CN112904749A - 基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***及方法，所述***包括信息采集单元和信息监控单元，所述信息采集单元包括数据存储模块和若干个数据采集模块；各数据采集模块分别设于对应电力***、热力***和天然气***内，采集各***内的实时数据；所述数据存储模块分别与各数据采集模块相连，接收并存储各数据采集模块中的实时数据；所述信息监控单元与所述信息采集单元中的数据存储模块相连，接收所述数据存储模块中存储的各***内的实时数据，并基于接收到的各***内的实时数据监测各***的运行状态，根据各***实际情况控制能源传输、供给。本发明能够实现综合能源***更优的调控规划能力，提高能效，增大效益。
Description
技术领域
本发明属于新能源监测技术领域，具体涉及一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***及方法。
背景技术
当前，能源已成为人类社会不可或缺的基本要素。由于资源的过度开发，未来几十年人类社会可能会面临一次能源短缺的问题，能源短缺制约着人类社会的可持续发展，因此，获得经济、环保、便捷的能源，已经成为了当今人类生存和可持续发展的首要问题。
人们每日的生活都已离不开天然气、电力、热、冷等能源，能源的消耗量日益增高，然而能源利用率却很低，并存在能源供应方式单一等问题，因此综合能源***应运而生，达到了能源的梯级利用和多能互补，解决了能源利用效率低下的问题。为了使综合能源***具备更优的调控规划能力，进一步提升能源利用效率以及可再生能源的消纳水平，对综合能源***中各成分的物理信息进行采集、监控、互联就成为一个值得关注的问题。
传统的综合能源信息采集***往往只具备局部信息的统筹，各子***之间缺乏信息交互，不能通过采集的信息及时发现***即将发生的故障，使得综合能源***的调控出现滞后，情况严重会导致巨大经济损失。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***及方法，实现综合能源***更优的调控规划能力，提高能效，增大效益。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***，包括：
信息采集单元，所述信息采集单元包括数据存储模块和若干个数据采集模块；各数据采集模块分别设于对应电力***、热力***和天然气***内，采集各***内的实时数据；所述数据存储模块分别与各数据采集模块相连，接收并存储各数据采集模块中的实时数据；
信息监控单元，所述信息监控单元与所述信息采集单元中的数据存储模块相连，接收所述数据存储模块中存储的各***内的实时数据，并基于接收到的各***内的实时数据监测各***的运行状态，根据各***实际情况的需要控制能源传输、供给。
可选地，所述信息采集单元采集到的实时数据包括电力***、热力***和天然气***的能源质量参数和关键能源设备运行参数。
可选地，各数据采集模块与所述数据存储模块之间通过WIFI模块、Zigbee模块或USB接口之一相连。
可选地，所述基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***还包括若干个检测仪，各检测仪分别通过RS232串口或者RS485串口与对应的数据采集模块相连。
可选地，所述信息监控单元包括：
用能实时监测模块，所述用能实时监测模块基于从信息采集单元中获取到的实时数据，进行能源耗量实时监测；
用能分布查询模块，所述用能分布查询模块基于从信息采集单元中获取到的实时数据，查询不同时间段内不同地点的用电、用气、热量耗散的情况；
用能结构分析模块，所述用能结构分析模块基于从信息采集单元中获取到的实时数据，进行不同用户的用电结构分析、用天然气结构分析、用热结构分析；
能量质量监测模块，所述能量质量监测模块基于从信息采集单元中获取到的实时数据，监测能源质量，所述能源质量包括电能质量、热能质量、天然气质量；
能量异常监控模块，所述能量异常监控模块基于能量质量监测模块发送的能源质量信息进行判断，检测用能是否出现异常，若出现异常，则及时报警并启动控制装置控制能源供给。
可选地，所述电能质量参数包括电压幅值、频率、波形；所述热能质量参数包括用热的热交换率、循环水温度、管道内压强；所述天然气质量参数包括天然气的压力、流量。
第二方面，本发明提供了一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控方法，包括：
利用设于各电力***、热力***和天然气***内的数据采集模块，分别采集各***内的实时数据，并存储至数据存储模块中；
