一种智能化配电网的制作方法

文档序号:15565828发布日期:2018-09-29 03:18阅读:154来源:国知局

本发明涉及配电领域,具体为一种智能化配电网。



背景技术:

配电网可以分为可分为城市配电网,农村配电网和工厂配电网等。配电网络的结构庞大且复杂,网络结构由于故障或负荷转移操作中开关的开合,经常发生变化,这样就难预先以判断配电网何处出运作异常,无法及时进行维护,并且现有的检测异常地点的方式,往往只能在真正出现问题后才发现何处需要维护,但是出现这类问题时往往会在毫无征兆的情况下发生大面积的断电,这样就会造成不必要的损失,而且在配电网发生单相接地故障后,在传统的故障定位过程中,配电网一般采用逐条线路拉闸停电的方法来确定故障线路,在选出故障线路后,再派工作人员到现场沿线查找故障位置,然后排除故障,这种方法由于人工的介入,所需的定位时间比较长,难以适应人们对配电网自动化水平的新要求,而且这种初始定位的范围模糊,导致工作人员需要更多的时间缩小定位范围,无法快速寻找优先维护的区域,这样就造成了时间上的浪费,而这种时间的浪费很有可能会使故障加剧,并且这种故障可能产生过电压,烧坏设备,甚至引起相间短路而扩大事故。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种能够快速寻找优先维护的区域的智能化配电网,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种智能化配电网,包括云服务器、若干个用户终端和若干个区域服务器,所述云服务器和区域服务器内均设有数据存储空间,每个所述区域服务器均连接若干个用户终端,每个所述区域服务器均与云服务器通信连接,每个所述用户终端内均设置有主控芯片,每个所述区域服务器均设置有各自独立的对应区域的区域编号,对应区域服务器下的每个所述用户终端的主控芯片内均设置有对应区域编号的各自独立的对应终端的终端编号,若干个所述用户终端均还包括:

检测模块,所述检测模块与主控芯片耦接,用以检测用户家庭电路工作状态信息,并发出电路工作状态信息,所述主控芯片接收电路工作状态信息并将该电路工作状态信息整合成电路工作状态信息数据包进行转发,所述电路工作状态信息数据包包括终端编号和电路信息,所述电路信息包括电路工作状态信息;

无线通信芯片,所述无线通信芯片与主控芯片耦接,所述无线通信芯片还与区域服务器通信连接,用于接收电路工作状态信息数据包,并向区域服务器发送该电路工作状态信息数据包;

所述区域服务器用于接收电路工作状态信息数据包,并将该电路工作状态信息数据包的终端编号和电路信息进行存储和分析,判断电路工作状态是否异常,并发送电路异常警报信号,所述电路异常警报信号包括区域编号、终端编号和异常信息,所述异常信息为电路工作状态信息数据包中的一项或多项工作异常的电路信息;

所述云服务器与若干个区域服务器通信连接,接收若干个区域服务器发送的电路异常警报信号并存储,并对接收到的电路异常警报信号中的区域编号进行分析得出区域排布密集度,并对接收到的电路异常警报信号中的终端编号进行分析得出终端排布密集度,并对接收到的电路异常警报信号中的异常信息进行分析得出电路异常种类信息,通过该对比区域排布密集度的大小,快速寻找优先维护的区域排布密集度大的区域,并根据终端排布密集度的大小,快速寻找需要维护的终端排布密集度大的线路,并根据电路异常种类信息来寻找导致异常的电路原因。

优选的,所述检测模块包括:

工作温度检测电路,所述工作温度检测电路与主控芯片耦接,用于检测用户终端工作温度,向主控芯片发送工作温度数据;

工作电流检测电路,所述工作电流检测电路与主控芯片耦接,用于检测用户所使用电路的的电流大小,向主控芯片发送工作电流数据;

工作电压检测电路,所述工作电压检测电路与主控芯片耦接,用于检测用户所接入的市电的电压,向主控芯片发送工作电压数据;

