CN216486094U - 一种柔性负荷监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的是一种柔性负荷监控装置，其结构包括核心模块（2），I/O接口板（5），通信模块；其中，I/O接口板（5）的第一信号输出端口与核心模块（2）的信号输入端口对接，核心模块（2）的通信接口与通信模块（3）对接；所述通信模块（3）包括Lonworks模块（7），无线通信模块（8），串行通信模块（9），以太网通信模块（10），CAN通信模块（11）。有益效果：1）方便实现柔性负荷实时监测的需求，有利于负荷端与电网的联动协调优化运行；2）通过进一步设计支持LonWorks组网、GPRS/3 G/4 G/以太网、RS232/RF/Wifi通信功能，通信稳定、可靠、高效。

Description

一种柔性负荷监控装置

技术领域

本实用新型涉及一种柔性负荷监控装置，属于电网监控技术领域。

背景技术

随着电力改革的纵深推进和通信技术、分布式能源技术的发展，开展综合能源服务成为电力企业提高能源利用效率、增强企业竞争力的重要措施；近年来，国内综合能源服务发展迅速，越来越多大型公建、工业企业、工业园区采用集中式的柔性负荷，而如何有效地把这些柔性负荷纳入到综合能源管控已经成为产品层面必须面对的问题。

综合能源服务很重要的一个支撑点就是能源负荷在需求侧的能效管理，它需要有产品来协调管理分布式能源、多能联供、水气电热多表等信息资源，从而支撑综合能源服务；特别是随着分布式电源和电动汽车等负荷的快速发展，负荷刚性调节以及简单切除的方法已无法满足能效管理的要求；可以预见，柔性调控必然成为电力负荷需求侧管理技术发展的重要趋势。

实用新型内容

本实用新型提出的是一种柔性负荷监控装置，其目的旨在实现对电网友好型负荷的监测和调控。

本实用新型的技术解决方案：一种柔性负荷监控装置，其结构包括核心模块2，I/O接口板5，通信模块；其中，I/O接口板5的第一信号输出端口与核心模块2的信号输入端口对接，核心模块2的通信接口与通信模块3对接；所述通信模块3包括Lonworks模块7，无线通信模块8，串行通信模块9，以太网通信模块10， CAN通信模块11。

进一步地，所述Lonworks模块7的输入输出端口与核心模块2的第一通信接口对接，所述无线通信模块8的输入输出端口与核心模块2的第二通信接口对接，所述串行通信模块9的输入输出端口与核心模块2的第三通信接口对接，所述以太网通信模块10的输入输出端口与核心模块2的第四通信接口对接，所述CAN通信模块11的输入输出端口与核心模块2的第五通信接口对接。

进一步地，所述的一种柔性负荷监控装置，其结构还包括电源板4，端子排或航插6；电源板4的第一电源输出端口与I/O接口板5的电源输入端口对接，电源板4的第二电源输出端口与核心模块2的电源输入端口对接；端子排或航插6的信号输入端口与I/O接口板5的第二信号输出端口对接。

进一步地，所述的一种柔性负荷监控装置，其结构还包括灯板1；灯板1的信号输入端口与核心模块2的信号输出端口对接。

进一步地，所述灯板1、核心模块2、电源板4、I/O接口板5、端子排或航插6、Lonworks模块7、无线通信模块8、串行通信模块9、以太网通信模块10、CAN通信模块11均采用单独模块。

进一步地，所述LonWorks 模块7采用FT5000 芯片；所述CAN通信模块11的型号为LC-DC01P2。

进一步地，所述核心模块2包括微控制单元，存储芯片，以太网PHY芯片，串口扩展芯片，USB 接口，计量芯片，DC/DC单元，光耦回路；其中，微控制单元的第一信号输入输出端口与串口扩展芯片的信号输出输入端口对接，微控制单元的第二信号输入输出端口与光耦回路的信号输出输入端口对接，微控制单元的第三信号输入输出端口与计量芯片的信号输出输入端口对接，微控制单元的第四信号输入输出端口与USB 接口的信号输出输入端口对接，微控制单元的第五信号输入输出端口与DC/DC单元的信号输出输入端口对接，微控制单元的第六信号输入输出端口与存储芯片的第一信号输出输入端口对接，存储芯片的第二信号输出输入端口与以太网PHY芯片的信号输入输出端口对接。

进一步地，所述微控制单元的型号为Cortex-M3；所述以太网PHY芯片的型号为RTL820；所述串口扩展芯片的型号为WK2124；所述计量芯片的型号为LTST-C191KGKT。

进一步地，所述Lonworks模块7、无线通信模块8、串行通信模块9、以太网通信模块10、 CAN通信模块11均优选通过串口扩展芯片与微控制单元进行通信连接。

进一步地，所述的一种柔性负荷监控装置，其结构还包括箱体，灯板1、核心模块2、通信模块3、电源板4、I/O接口板5、端子排或航插6均安装在箱体内部。

本实用新型的有益效果：

1）本实用新型能支持风、水、电、光照等不同数据类型对象，监控范围覆盖性强，方便实现柔性负荷实时监测的需求，有利于负荷端与电网的联动协调优化运行；

2）本实用新型采用模块化设计，通过进一步设计支持LonWorks 组网、GPRS/3 G/4G/ 以 太 网、RS232/RF/Wifi通信功能，通信更为稳定、可靠、高效。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是核心模块的结构示意图。