利用信息监控单元接收所述数据存储模块中存储的各***内的实时数据，并基于接收到的各***内的实时数据监测各***的运行状态，根据各***实际情况的需要控制能源传输、供给。
可选地，所述利用信息监控单元接收所述数据存储模块中存储的各***内的实时数据，并基于接收到的各***内的实时数据监测各***的运行状态，具体为：
利用信息监控单元中的用能实时监测模块，基于从信息采集单元中获取到的实时数据，进行能源耗量实时监测；
利用信息监控单元中的用能分布查询模块，基于从信息采集单元中获取到的实时数据，查询不同时间段内不同地点的的用电、用气、热量耗散的情况；
利用信息监控单元中的用能结构分析模块，基于从信息采集单元中获取到的实时数据，进行不同用户的用电结构分析、用天然气结构分析、用热结构分析；
利用信息监控单元中的能量质量监测模块，基于从信息采集单元中获取到的实时数据，监测能源质量，所述能源质量包括电能质量、热能质量、天然气质量；
利用信息监控单元中的能量异常监控模块，基于能量质量监测模块发送的能源质量信息进行判断，检测用能是否出现异常，若出现异常，则及时报警并启动控制装置控制能源供给。
可选地，对于电力***的电能质量，所述电能质量参数包括电压幅值、频率、波形；对于热力***的热能质量，所述热能质量参数包括用热的热交换率、循环水温度、管道内压强；对于天然气***的天然气质量，所述天然气质量参数包括天然气的压力、流量。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明能够大大改善综合能源***的调控及时性，通过在综合能源***的源、网、荷、储四个部分大量装设智能信息采集单元与信息监控单元，并利用相关网络协议进行联网，可以对综合能源***每日的电、天然气、热、冷数据进行动态采集，对综合能源***关键设备与能源参数进行监控，可以配合综合应用云路由、云处理技术，实现能源管理公共服务平台与公司之间用能信息的共享实现了构建一个实时信息采集与监控***，进一步提升综合能源***的能源使用效率，发掘数据间的内在联系，从而实现综合能源***更优的调控规划能力。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种实施例的基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例1
本发明实施例中提供了一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***，采用分层分布式***体系机构，针对不同形式能量的不同时间尺度特性进行信息采集和监控，如图1所示，具体包括信息采集单元、信息监控单元和若干个检测仪；
各检测仪分别设于对应电力***、热力***和天然气***内，且与对应的数据采集模块之间通过RS232串口或者RS485串口与对应的数据采集模块相连；对于电力***，所述检测仪包括智能电表、电压表、电流表，所述实时数据包括电耗量以及电压、电流、频率参数；对于热力***，所述检测仪包括热能表、水流量表，所述实时数据包括热能耗量、循环水温度、管道内压强、水流量等；对于天然气***，所述检测仪包括压力表计、天然气流量表计、智能燃气表，所述实时数据包括天然气耗量，以及天然气实时压力、流量参数。
所述信息采集单元包括数据存储模块和若干个数据采集模块；各数据采集模块分别设于对应电力***、热力***和天然气***内，采集各***内的实时数据；所述数据存储模块分别与各数据采集模块相连，接收并存储各数据采集模块中的实时数据；在具体实施过程中，各数据采集模块与数据存储模块可以之间通过WIFI模块、Zigbee模块或USB接口中的任意一种方式相连，实现将采集到的各***内的实时数据存储至数据存储模块；在实际应用过程中，可以定义设于电力***中的数据采集模块为电力***参数采集模块；定义设于天然气***中的数据采集模块为天然气***参数采集模块；定义设于热力***中的数据采集模块为热力***参数采集模块。所述信息采集单元采集到的实时数据包括电力***、热力***和天然气***的能源质量参数和关键能源设备运行参数。
所述信息监控单元与所述信息采集单元中的数据存储模块相连，接收所述数据存储模块中存储的各***内的实时数据，并基于接收到的各***内的实时数据监测各***的运行状态，根据***实际情况的需要控制能源传输、供给。在实际应用中，所述信息监控单元，利用互联网技术及远程操作控制技术，以实现网络终端、PC终端和移动终端的通信，最后配置RJ45接口与网络进行对接，即可实现对能源消耗情况、设备运行状态信息的在线监测，在进行数据监测的同时对关键设备进行用能控制，在监测中若出现运行异常数据，则***自动保护装置启动，保障安全性。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述信息监控单元包括：