所述主控芯片接收工作温度数据、工作电流数据和工作电压数据并将其整合进电路信息中,并且所述主控芯片将电路信息和终端编号整合成电路工作状态信息数据包。

优选的,所述区域服务器内设有波动阈值,所述波动阈值用于判断电路工作状态信息数据包内的数据的波动是否超出波动阈值,所述区域服务器接收电路信息并将电路信息中的工作温度数据、工作电流数据和工作电压数据与波动阈值一一进行对比,所述区域服务器储存超出波动阈值的电路信息,并将超出波动阈值的电路信息添加记录时间后进行列表,并将该列表的内容整合进异常信息中,并向云服务器发送电路异常警报信号。

优选的,所述用户终端还设有控制模块,所述控制模块与主控芯片耦接,所述控制模块包括继电器,所述继电器与主控芯片耦接,所述继电器与用户家庭电路电源连接,用于关断或者打开用户家庭电路电源,并且当所述云服务器检测出电路异常时,所述云服务器通过区域服务器和无线通信芯片向主控芯片发送电源开关控制指令,所述主控芯片控制继电器进行关断和打开用户家庭电路电源。

优选的,所述用户终端还设有人机交互模块,所述人机交互模块包括液晶显示屏、手机和键盘,所述手机和无线通信芯片通信连接,所述键盘与液晶显示屏均和主控芯片耦接。

优选的,所述用户终端还包括防浪涌电路,所述防浪涌电路接入在用户家电路的零线和火线之间。

优选的,所述防浪涌电路包括ptc电阻r8、压敏电阻r1、压敏电阻r2和压敏电阻r9,所述压敏电阻r1和压敏电阻r2串联后并联在火线和零线之间,所述压敏电阻r9并联在火线和零线之间,火线连接压敏电阻r9和压敏电阻r1之前还串联ptc电阻r8,当火线电压过高时,所述压敏电阻r1、压敏电阻r2和压敏电阻r9导通。

本发明的有益效果,设置了主控芯片,通过主控芯片可以对设备进行全局的控制,控制各个模块的运作,设置了检测模块,通过检测模块可以对用户家庭电路的各个工作参数进行实时检测收集,更好的把控用户家庭电路的工作状态,设置了无线通信芯片可以无需用电线将区域服务器和各个用户终端进行连接,并且区域服务器收集各个用户终端的检测模块采集的用户家庭电路的工作状态信息数据包,并且对该数据进行分析,如果有异常的波动,会向云服务器发送电路异常警报信号,而且每个区域服务器均设有各自对应区域的区域编号,每个用户终端均设有各自对应终端的终端编号,这样就可以大面积的收集各个区域配电网的波动情况,然后进行分析得出区域排布密集度,进行大面积的配电网异常判断,然后通过终端编号进行分析得出终端排布密集度,然后在通过终端排布密集度进行小范围的判断,并且电路异常警报信号中还有异常信息,通过异常信息分析出电路异常种类信息,通过电路异常种类信息可以初步判断导致电路异常原因,这样相比现有的配电网出现异常而且造成损失才得知需要维护区域范围,然后需要花大量时间缩小异常范围,本发明可以更加精确而且快速的寻找配电网异常点,而且可以在配电网一旦发生异常就可以开始警报,进行及时的维护,就可以及时判断出配电网的异常。

附图说明

图1为本发明框架示意图;

图2为本发明中检测模块框架示意图;

图3为发明中人机交互模块框架示意图;

图4为本发明放浪涌电路示意图。

附图标号:1-用户终端,2-区域服务器,3-云服务器,11-主控芯片,12-检测模块,13-无线通信芯片,14-控制模块,15-人机交互模块,121-工作温度检测电路,122-工作电流检测电路,123-工作电压检测电路,124-放浪涌电路,151-液晶显示屏,152-键盘,153-手机。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

