專利名稱：基于gprs+短距離無線通信的小水電調(diào)壓及監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種基于GPRS+短距離無線通信的小水電調(diào)壓及監(jiān)測系統(tǒng)，屬電カ系統(tǒng)小水電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水電是綠色的可再生能源，生態(tài)效益明顯，它以多、小、靈的特點遍布于全國，特別是中西部地區(qū)、老少邊窮地區(qū)。當?shù)赜辛酥行∷姷膸?，社會?jīng)濟發(fā)展和人民生活都發(fā)生了很大變化。中小水電既是水利工作的重要組成部分，也是電カエ業(yè)的必要補充，既是農(nóng)村能源工程，又是農(nóng)村、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施工程和扶貧開發(fā)性工程，也是生態(tài)建設(shè)工程。但是，中小水電又有其自身的缺點，中小水電站大多調(diào)節(jié)性能差，受季節(jié)影響大，單站裝機容量較小、點多、面廣、分散的個體獨立性，徑流引水式發(fā)電豐枯不均的自然制約性，投資主體的民營性等等因素造成其電カ質(zhì)量不達標，以致以經(jīng)常出現(xiàn)在豐水期電壓過高，在枯水期電壓過低的“翹翹板”現(xiàn)象。隨著農(nóng)村用電負荷的加大，對用電質(zhì)量的要求在日益提高，使得對中小水電站實施有效的調(diào)節(jié)、調(diào)度，提高電能質(zhì)量成為迫在眉睫的工作。因此研制ー套小水電電壓調(diào)整及監(jiān)測系統(tǒng)是非常有必要的。去年，國網(wǎng)公司已經(jīng)明確提出要對農(nóng)村小水電產(chǎn)生的電壓“翹翹板”現(xiàn)象進行治理。但長期以來，由于小水電站建設(shè)的特殊性，從來就沒有一種有效且實時的調(diào)度監(jiān)控手段，小水電站的運行幾乎處以“自由”狀態(tài)。盡管多數(shù)縣供電公司安裝了縣調(diào)自動化系統(tǒng)，但不能監(jiān)控到區(qū)域內(nèi)的小水電站的運行情況，更不能對小水電部所掛線路實施調(diào)壓。原因是許多地處偏遠山區(qū)的小水電站，既無GPRS/CDMA信號，又不可能単獨架設(shè)光纜，數(shù)據(jù)傳輸無法實現(xiàn)。本實用新型專利提出一種基于GPRS+短距離無線通信的小水電電壓調(diào)整及監(jiān)測系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是，針對小水電存在沒有ー種有效且實時的調(diào)度監(jiān)控手段的問題，本實用新型公開ー種短距離無線通信的小水電調(diào)壓及監(jiān)測系統(tǒng)。本實用新型的技術(shù)方案是，基于GPRS+短距離無線通信的小水電調(diào)壓及監(jiān)測系統(tǒng)由管理部門前置機系統(tǒng)I和遠方終端系統(tǒng)2兩部分組成；所述管理部門前置機系統(tǒng)由前置采集計算機13、服務(wù)器12、調(diào)度員工作站11組成；所述調(diào)度員工作站11的工作計算機連接服務(wù)器12，服務(wù)器12連接前置采集計算機13，前置采集計算機13與外網(wǎng)16相聯(lián)。所述遠方終端系統(tǒng)2由無線中繼站21、nRTU (遠方數(shù)據(jù)傳輸単元)22和多功能電能表23組成；所述無線中繼站21安裝在用戶終端，由GPRS模塊、短距離無線通信模塊和太陽能供電電池組成，用于無線數(shù)據(jù)中繼傳輸。GPRS模塊與短距離無線通信模塊并聯(lián)連接，太陽能供電電池組向GPRS模塊和短距離無線通信模塊提供工作電壓。所述nRTU22用于采集多功能電能表中的各種所需數(shù)據(jù)，是實現(xiàn)遙控、遙信、遙測、遙調(diào)及通信協(xié)議轉(zhuǎn)換的遠方數(shù)據(jù)傳輸裝置，nRTU通過RS-485接ロ與多功能電能表23相連接。所述多功能電能表是用于計量用戶發(fā)(用)電量并能夠測量瞬時正負有功功率、瞬時正負無功功率、三相電壓、三相電量、三相功率因素、正負有功電度、正負有功電度等參數(shù)的計量設(shè)備。所述前置采集計算機是本系統(tǒng)采集現(xiàn)場各終端數(shù)據(jù)的計算機；所述服務(wù)器是用于存儲已經(jīng)采集的數(shù)據(jù)及參數(shù)設(shè)置的計算機；所述調(diào)度員工作站是用于調(diào)度員調(diào)看現(xiàn)場數(shù)據(jù)的計算機；外網(wǎng)是指intnet網(wǎng)。