微环境参数监测的变电站状态监控平台，所述平台包括：DSP控制器、与所述DSP控制器信号连接的DA模块、与所述DSP控制器信号连接的AD采样调理电路、与所述AD采样调理电路信号连接的传感器、以及以太网模块、通过所述以太网模块与所述DSP控制器信号连接的上位机；其中，所述传感器用于测量环境参数的数据，并将所述测量环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；所述AD采样调理电路用于接收以及处理所述测量环境参数的数据，并将处理后的所述测量环境参数的数据传输至DSP控制器；所述DSP控制器用于接收所述处理后的所述测量环境参数的数据，并根据所述处理后的所述测量环境参数的数据发出控制信号至所述DA模块；所述DA模块用于接收所述控制信号，并将所述控制信号传输至变电站空调***，使得所述变电站空调***进行自适应调控所述以太网模块用于将所述DSP控制器与所述上位机进行通讯；所述上位机集成有变电站空调***监控软件程序，用于上传所述传感器测量环境参数的数据。
在本发明具体实施中，DSP控制器通DA模块输出控制信号，使得变电站空调***可以自适应调控，得到变电站空调***的电流、电压数据，而后通过DSP控制器测量经过AD采用调理电路处理后的电流、电压数据。
在本发明具体实施过程中，所述以太网模块用于将所述DSP控制器与所述上位机进行通讯包括：基于TCP/IP通讯协议将所述DSP控制器与所述上位机进行通讯。具体的，通过以太网模块，TCP/IP通讯协议与上位机之间进行通讯数据传输，上位机下达命令给DSP控制器，给DSP控制器通过DA模块使变电站空调***工作自适应状态并获得电流，电压数据，测量相应外接传感器的数据，最后将所有采集到的数据，传回到上位机中。
在本发明具体实施过程中，所述传感器包括：辐照度传感器、和/或环境温度传感器、和/或湿度传感器、和/或风速风向传感器、和/或空气湿度传感器；其中，所述辐照度传感器与所述AD采样调理电路相连接，所述环境温度传感器与所述AD采样调理电路相连接，所述湿度传感器与所述AD采样调理电路相连接，所述风速风向传感器与所述AD采样调理电路相连接，所述空气湿度传感器与所述AD采样调理电路相连接。
具体的，所述辐照度传感器用于测量辐照度的环境参数的数据，并将所述测量辐照度的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；环境温度传感器用于测量环境温度的环境参数的数据，并将所述测量环境温度的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；湿度传感器用于测量湿度的环境参数的数据，并将所述测量湿度的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；风速风向传感器用于测量风速风向的环境参数的数据，并将所述测量风速风向的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；空气湿度传感器用于测量空气湿度的环境参数的数据，并将所述测量空气湿度的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路。
在本发明具体实施过程中，所述平台还包括：与所述DSP控制器信号连接的SD卡存储模块；所述SD卡存储模块用于本地存储所述传感器测量环境参数的数据。具体的，所述SD卡存储模块用于本地存储所述传感器测量环境参数的数据包括：所述SD卡存储模块用于本地存储所述辐照度传感器测量辐照度的环境参数的数据；所述SD卡存储模块用于本地存储环境温度传感器测量环境温度的环境参数的数据；所述SD卡存储模块用于本地存储湿度传感器测量湿度的环境参数的数据；所述SD卡存储模块用于本地存储风速风向传感器测量风速风向的环境参数的数据；所述SD卡存储模块用于本地存储空气湿度传感器测量空气湿度的环境参数的数据。需要说明的是，所述SD卡存储模块是一种低电压的flash闪存产品，有标准的MMC/SPI两种操作模块，对于MMC操作模式，读写速度快，控制信号线多，操作复杂，对于SPI操作模块，速度慢，线少，操作相对简单；SD卡存储模块内置文件***、可直接进行文件读写，适用于单片机***实现大容量存储方案；单片机使用该SD卡存储模块，可直接进行目录遍历、目录创建、目录删除、文件创建、文件删除、文件修改、卡格式化的标准文件***操作。
在本发明具体实施过程中，所述平台还包括：与所述DSP控制器信号连接的LCD显示模块；所述LCD显示模块用于显示当前的电流、和/或电压、和/或功率。需要说明的是，所述LCD显示模块低压微功耗、外观小巧精致，厚度只有6.5～8mm、被动显示型、显示信息量大、易于彩色化、无电磁辐射、长寿命。
在本发明具体实施过程中，所述平台还包括：与所述DSP控制器信号连接的实时时钟模块；所述实时时钟模块用于校准所述传感器所测量环境参数的数据的时间。需要说明的是，所述实时时钟模块能够提供精确的实时时间，或者为电子***提供精确的时间基准，该实时时钟芯片采用精度较高的晶体振荡器作为时钟源。
在本发明具体实施过程中，所述平台还包括：与所述上位机信号连接的云端服务器；所述上位机上传所述传感器测量环境参数的数据至所述云端服务器中。可选的，与所述云端服务器通信连接的移动终端；所述移动终端包括：手机、台式电脑、手提中的一种或多种。需要说明的是，上位机中集成有变电站空调***监控软件程序；变电站空调***监控程序将采集到的变电站空调***电流，电压数据，辐照度，环境温度传感器，湿度传感器，风速风向传感器以及空气湿度传感器等外接传感器数据，进行解码，数据处理，相应的数据显示，数据分析以及对其所采集的数据进行存储；上位机中的变电站空调***监控软件程序可以通过网络将采集到的数据传送至云端服务器，将数据上传至云端服务器后，用户便可通过相应的手机APP或者客户端软件通过网络实现对变电站空调***的远程监控管理。