用能实时监测模块，所述用能实时监测模块基于从信息采集单元中获取到的实时数据，进行能源耗量实时监测，比如每隔15分钟上报这15分钟内的耗能情况；
用能分布查询模块，所述用能分布查询模块基于从信息采集单元中获取到的实时数据，查询不同时间段内不同地点的用电、用气、热量耗散的情况；
用能结构分析模块，所述用能结构分析模块基于从信息采集单元中获取到的实时数据，进行不同用户的用电结构分析、用天然气结构分析、用热结构分析；
能量质量监测模块，所述能量质量监测模块基于从信息采集单元中获取到的实时数据，监测能源质量，所述能源质量包括电能质量、热能质量、天然气质量；在具体实施过程中，所述电能质量参数包括电压幅值、频率、波形；所述热能质量参数包括用热的热交换率、循环水温度、管道内压强；所述天然气质量参数包括天然气的压力、流量。
能量异常监控模块，所述能量异常监控模块基于能量质量监测模块发送的用户用能的质量进行判断，检测用能是否出现异常。比如，电能异常检测部分用于对电能是否出现异常进行检测，例如单相电压大于240V就是用电异常；热能异常检测部分用于对于热能是否出现异常进行检测，例如当温度达到700度，压力超过0.9个压力值则被定义为用能异常，即可及时报警，并控制热能供给；天然气异常检测中，当气压持续低于设定值，即判断为异常并控制天然气供给。
综上所述：本发明实施例中的基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***，在各个时间段对各类能量的消耗量进行采集与监控，实现节能应用，能够大大改善综合能源***的调控及时性，它通过在综合能源***的源、网、荷、储四个部分大量装设智能信息采集单元与信息监控单元，并利用相关网络协议进行联网，可以对综合能源***每日的电、天然气、热、冷数据进行动态采集，对综合能源***关键设备与能源参数进行监控，可以配合综合应用云路由、云处理技术，实现能源管理公共服务平台与公司之间用能信息的共享实现了构建一个实时信息采集与监控***，进一步提升综合能源***的能源使用效率，发掘数据间的内在联系，从而实现综合能源***更优的调控规划能力。
实施例2
基于与实施例1相同的发明构思，本发明提供了一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控方法，包括：
利用设于各电力***、热力***和天然气***内的数据采集模块，分别采集各***内的实时数据，并存储至数据存储模块中；
利用信息监控单元接收所述数据存储模块中存储的各***内的实时数据，并基于接收到的各***内的实时数据监测各***的运行状态，根据各***实际情况的需要控制能源传输、供给。
可选地，所述利用信息监控单元接收所述数据存储模块中存储的各***内的实时数据，并基于接收到的各***内的实时数据监测各***的运行状态，具体为：
利用信息监控单元中的用能实时监测模块，基于从信息采集单元中获取到的实时数据，进行能源耗量实时监测；
利用信息监控单元中的用能分布查询模块，基于从信息采集单元中获取到的实时数据，查询不同时间段内不同地点的用电、用气、热量耗散的情况；
利用信息监控单元中的用能结构分析模块，基于从信息采集单元中获取到的实时数据，进行不同用户的用电结构分析、用天然气结构分析、用热结构分析；
利用信息监控单元中的能量质量监测模块，基于从信息采集单元中获取到的实时数据，监测能源质量，所述能源质量包括电能质量、热能质量、天然气质量；
利用信息监控单元中的能量异常监控模块，基于能量质量监测模块发送的用户用能的质量进行判断，检测用能是否出现异常，根据各***实际情况的需要控制能源传输、供给。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，对于电力***的电能质量，所述电能质量参数包括电压幅值、频率、波形；对于热力***的热能质量，所述热能质量参数包括用热的热交换率、循环水温度、管道内压强；对于天然气***的天然气质量，所述天然气质量参数包括天然气的压力、流量。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***，其特征在于，包括：
信息采集单元，所述信息采集单元包括数据存储模块和若干个数据采集模块；各数据采集模块分别设于对应电力***、热力***和天然气***内，采集各***内的实时数据；所述数据存储模块分别与各数据采集模块相连，接收并存储各数据采集模块中的实时数据；