所述無線中繼站是用于當用戶終端安裝處無GPRS信號時，采用的無線數(shù)據(jù)中繼裝置；所述nRTU是用于采集多功能電能表中的各種所需數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遙控、遙信、遙測、遙調(diào)及通信協(xié)議轉(zhuǎn)換的遠方數(shù)據(jù)傳輸裝置； 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是，解決了地處邊遠山區(qū)的小水電廠的數(shù)據(jù)通信問題。小水電廠通常建設(shè)在山溝，由于高山的阻擋，GPRS信號往往不能到達設(shè)備安裝地，但附近的山頂還是有GPRS信號。本系統(tǒng)通過GPRS+短距離無線通信的方法，使數(shù)據(jù)在“無線中繼站”處接力，從而解決了數(shù)據(jù)通信問題。本實用新型實現(xiàn)了遙控、遙信、遙測、遙調(diào)。本實用新型適用于上網(wǎng)小水電站多的縣級供電公司。
圖I為本實用新型短距離無線通信的小水電電壓調(diào)整及監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中圖號1是管理部門前置機系統(tǒng)；2是遠方終端系統(tǒng)；11是調(diào)度員工作站；12是服務(wù)器；13是前置采集計算機；14是鍵盤；15是鼠標；16是外網(wǎng)；21是無線中繼站；22是nRTU ；23是多功能電能表。
具體實施方式
本實用新型實施例基于GPRS+短距離無線通信的小水電調(diào)壓及監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖I所示。本實施例基于GPRS+短距離無線通信的小水電調(diào)壓及監(jiān)測系統(tǒng)由管理部門前置機系統(tǒng)I和遠方終端系統(tǒng)2組成。所述管理部門前置機系統(tǒng)包括前置采集計算機13、服務(wù)器12、調(diào)度員工作站11 ;所述調(diào)度員工作站11的工作計算機連接服務(wù)器12，服務(wù)器12連接前置采集計算機13，前置采集計算機13與外網(wǎng)16相聯(lián)。所述遠方終端系統(tǒng)2由無線中繼站21、nRTU22和多功能電能表23組成；無線中繼站21安裝在用戶終端，由GPRS模塊、短距離無線通信模塊和太陽能供電電池組成，用于無線數(shù)據(jù)中繼傳輸；nRTU用于采集多功能電能表中的各種所需數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遙控、遙信、遙測、遙調(diào)及通信協(xié)議轉(zhuǎn)換的遠方數(shù)據(jù)傳輸裝置，nRTU通過RS-485接ロ與多功能電能表23相連接。當系統(tǒng)中的多功能電能表23正常運行時，已經(jīng)實時地算出了本系統(tǒng)所需的電氣參數(shù)(有功功率P、無功功率Q、功率因素F、電壓U、電流I等)。nRTU22按DL/T-645協(xié)議定時采集多功能電能表23中的上述數(shù)據(jù)，并連帶時鐘參數(shù)存儲在nRTU22的存儲器中。系統(tǒng)中的前置采集計算機13每隔一定時間，啟動循環(huán)數(shù)據(jù)采集程序。采集命令通過外網(wǎng)16，發(fā)向每個nRTU22，讀取已經(jīng)存儲的有功功率P、無功功率Q、功率因素F、電壓U、電流I等數(shù)據(jù)。由于采用了 nRTU22裝置，其通信協(xié)議轉(zhuǎn)換功能使系統(tǒng)采集一個電廠或線路的數(shù)據(jù)所花費的時間變得非常短，正常情況下，系統(tǒng)可以接帶幾百個nRTU。所有采集到的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)全部存放在服務(wù)器12中。調(diào)度員工作站11在數(shù)據(jù)服務(wù)器12中獲取各種數(shù)據(jù)，并進行各種計算，實現(xiàn)各種功倉^:。本實施例系統(tǒng)的主要功能如下I、遠程自動抄表功能(I)在設(shè)定的周期和時間內(nèi)自動召測有關(guān)數(shù)據(jù)項。(2)整點(或15分鐘、可自定義設(shè)置)巡測時將終端讀表失敗標志及時間召回，計入次日故障統(tǒng)計。2、電能表運行監(jiān)測將每日所抄錄的電能表內(nèi)的“斷相”、“逆相序”等信息及發(fā)生時間進行統(tǒng)計，形成相應(yīng)報表存儲備查，并主動報警。3、電壓監(jiān)測(I)統(tǒng)計、記錄電壓越上限月累計時間、越下限月累計時間、監(jiān)測總時間、最大電壓及發(fā)生時間、最小電壓及發(fā)生時間、平均電壓、日、月電壓合格率、失壓時間、過壓時間。(2)計算電壓合格率(％)=[(運行總時間一偏高時間ー偏低時間)/運行總時間]X 100%O(3)形成各監(jiān)測點的24小時電壓波動曲線。