参照图1-4所示,一种智能化配电网,包括云服务器3、若干个用户终端1和若干个区域服务器2,所述云服务器3和区域服务器2内均设有数据存储空间,每个所述区域服务器2均连接若干个用户终端1,每个所述区域服务器2均与云服务器3通信连接,所述云服务器3设有存储空间,每个所述用户终端1内均设置有主控芯片11,每个所述区域服务器2均设置有各自独立的对应区域的区域编号,对应区域服务器2下的每个所述用户终端1的主控芯片11内均设置有对应区域编号的各自独立的对应终端的终端编号,若干个所述用户终端1均还包括:

检测模块12,所述检测模块12与主控芯片11耦接,用以检测用户家庭电路工作状态信息,并发出电路工作状态信息,所述主控芯片11接收电路工作状态信息并将该电路工作状态信息整合成电路工作状态信息数据包进行转发,所述电路工作状态信息数据包包括终端编号和电路信息,所述电路信息包括电路工作状态信息;

无线通信芯片13,所述无线通信芯片13与主控芯片11耦接,所述无线通信芯片13还与区域服务器2通信连接,用于接收电路工作状态信息数据包,并向区域服务器2发送该电路工作状态信息数据包;

所述区域服务器2用于接收电路工作状态信息数据包,并将该电路工作状态信息数据包的终端编号和电路信息进行存储和分析,判断电路工作状态是否异常,并发送电路异常警报信号,所述电路异常警报信号包括区域编号、终端编号和异常信息,所述异常信息为电路工作状态信息数据包中的一项或多项工作异常的电路信息;

所述云服务器3与若干个区域服务器2通信连接,接收若干个区域服务器2发送的电路异常警报信号并存储,并对接收到的电路异常警报信号中的区域编号进行分析得出区域排布密集度,并对接收到的电路异常警报信号中的终端编号进行分析得出终端排布密集度,并对接收到的电路异常警报信号中的异常信息进行分析得出电路异常种类信息,通过该对比区域排布密集度的大小,快速寻找优先维护的区域排布密集度大的区域,并根据终端排布密集度的大小,快速寻找需要维护的终端排布密集度大的线路,并根据电路异常种类信息来寻找导致异常的电路原因。

通过上述技术方案,用户将家庭电源的零线和火线接入在用户终端1后,可以通过用户终端1的检测模块12对用户家庭电路的工作状态进行检测和收集然后将该检测和收集得到的电路工作状态信息数据包通过主控芯片11发送给无线通信芯片13,该无线通信芯片13可以是ralink3070l无线网卡芯片,相比起gprs无线芯片,直接采用无线网卡芯片接入家庭网络,这样就不需要额外收取短信通信费用,通过无线通信芯片13把该电路工作状态信息数据包发送给区域服务器2,然后区域服务器2将该用户家庭的电路工作状态信息数据包进行储存并且分析,分析出的结果如果为异常状态则向云服务器3发送电路异常警报信号,而且每个区域服务器2均设有各自对应区域的区域编号,例如a,b,c,每个用户终端1均设有对应区域编号下的各自对应终端的终端编号例如a1,a2,a3,b1,b2,这样就可以大面积的收集各个区域配电网的波动情况,然后进行分析得出区域排布密集度,进行大面积的配电网异常判断,然后通过终端编号进行分析得出终端排布密集度,然后在通过终端排布密集度进行小范围的判断,并且电路异常警报信号中还有异常信息,通过异常信息分析出电路异常种类信息,通过电路异常种类信息可以初步判断导致电路异常原因,这样相比现有的配电网出现异常而且造成损失才得知需要维护区域范围,然后需要花大量时间缩小异常范围,本发明可以更加精确而且快速的寻找配电网异常点,而且可以在配电网一旦发生异常就可以开始警报,进行及时的维护,就可以及时判断出配电网的异常。

作为改进的一种具体实施方式,所述检测模块12包括:

工作温度检测电路121,所述工作温度检测电路121与主控芯片11耦接,用于检测用户终端1工作温度,向主控芯片11发送工作温度数据;

