嵌入式微电网气象监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种嵌入式微电网气象监测系统，属于电网监测【技术领域】。本实用新型采用如下技术方案：一种嵌入式微电网气象监测系统，其特征在于，包括传感器模块、信号调理模块、处理器模块、显示模块、通讯模块，所述传感器模块与所述信号调理模块相连，所述信号调理模块与所述处理器模块相连，所述处理器模块与所述显示模块相连，所述处理器模块通过所述通讯模块与微电网主站、微电网后台监控平台相连。本实用新型专门针对微电网系统，具有功能齐全、可靠性高、维护方便等优点。
【专利说明】嵌入式微电网气象监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种嵌入式微电网气象监测系统，属于电网监测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]微电网是指由分布式单元、储能单元、能量转换单元、相关负荷和监控、保护单元汇集而成的小型发配电系统。微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，其自身就是一个完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能来实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。
[0003]作为微电网的重要组成部分，风力发电和光伏发电的发电情况都与气象情况息息相关，例如:风能源于气象又受制于气象条件，是由于气象条件的不稳定所造成的，主要表现为风的间歇性、波动性、区域性以及灾害性天气的突发性；而影响并网光伏电站发电量的因素可归纳为装机容量、综合效率、太阳辐射三方面，对特定的光伏电站而言，装机容量固定，其综合效率决定于太阳能组件的性能和环境条件，太阳辐射具有很强的季节变化周期和日变化周期，具有不连续和不确定特点，其波动可能影响电网的稳定。因此，微电网与大电网相比，其可靠性要逊色一些。所以，对微电网进行状态进行气象实时监测尤为重要。
实用新型内容
[0004]为解决上述技术问题，克服现有技术存在的针对性不强、有线传输可靠性不高、价格高以及检修巡视麻烦的缺点，本实用新型提供一种嵌入式微电网气象监测系统。
[0005]本实用新型采用如下技术方案:一种嵌入式微电网气象监测系统，其特征在于，包括传感器模块、信号调理模块、处理器模块、显示模块、通讯模块，所述传感器模块与所述信号调理模块相连，所述信号调理模块与所述处理器模块相连，所述处理器模块与所述显示模块相连，所述处理器模块通过所述通讯模块与微电网主站、微电网后台监控平台相连。
[0006]更进一步地说，传感器模块包括风向传感器、风速传感器、温度传感器、湿度传感器、太阳辐射传感器。
[0007]更进一步地说，信号调理模块包括信号调理电路，信号调理电路将传感器模块传输过来的电信号进行调整后，再传输给所述处理器模块进行分析得到气象数据。
[0008]更进一步地说，处理器模块设置有USB接口，所述USB接口外接U盘，处理器模块分析得到的气象数据可以通过通讯模块或者U盘向外界输出。
[0009]更进一步地说，显示模块包括液晶界面、输入按键，在液晶界面上通过所述输入按键对系统参数进行设置，或者从微电网后台监测平台或者微电网主站进行下发命令对系统参数进行设置，系统参数包括额定值及上下限值、数据是否主动上送、事件是否主动上送、统计结算日、统计周期、数据存储周期、数据上送周期。
[0010]更进一步地说，通讯模块包括有线通讯模块、无线通讯模块，气象监测系统既可以通过有线或者无线通讯模块将监测数据传输到微电网后台监控平台，也可以通过无线通讯模块传输到微电网总站，同样也可以通过有线或者无线通讯模块分别接收微电网后台监控平台或者微电网主站下达的命令。
[0011]更进一步地说，有线通讯模块包括RS485串行总线通讯线路、RJ45通讯接口，无线传输模块包括GPRS通讯模块、蓝牙通讯模块。
[0012]更进一步地说，RJ45通讯接口与输入开关量相连，显示模块通过蓝牙通讯模块与手持PDA进行数据传输。
[0013]本实用新型所达到的有益效果:(1)功能齐全，单个气象监测系统集成了风力、风向、温度、湿度、太阳能辐射量信息采集、存储、传递的功能，使微电网系统能更可靠、高效的运行；(2)可靠性高，系统采样的信息通过有线通信(RS485串行总线、RJ45通讯接口)和无线通信(GPRS通讯、蓝牙通讯)双重冗余的传输技术进行传输，保证了数据传输的可靠性；(3 )维护方便，可以通过U盘进行记录数据的拷贝，可以使用手持PDA通过蓝牙技术获得实时的气象以及系统工况等信息，为系统的运行提供了帮助。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型外接微电网监控系统示意图。
[0015]图2是本实用新型的嵌入式微电网气象监测系统原理结构框图。