附图中1是灯板，2是核心模块，3是通信模块，4是电源板，5是I/O接口板，6是端子排或航插，7是Lonworks模块，8是无线通信模块，9是串行通信模块，10是以太网通信模块，11是CAN通信模块。

具体实施方式

一种柔性负荷监控装置，其结构包括核心模块2，I/O接口板5，通信模块；其中，I/O接口板5的第一信号输出端口与核心模块2的信号输入端口对接，核心模块2的通信接口与通信模块3对接；所述通信模块3包括Lonworks模块7，无线通信模块8，串行通信模块9，以太网通信模块10， CAN通信模块11。

所述Lonworks模块7的输入输出端口与核心模块2的第一通信接口对接，所述无线通信模块8的输入输出端口与核心模块2的第二通信接口对接，所述串行通信模块9的输入输出端口与核心模块2的第三通信接口对接，所述以太网通信模块10的输入输出端口与核心模块2的第四通信接口对接，所述CAN通信模块11的输入输出端口与核心模块2的第五通信接口对接；所述Lonworks模块7、无线通信模块8、串行通信模块9、以太网通信模块10、CAN通信模块11均做成单独模块；本实用新型支持各种通信接口，能支持以太网、LonWorks、无线GPRS/Wifi/RF、RS232、Can、USB、红外等通信接口，有利于支持风、水、电、光照等不同数据类型对象，在一定时间段内能适应灵活可变的数据类型，监控范围覆盖性强；通信模块中的各个模块优选采用模块化设计，具体实施时可根据工程应用来选装。

所述一种柔性负荷监控装置，其结构还包括电源板4，端子排或航插6；电源板4的第一电源输出端口与I/O接口板5的电源输入端口对接，电源板4的第二电源输出端口与核心模块2的电源输入端口对接；端子排或航插6的信号输入端口与I/O接口板5的第二信号输出端口对接；所述端子排或航插6用于将整个柔性负荷监控装置采集和控制的信号都接到端子排或航插上，统一出口。

一种柔性负荷监控装置，其结构还包括灯板1；灯板1的信号输入端口与核心模块2的信号输出端口对接。

所述灯板1、核心模块2、电源板4、I/O接口板5、端子排或航插6、Lonworks模块7、无线通信模块8、串行通信模块9、以太网通信模块10、CAN通信模块11均采用单独的模块进行模块化设计，每个单独的模块对应1 块线路板，这样后续易扩展、可配置。

所述LonWorks 模块7优选采用Echelon 公司的FT5000 芯片；LonWorks 模块优选配置1或2块。

所述串行通信模块9的配置包括RS232 接口；所述RS232 接口的数量优选大于或等于1个，进一步优选RS232 接口的数量大于或等于6个。

所述串行通信模块9优选包括6 个串口；其中4 个串口分别优选采用1 片1 拖4的串口扩展芯片ST16C554 来实现，另外2 个串口分别优选采用MCU 的2 个本机口来实现。

所述以太网通信模块10包括2 个以太网口；其中1 个以太网口优选采用本机口+PHY 接口来实现，另1 个以太网口优选采用外扩W5500网络芯片来实现。

所述CAN通信模块11的优选型号为LC-DC01P2。

所述核心模块2包括微控制单元（MCU），存储芯片，以太网PHY芯片，串口扩展芯片及其接口电路，USB 接口，计量芯片，DC/DC单元（DC/DC），光耦回路；其中，微控制单元的第一信号输入输出端口与串口扩展芯片的信号输出输入端口对接，微控制单元的第二信号输入输出端口与光耦回路的信号输出输入端口对接，微控制单元的第三信号输入输出端口与计量芯片的信号输出输入端口对接，微控制单元的第四信号输入输出端口与USB 接口的信号输出输入端口对接，微控制单元的第五信号输入输出端口与DC/DC单元的信号输出输入端口对接，微控制单元的第六信号输入输出端口与存储芯片的第一信号输出输入端口对接，存储芯片的第二信号输出输入端口与以太网PHY芯片的信号输入输出端口对接。