工作电流检测电路122,所述工作电流检测电路122与主控芯片11耦接,用于检测用户所使用电路的的电流大小,向主控芯片11发送工作电流数据;

工作电压检测电路123,所述工作电压检测电路123与主控芯片11耦接,用于检测用户所接入的市电的电压,向主控芯片11发送工作电压数据;

所述主控芯片11接收工作温度数据、工作电流数据和工作电压数据并将其整合进电路信息中,并且所述主控芯片11将电路信息和终端编号整合成电路工作状态信息数据包。

通过上述技术方案,可以通过工作温度检测电路121,例如采用ds18b20型号的温度传感器来检测用户终端1的工作温度,通过主控芯片11实时对ds18b20进行读取数据,实时采集设备工作温度信息,并且当工作温度过高时主控芯片11发出警报来警示用户,以保护设备寿命和家庭电路安全,通过工作电流检测电路122和工作电压检测电路123对用户家庭电路的电流和电压进行检测,电流检测可以采用小型电流互感器进行采集,将火线穿过电流互感器中间的通孔后,电流互感器与主控芯片11耦接,这样主控芯片11就可以读取电流互感器产生的感生电流在电阻上产生的电压进行比对,电压检测可以用分压的方式,先对火线进行半波整流,然后滤波,进行大电阻上的分压,这样主控芯片11就可以读取分压后的电压值,然后对分压的电压值和原始电压值进行一一相匹配,这样检测到电压值后就可以配对出对应的原始电压值,由于电流或电压过大会造成用户家庭用电器烧坏的严重损失,通过对电流和电压进行检测来警示用户来保护电路,减少用电器的数量,保护用电器不会被大电流烧毁,并且检测的电压可以用于判断电网的电压波动,并且将工作温度数据、工作电流数据和工作电压数据整合进电路信息,并且通过主控芯片11将电路信息与终端编号整合成电路工作状态信息数据包方便供区域服务器2接收与分析,通过大范围大数量的用户终端1来采集家家户户的电网波动然后区域服务器2对其进行收集和分析,来判断是否有电网异常。

作为改进的一种具体实施方式,所述区域服务器2内设有波动阈值,所述波动阈值用于判断电路工作状态信息数据包内的数据的波动是否超出波动阈值,所述区域服务器2接收电路信息并将电路信息中的工作温度数据、工作电流数据和工作电压数据与波动阈值一一进行对比,所述区域服务器2储存超出波动阈值的电路信息,并将超出波动阈值的电路信息添加记录时间后进行列表,并将该列表的内容整合进异常信息中,并向云服务器3发送电路异常警报信号。

通过上述技术方案,预先在区域服务器2内设置了波动阈值作为警戒线的标志,这样在区域服务器2接收到用户终端1发送的电路工作状态信息数据包后,将该电路工作状态信息数据包中的工作温度数据、工作电流数据和工作电压数据与波动阈值一一进行对比,就可以得出电路是否异常时,以及电路异常的时间及异常的种类,例如电流异常和电压异常,然后区域服务器2将对比之后超出波动阈值的电路状态工作信息数据添加上记录时间后进行列表,并把列表的内容整合进警报信息中,然后区域服务器2将电路异常警报信号发送给云服务器3,云服务器3就可以从电路异常警报信号中的区域编号进行区域性分析得出区域排布密集度,以及对终端编号进行分析得出终端排布密集度,并且根据警报信息中的记录时间可以得到各个时段的区域排布密集度和终端排布密集度,这样就可以得到区域排布密集度和终端排布密集度随时间的变化,可以根据该变化分析出导致电路异常的起始点,同时根据区域排布密集度可以快速获取优先维护的区域,根据终端排布密集度快速寻找需要维护的线路,配电网单的相接地故障也可以通过此方法快速进行范围缩小,减小工作人员查找问题地点的时间,相比现有的人工一一对线路进行检测的方式,可以减小因为时间上的浪费而导致的损失。