在本发明实施中，基于传感器测量变电站空调***的环境参数的数据，并通过AD采样调理电路、DSP控制器传输至上位机，能够实时监控变电站空调***的运行状态；另外，基于上位机将数据传输至云端服务器，能够通过移动终端设备对变电站空调***的运行状态进行及时的维护；该微环境参数监测的变电站状态监控平台降低了光伏电站的故障风险，保证了变电站空调***的自适应稳定运行，提高了变电站空调***的使用效率，使得耗能降低，有利于降低电网企业的运营成本、提升效益。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的一种微环境参数监测的变电站状态监控平台进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种微环境参数监测的变电站状态监控平台，其特征在于，所述平台包括：DSP控制器、与所述DSP控制器信号连接的DA模块、与所述DSP控制器信号连接的AD采样调理电路、与所述AD采样调理电路信号连接的传感器、以及以太网模块、通过所述以太网模块与所述DSP控制器信号连接的上位机；其中，
所述传感器用于测量环境参数的数据，并将所述测量环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；
所述AD采样调理电路用于接收以及处理所述测量环境参数的数据，并将处理后的所述测量环境参数的数据传输至DSP控制器；
所述DSP控制器用于接收所述处理后的所述测量环境参数的数据，并根据所述处理后的所述测量环境参数的数据发出控制信号至所述DA模块；
所述DA模块用于接收所述控制信号，并将所述控制信号传输至变电站空调***，使得所述变电站空调***进行自适应调控；
所述以太网模块用于将所述DSP控制器与所述上位机进行通讯；
所述上位机集成有变电站空调***监控软件程序，用于上传所述传感器测量环境参数的数据。
2.根据权利要求1所述的微环境参数监测的变电站状态监控平台，其特征在于，所述传感器包括：辐照度传感器、和/或环境温度传感器、和/或湿度传感器、和/或风速风向传感器、和/或空气湿度传感器；其中，
所述辐照度传感器与所述AD采样调理电路相连接，所述环境温度传感器与所述AD采样调理电路相连接，所述湿度传感器与所述AD采样调理电路相连接，所述风速风向传感器与所述AD采样调理电路相连接，所述空气湿度传感器与所述AD采样调理电路相连接。
3.根据权利要求2所述的微环境参数监测的变电站状态监控平台，其特征在于，所述辐照度传感器用于测量辐照度的环境参数的数据，并将所述测量辐照度的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；环境温度传感器用于测量环境温度的环境参数的数据，并将所述测量环境温度的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；湿度传感器用于测量湿度的环境参数的数据，并将所述测量湿度的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；风速风向传感器用于测量风速风向的环境参数的数据，并将所述测量风速风向的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路；空气湿度传感器用于测量空气湿度的环境参数的数据，并将所述测量空气湿度的环境参数的数据传输至所述AD采样调理电路。
4.根据权利要求1所述的微环境参数监测的变电站状态监控平台，其特征在于，所述平台还包括：与所述DSP控制器信号连接的SD卡存储模块；所述SD卡存储模块用于本地存储所述传感器测量环境参数的数据。
5.根据权利要求3或4所述的微环境参数监测的变电站状态监控平台，其特征在于，所述SD卡存储模块用于本地存储所述传感器测量环境参数的数据包括：所述SD卡存储模块用于本地存储所述辐照度传感器测量辐照度的环境参数的数据；所述SD卡存储模块用于本地存储环境温度传感器测量环境温度的环境参数的数据；所述SD卡存储模块用于本地存储湿度传感器测量湿度的环境参数的数据；所述SD卡存储模块用于本地存储风速风向传感器测量风速风向的环境参数的数据；所述SD卡存储模块用于本地存储空气湿度传感器测量空气湿度的环境参数的数据。
6.根据权利要求1所述的微环境参数监测的变电站状态监控平台，其特征在于，所述平台还包括：与所述DSP控制器信号连接的LCD显示模块；所述LCD显示模块用于显示当前的电流、和/或电压、和/或功率。
7.根据权利要求1所述的微环境参数监测的变电站状态监控平台，其特征在于，所述平台还包括：与所述DSP控制器信号连接的实时时钟模块；所述实时时钟模块用于校准所述传感器所测量环境参数的数据的时间。
8.根据权利要求1所述的微环境参数监测的变电站状态监控平台，其特征在于，所述以太网模块用于将所述DSP控制器与所述上位机进行通讯包括：基于TCP/IP通讯协议将所述DSP控制器与所述上位机进行通讯。
9.根据权利要求1所述的微环境参数监测的变电站状态监控平台，其特征在于，所述平台还包括：与所述上位机信号连接的云端服务器；所述上位机上传所述传感器测量环境参数的数据至所述云端服务器中。
10.根据权利要求9所述的微环境参数监测的变电站状态监控平台，其特征在于，所述平台还包括：与所述云端服务器通信连接的移动终端；所述移动终端包括：手机、台式电脑、手提中的一种或多种。
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