所述微控制单元的优选型号为Cortex-M3，后续可根据需要升级到Cortex-M7或多核平台。

所述以太网PHY芯片的优选型号为RTL820。

所述串口扩展芯片的优选型号为WK2124。

所述计量芯片的优选型号为LTST-C191KGKT。

所述Lonworks模块7、无线通信模块8、串行通信模块9、以太网通信模块10、 CAN通信模块11均优选通过串口扩展芯片与微控制单元进行通信连接。

所述灯板1上包括有若干直插的指示灯；指示灯的排列优选为5 行×6 列；所述灯板1用于进行状态指示。

所述电源板4的输入电源优选为380 V 三相交流，电源板4的输出为2 路直流，其中1 路输出是核心模块2的工作电源（5 V）。

所述一种柔性负荷监控装置，其结构还包括箱体，灯板1、核心模块2、通信模块3、电源板4、I/O接口板5、端子排或航插6均安装在箱体内部；各个功能模块安装在箱体里面，箱体内通信线、弱电线、强电线分开走线 ；工艺上，箱体采用防尘、防腐蚀工艺，内部各个模块壳体采用阻燃设计；所述箱体优选为壁挂式箱体。

本实用新型提供了一种柔性负荷监控装置，针对负荷“柔性”和监控“集中式”的特点，提出了装置的整体架构和功能实现，负荷柔性表现为在一定时间段内灵活可变，柔性负荷的调度和调节是缓解供需侧矛盾的重要手段之一，本实用新型适用于能源负荷在需求侧的能效管理，以集中式电网友好型负荷为对象，实现了集中式电网友好型负荷的深度监测和有效调控，实现了综合能源与电网友好互动；能实现集中式电网友好型负荷包括柔性负荷和集中式的特点。

Claims (10)

1.一种柔性负荷监控装置，其特征是包括核心模块（2），I/O接口板（5），通信模块；其中，I/O接口板（5）的第一信号输出端口与核心模块（2）的信号输入端口对接，核心模块（2）的通信接口与通信模块（3）对接；所述通信模块（3）包括Lonworks模块（7），无线通信模块（8），串行通信模块（9），以太网通信模块（10）， CAN通信模块（11）。

2.根据权利要求1所述的一种柔性负荷监控装置，其特征是所述Lonworks模块（7）的输入输出端口与核心模块（2）的第一通信接口对接，所述无线通信模块（8）的输入输出端口与核心模块（2）的第二通信接口对接，所述串行通信模块（9）的输入输出端口与核心模块（2）的第三通信接口对接，所述以太网通信模块（10）的输入输出端口与核心模块（2）的第四通信接口对接，所述CAN通信模块（11）的输入输出端口与核心模块（2）的第五通信接口对接。

3.根据权利要求1所述的一种柔性负荷监控装置，其特征是还包括电源板（4），端子排或航插（6）；电源板（4）的第一电源输出端口与I/O接口板（5）的电源输入端口对接，电源板（4）的第二电源输出端口与核心模块（2）的电源输入端口对接；端子排或航插（6）的信号输入端口与I/O接口板（5）的第二信号输出端口对接。

4.根据权利要求3所述的一种柔性负荷监控装置，其特征是还包括灯板（1）；灯板（1）的信号输入端口与核心模块（2）的信号输出端口对接。

5.根据权利要求4所述的一种柔性负荷监控装置，其特征是所述灯板（1）、核心模块（2）、电源板（4）、I/O接口板（5）、端子排或航插（6）、Lonworks模块（7）、无线通信模块（8）、串行通信模块（9）、以太网通信模块（10）、CAN通信模块（11）均采用单独模块。

6.根据权利要求1所述的一种柔性负荷监控装置，其特征是所述Lonworks 模块（7）采用FT5000 芯片；所述CAN通信模块（11）的型号为LC-DC01P2。

7.根据权利要求1所述的一种柔性负荷监控装置，其特征是所述核心模块（2）包括微控制单元，存储芯片，以太网PHY芯片，串口扩展芯片，USB 接口，计量芯片，DC/DC单元，光耦回路；其中，微控制单元的第一信号输入输出端口与串口扩展芯片的信号输出输入端口对接，微控制单元的第二信号输入输出端口与光耦回路的信号输出输入端口对接，微控制单元的第三信号输入输出端口与计量芯片的信号输出输入端口对接，微控制单元的第四信号输入输出端口与USB 接口的信号输出输入端口对接，微控制单元的第五信号输入输出端口与DC/DC单元的信号输出输入端口对接，微控制单元的第六信号输入输出端口与存储芯片的第一信号输出输入端口对接，存储芯片的第二信号输出输入端口与以太网PHY芯片的信号输入输出端口对接。

8.根据权利要求7所述的一种柔性负荷监控装置，其特征是所述微控制单元的型号为Cortex-M3；所述以太网PHY芯片的型号为RTL820；所述串口扩展芯片的型号为WK2124；所述计量芯片的型号为LTST-C191KGKT。

9.根据权利要求7所述的一种柔性负荷监控装置，其特征是所述Lonworks模块（7）、无线通信模块（8）、串行通信模块（9）、以太网通信模块（10）、 CAN通信模块（11）均通过串口扩展芯片与微控制单元进行通信连接。

10.根据权利要求4所述的一种柔性负荷监控装置，其特征是还包括箱体，灯板（1）、核心模块（2）、通信模块（3）、电源板（4）、I/O接口板（5）、端子排或航插（6）均安装在箱体内部。

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