4、遙測功能遙測具體數(shù)據(jù)信息P、Q、U、I、F、周波、正負有功電度、正負無功電度，并形成各監(jiān)測點的P、Q、u、I、F曲線圖。5、遙控功能本系統(tǒng)所選的nRTU具有4個遙控輸出，可以對它實施單路或多路遙控操作。動作的形式有永久斷開、閉合，瞬時斷開、閉合。6、遙信功能本系統(tǒng)所選的nRTU具有8個遙信輸入，最多可以8路非帶電的空接點輸入。如發(fā)電機的開、停機信號，開關(guān)的狀態(tài)信號等。7、潮流計算及電壓調(diào)整系統(tǒng)通過在所有的小水電站關(guān)ロ表、線路的某些關(guān)鍵負荷點和變電站的IOkV或35kV母線處設(shè)置測點，用GPRS/CDMA+短距離無線作為通信媒介，用數(shù)據(jù)采集計算機采集數(shù)據(jù)，利用動態(tài)潮流計算原理，根據(jù)給定的運行條件和系統(tǒng)接線情況，確定電力系統(tǒng)各節(jié)點電壓、各支路功率和功率損耗，對全縣上網(wǎng)小水電站所涉及的IOkV或35kV母線所帶線路進行計算，結(jié)合專家系統(tǒng)，實時給出系統(tǒng)當前的電壓調(diào)節(jié)方法，通過語音或屏幕文字的方式，對調(diào)度員給出電壓調(diào)整的指導(dǎo)意見。調(diào)節(jié)各小水電站的無功出率(勵磁)、線路的無功補償裝置或變電站的有載調(diào)壓分接頭，達到優(yōu)化調(diào)度的目的，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。8、基本應(yīng)用功能(I)可分層分級管理，設(shè)置不同用戶的應(yīng)用功能權(quán)限和數(shù)據(jù)操作、訪問權(quán)限，具體設(shè)置障礙管理。實現(xiàn)權(quán)限管理的兩維(功能和數(shù)據(jù))控制。 (2)系統(tǒng)運行エ況管理。包括通訊狀況、定時任務(wù)執(zhí)行狀況、終端運行エ況。
權(quán)利要求1.一種基于GPRS+短距離無線通信的小水電調(diào)壓及監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)由管理部門前置機系統(tǒng)(I)和遠方終端系統(tǒng)(2 )兩部分組成； 所述管理部門前置機系統(tǒng)由前置采集計算機(13)、服務(wù)器(12)、調(diào)度員工作站(11)組成；所述調(diào)度員工作站(11)的工作計算機連接服務(wù)器(12)，服務(wù)器(12)連接前置采集計算機(13)，前置采集計算機(13)與外網(wǎng)(16)相聯(lián)； 所述遠方終端系統(tǒng)(2)由無線中繼站(21)、nRTU (22)和多功能電能表(23)組成；無線中繼站(21)安裝在用戶終端，nRTU (22)用于采集多功能電能表(23)中的各種所需數(shù)據(jù)，是實現(xiàn)遙控、遙信、遙測、遙調(diào)及通信協(xié)議轉(zhuǎn)換的遠方數(shù)據(jù)傳輸裝置，nRTU (22)通過RS-485接ロ與多功能電能表(23)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于GPRS+短距離無線通信的小水電調(diào)壓及監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述無線中繼站(21)由GPRS模塊、短距離無線通信模塊和太陽能供電電池組成，GPRS模塊與短距離無線通信模塊并聯(lián)連接，太陽能供電電池組向GPRS模塊和短距離無線通信模塊提供工作電壓。
專利摘要一種基于GPRS+短距離無線通信的小水電調(diào)壓及監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由管理部門前置機系統(tǒng)(1)和遠方終端系統(tǒng)(2)兩部分組成。所述管理部門前置機系統(tǒng)由前置采集計算機(13)、服務(wù)器(12)、調(diào)度員工作站(11)組成；調(diào)度員工作站(11)的工作計算機連接服務(wù)器(12)，服務(wù)器(12)連接前置采集計算機(13)。所述遠方終端系統(tǒng)(2)由無線中繼站(21)、nRTU(22)和多功能電能表(23)組成；無線中繼站(21)安裝在用戶終端，nRTU(22)通過RS-485接口與多功能電能表(23)相連接。本實用新型解決了地處邊遠山區(qū)的小水電廠的數(shù)據(jù)通信問題。適用于上網(wǎng)小水電站多的縣級供電公司。
文檔編號G08C17/02GK202455164SQ201220092949
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者劉友仁, 詹濤, 陳善基 申請人:江西省電力科學(xué)研究院