信息监控单元，所述信息监控单元与所述信息采集单元中的数据存储模块相连，接收所述数据存储模块中存储的各***内的实时数据，并基于接收到的各***内的实时数据监测各***的运行状态，根据各***实际情况的需要控制能源传输、供给。
2.根据权利要求1所述的一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***，其特征在于：所述信息采集单元采集到的实时数据包括电力***、热力***和天然气***的能源质量参数和关键能源设备运行参数。
3.根据权利要求1所述的一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***，其特征在于：各数据采集模块与所述数据存储模块之间通过WIFI模块、Zigbee模块或USB接口之一相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***，其特征在于：所述基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***还包括若干个检测仪，各检测仪分别通过RS232串口或者RS485串口与对应的数据采集模块相连。
5.根据权利要求1所述的一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***，其特征在于，所述信息监控单元包括：
用能实时监测模块，所述用能实时监测模块基于从信息采集单元中获取到的实时数据，进行能源耗量实时监测；
用能分布查询模块，所述用能分布查询模块基于从信息采集单元中获取到的实时数据，查询不同时间段内不同地点的用电、用气、热量耗散的情况；
用能结构分析模块，所述用能结构分析模块基于从信息采集单元中获取到的实时数据，进行不同用户的用电结构分析、用天然气结构分析、用热结构分析；
能量质量监测模块，所述能量质量监测模块基于从信息采集单元中获取到的实时数据，监测能源质量，所述能源质量包括电能质量、热能质量、天然气质量；
能量异常监控模块，所述能量异常监控模块基于能量质量监测模块发送的能源质量信息进行判断，检测用能是否出现异常，若出现异常，则及时报警并启动控制装置控制能源供给。
6.根据权利要求5所述的一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控***，其特征在于：所述电能质量参数包括电压幅值、频率、波形；所述热能质量参数包括用热的热交换率、循环水温度、管道内压强；所述天然气质量参数包括天然气的压力、流量。
7.一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控方法，其特征在于，包括：
利用设于各电力***、热力***和天然气***内的数据采集模块，分别采集各***内的实时数据，并存储至数据存储模块中；
利用信息监控单元接收所述数据存储模块中存储的各***内的实时数据，并基于接收到的各***内的实时数据监测各***的运行状态，根据各***实际情况的需要控制能源传输、供给。
8.根据权利要求6所述的一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控方法，其特征在于，所述利用信息监控单元接收所述数据存储模块中存储的各***内的实时数据，并基于接收到的各***内的实时数据监测各***的运行状态，具体为：
利用信息监控单元中的用能实时监测模块，基于从信息采集单元中获取到的实时数据，进行能源耗量实时监测；
利用信息监控单元中的用能分布查询模块，基于从信息采集单元中获取到的实时数据，查询不同时间段内不同地点的的用电、用气、热量耗散的情况；
利用信息监控单元中的用能结构分析模块，基于从信息采集单元中获取到的实时数据，进行不同用户的用电结构分析、用天然气结构分析、用热结构分析；
利用信息监控单元中的能量质量监测模块，基于从信息采集单元中获取到的实时数据，监测能源质量，所述能源质量包括电能质量、热能质量、天然气质量；
利用信息监控单元中的能量异常监控模块，基于能量质量监测模块发送的能源质量信息进行判断，检测用能是否出现异常，若出现异常，则及时报警并启动控制装置控制能源供给。
9.根据权利要求8所述的一种基于泛在物联网的综合能源信息采集与监控方法，其特征在于，对于电力***的电能质量，所述电能质量参数包括电压幅值、频率、波形；对于热力***的热能质量，所述热能质量参数包括用热的热交换率、循环水温度、管道内压强；对于天然气***的天然气质量，所述天然气质量参数包括天然气的压力、流量。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210604 |