作为改进的一种具体实施方式,所述用户终端1还设有控制模块14,所述控制模块14与主控芯片11耦接,所述控制模块14包括继电器,所述继电器与主控芯片11耦接,所述继电器与用户家庭电路电源连接,用于关断或者打开用户家庭电路电源,并且当所述云服务器3检测出电路异常时,所述云服务器3通过区域服务器2和无线通信芯片13向主控芯片11发送电源开关控制指令,所述主控芯片11控制继电器进行关断和打开用户家庭电路电源。

通过上述技术方案,可以在云服务器3检测出电路异常时,通过区域服务器2和无线通信芯片13直接向主控芯片11发出电源开关控制指令控制继电器进行关断或者打开,根据区域排布密集度、终端排布密集度和电路异常警报信号中的记录时间之间的关系,可以得出大致的异常扩散情势以及导致电路异常的起始区域,这样可以在异常电路尚未造成重大损失时进行紧急断电,这样相比现有电网终端,只有电表计耗电量功能,本发明可以在电路工作异常时实现远程控制家庭电路断电,这样可以尽可能减少因电路异常而给用户造成的损失。

作为改进的一种具体实施方式,所述用户终端1还设有人机交互模块15,所述人机交互模块15包括液晶显示屏151、手机153和键盘152,所述手机153和无线通信芯片13通信连接,所述键盘152与液晶显示屏151均和主控芯片11耦接。

通过上述技术方案,手机153和无线通信芯片13进行通信连接这样可以通过手机153直接获取检测模块12检测的到的电路电压、电流和终端工作温度参数,同时这样手机153也可以直接对主控芯片11发送控制指令,通过主控芯片11对控制模块12进行控制,从而实现用户通过手机153进行远程的关断家庭电路,同时也可以实现用户远程监控家庭电路的工作状态信息,避免用户不在家时无法得知家庭电路的异常而导致的意外事故,通过液晶显示屏151也可以更加直观的将家庭电路的工作状态信息直接反映出来,通过键盘152也可以进行对设备操控,实现人工断开继电器,这样液晶显示屏151和键盘152以及手机153的配合使用可以大大提高人机交互功能的自由性。

作为改进的一种具体实施方式,所述用户终端1还包括防浪涌电路124,所述防浪涌电路124接入在用户家电路的零线和火线之间。

通过上述技术方案,设置了防浪涌电路124,防浪涌电路124可以对大电压进行阻断,保护后续电路的安全,进一步保护家庭用电器的安全。

作为改进的一种具体实施方式,所述防浪涌电路124包括ptc电阻r8、压敏电阻r1,所述压敏电阻r1并联在火线l和零线n之间,火线连接压敏电阻r1之前还串联ptc电阻r8,当火线电压过高时,所述压敏电阻r1导通,使电源短路,同时ptc电阻r8温度升高,电阻值变大,使后续电路被阻断,以保护用户家庭电路。

通过上述技术方案,在电源火线和零线之间并联压敏电阻r1这样可以在有雷击之类的浪涌产生时巨大的电压使压敏电阻r1导通,电源短路,使得后续的电路没有电流进入,这样可以保护后续的用电器不被烧坏,同时在火线连接压敏电阻r1前还连接了ptc电阻r8,当压敏电阻r1导通后,电源短路,这样压敏电阻r1上就会产生巨大的电流,这样也有可能会烧坏压敏电阻r1,所以在这之前串联了ptc电阻r8,当压敏电阻r1短路时,电源的电流极具增大,这样ptc电阻r8的温度就会升高,然后随着温度的升高ptc电阻r8的阻值也会增大,然后巨大的阻值使得电源的电流无法流向后续的电路,这样就实现了阻断后续电路的功能,还可以调整压敏电阻r1的大小来设定吸收浪涌的上限。

以上所述仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此,任何本领域的技术人员在本发明的领域内,所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

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