[0016]图3是本实用新型的嵌入式微电网气象监测系统工作流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0018]如图1所示的是本实用新型外接微电网监控系统示意图，在微电网运行过程中，本实用新型提出的嵌入式微电网气象监测系统能够实时监测被监测点的气象信息，同时将这些气象信息传输给微电网后台监控平台，由该后台监控平台根据1-η号监控装置判断微电网的运行情况，进而控制并离网、风力光伏出力、太阳能板转向等，气象监测系统也能接受微电网主站召唤数据、对时等任务，同时主动给微电网后台监控平台和微电网主站发送告警信息。
[0019]如图2所示的是本实用新型的嵌入式微电网气象监测系统原理结构框图，本实用新型提出的嵌入式微电网气象监测系统，包括传感器模块、信号调理模块、处理器模块、显示模块、通讯模块，传感器模块与信号调理模块相连，信号调理模块与处理器模块相连，处理器模块与显示模块相连，处理器模块通过通讯模块与微电网主站、微电网后台监控平台相连。传感器模块包括风向传感器、风速传感器、温度传感器、湿度传感器、太阳辐射传感器。
[0020]风向传感器采用的是北京无线联科技有限公司的360度风向传感器，输出为O -5V电压，风速传感器采用的TF-Al风速传感器，量程为0-30m/s，输出信号:4_20mA。温湿度测量采用昆仑中大的KZWS/FW分体式温湿度传感器，输出:4-20mA/ 0-5V，采用L1-200SA日辐射传感器测量太阳光辐射；GPRS模块采用的是深圳有方科技的M590E，M590E是一款低功耗、纯数据GSM/GPRS无线传输模块，监测系统通过以太网和485接口连接到后台监测平台，同时通过GPRS与微电网主站通讯，同时还可以通过蓝牙与手持PDA通讯，方便日常巡视与维护，U盘可以将气象监测系统的历史记录数据直接读取出来。
[0021]如图3所示的是本实用新型的嵌入式微电网气象监测系统工作流程图，嵌入式微电网气象监测系统作为一个实时性多任务系统，包括风速风向采样计算、温度采样计算、太阳辐射采样计算、遥信数据采样、定时控制任务、键盘显示控制任务、本地终端通信任务，上述各个任务处于并行运行状态，但他们具有优先级关系，数据采样计算任务的优先级较高，其中风速风向采样计算任务的优先级最高。处理器控制整个气象监测系统的传感器数据采集、数据存储、质量控制数据处理、运行状态监测和监测数据的传输，具体工作过程如下:首先，对整个气象监测系统的参数进行初始化，同时设定好风速上下限、温度和湿度上下限；然后，对各个传感器采集到的数据进行计算，如果计算满足设定好的一个统计周期，则进行计算分钟采样值，同时进行更新显示，否则继续进行采样计算；再然后，判断是否存在越限，如果是，则向微电网后台监控平台或者微电网主站主动上送事件，否则进行下一步；再然后，进行判断是否到达数据存储周期，如果是，则保存数据，否则进行下一步；最后，判断是否到达数据上送周期，如果是，则向微电网主站或微电网后台监控平台主动上送数据，否则，返回重新进行各个传感器采样计算。
[0022]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种嵌入式微电网气象监测系统，其特征在于，包括传感器模块、信号调理模块、处理器模块、显示模块、通讯模块，所述传感器模块与所述信号调理模块相连，所述信号调理模块与所述处理器模块相连，所述处理器模块与所述显示模块相连，所述处理器模块通过所述通讯模块与微电网主站、微电网后台监控平台相连。
2.根据权利要求1所述的嵌入式微电网气象监测系统，其特征在于，所述传感器模块包括风向传感器、风速传感器、温度传感器、湿度传感器、太阳辐射传感器。
3.根据权利要求1所述的嵌入式微电网气象监测系统，其特征在于，所述信号调理模块包括信号调理电路，所述信号调理电路将所述传感器模块传输过来的电信号进行调整后，再传输给所述处理器模块进行分析得到气象数据。
4.根据权利要求1所述的嵌入式微电网气象监测系统，其特征在于，所述处理器模块设置有USB接口，所述USB接口外接U盘，所述处理器模块分析得到的气象数据可以通过所述通讯模块或者所述U盘向外界输出。
5.根据权利要求1所述的嵌入式微电网气象监测系统，其特征在于，所述显示模块包括液晶界面、输入按键，在所述液晶界面上通过所述输入按键对系统参数进行设置，或者从所述微电网后台监测平台或者所述微电网主站进行下发命令对所述系统参数进行设置，所述系统参数包括额定值及上下限值、数据是否主动上送、事件是否主动上送、统计结算日、统计周期、数据存储周期、数据上送周期。
6.根据权利要求1所述的嵌入式微电网气象监测系统，其特征在于，所述有线通讯模块包括RS485串行总线通讯线路、RJ45通讯接口，所述无线传输模块包括GPRS通讯模块、蓝牙通讯模块。
7.根据权利要求6所述的嵌入式微电网气象监测系统，其特征在于，所述RJ45通讯接口与输入开关量相连，所述显示模块通过所述蓝牙通讯模块与手持PDA进行数据传输。
【文档编号】G01W1/02GK204256196SQ201420704118
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】韩先鹤, 杨青书, 葛成余, 罗建裕, 李海峰, 金涛, 韦磊, 赵新建, 钱欣 申请人:国家电网公司, 国电南瑞科技股份有限公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司南京供电公司