一种配电台区电力物联网管理系统的制作方法

1.本发明涉及智能配电技术领域，特别涉及一种配电台区电力物联网管理系统。


背景技术：

2.配电系统在人们工作生活中起着很重要的作用，它对人们的生活用电起到控制管理作用。现有配电系统大多数由箱体以及箱体内的市电开关、支路开关等部件组成，能完成基本的配电管理功能，但其存在远程无法抄表、无法监测箱内温湿度、无法监测分路状态、无掉电告警的问题，在抄表及配电箱状态检测中需要消耗大量人力，设备太多导致管理起来很困难，这无疑会给管理人员带来许多工作的不便。因此，缺少一套完善的系统来对配电系统进行监控。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种配电台区电力物联网管理系统，通过智能物联终端技术，就地化分析处理设备，促进中低压配电网状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活、运维主动精准，实现与多种电力设备的信息交互与就地化智能管控。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种配电台区电力物联网管理系统，其中，包括智能物联管理终端装置、配电台区装置和物联网智能感知装置。
5.所述配电台区装置包括台区侧和低压侧，其中低压侧连接到用电侧，台区侧设置有集中器，连接到所述物联网智能感知装置。
6.所述智能物联管理终端装置设置有若干接口，分别连接所述物联网智能感知装置和所述配电台区装置的集中器。
7.所述物联网智能感知装置包括台区信息采集模块，所述台区电源侧信息采集模块通过交采板或rs485通信连接所述智能物联管理终端装置，采集所述配电台区装置的低压侧电压、电流模拟量以及温度、湿度数据。
8.所述台区信息采集模块包括安装在配电台区低压侧线路中的第一低压漏电保护单元、第一低压分路监测单元、第一环境监测传感单元和第一变压器低压侧ct。
9.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述物联网智能感知装置还包括台区线路状态感知模块，所述台区线路状态感知模块通信连接所述智能物联管理终端装置，采集电气量信息，结合低压出线、表箱的故障事件信息以及低压拓扑模型，进行故障研判及停电范围分析，将故障位置信息主动上送至主站。
10.所述台区线路状态感知模块包括安装在配电台区低压侧线路中的第二低压漏电保护单元、第二低压分路监测单元、第二环境监测传感单元、第二变压器低压侧ct和连接用电侧表箱的表箱监测单元。
11.所述环境监测传感单元包括温度传感器和湿度传感器。
12.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述物联网智能感知装置还包括三相负荷平衡治理模块，所述三相负荷平衡治理模块通信连
接所述智能物联管理终端装置，监测所述配电台区装置及台区以下分支节点设备的三相负荷，对台区的三相不平衡运行工况进行告警，控制台区电流的三相平衡。
13.所述三相负荷平衡治理模块包括安装在台区侧线路中及台区以下各分支节点处的低压漏电保护单元、低压分路监测单元和换相开关。
14.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述物联网智能感知装置还包括台区户-相-变拓扑关系识别模块，所述台区户-相-变拓扑关系识别模块通信连接所述智能物联管理终端装置，采集台区总表三相电压和户表电压数据，进行拟合分析，得到每一个单相户表电压数据与台区三相总表电压数据的相关模型，进一步得到台区所有户表所在相序。
15.所述台区户-相-变拓扑关系识别模块包括安装在台区侧线路中的台区总表、三相表和安装在用电侧线路中的单相表。
16.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述物联网智能感知装置还包括台区阻抗测量分析模块，所述台区阻抗测量分析模块通信连接所述智能物联管理终端装置，计算、分析台区低压各个单相表的不同时刻电压数据，识别供电回路线路老化、断线、窃电状态，通过事件报警或运行指标上传到主站。
17.所述台区阻抗测量分析模块包括安装在台区侧线路中的台区总表和安装在用电侧线路中的单相表。
18.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述物联网智能感知装置还包括台区分布式电源采集控制模块，所述台区分布式电源采集控制模块通信连接所述智能物联管理终端装置，采集分布式电源逆变器设备的运行状态，将数据分类存储，上传到主站。
19.所述台区分布式电源采集控制模块包括安装在低压侧线路中的光伏逆变器、储能逆变器和交换机。
20.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述物联网智能感知装置还包括台区无功补偿控制模块，所述台区无功补偿控制模块通信连接所述智能物联管理终端装置，监测jp柜中电容器的工作状态，采集智能电容器信息，监测台区无功缺额状况，对智能电容器的自动投切进行逻辑判断。
21.所述台区无功补偿控制模块包括安装在低压侧线路中的智能电容器。
22.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述物联网智能感知装置还包括台区停复电监测模块，所述台区停复电监测模块通信连接所述智能物联管理终端装置，判断用户停电事件及配变停电事件，数据实时上报，依据各级分支监测单元和用户表的停复电告警信息、配变停电事件，结合台区拓扑关系，生成遥信事件上送到主站。
23.所述台区停复电监测模块包括低压侧线路中的变压器低压侧ct、用电侧分支表箱线路中的单相表、分别安装在低压侧总表箱线路中和用电侧分支表箱线路中的智能监测单元。
24.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述物联网智能感知装置还包括线损监测模块，所述线损监测模块通信连接所述智能物联管理终端装置，采集接入台区下电源侧、分支线路侧和末端用户侧各监测点的用电数据，统计
配电台区装置内各节点的单位时间线损量和线损率，生成线损异常告警事件、快速定位线损异常点或窃电点。
25.所述线损监测模块包括安装在台区侧线路中的低压漏电保护器、安装在用电侧线路中的低压分路监测单元和表箱监测单元。
26.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述物联网智能感知装置还包括低压柔直供电监测模块，所述低压柔直供电监测模块通信连接所述智能物联管理终端装置，监测交直流漏电信息、异常状态及时跳闸。
27.所述低压柔直供电监测模块包括安装在用电侧线路中的低压漏电保护器、b型漏保监测终端和安装在台区侧线路中的信息汇集网关。
28.本发明实施例的有益效果是：
29.本发明提供了一种配电台区电力物联网管理系统，通过智能物联终端边缘计算技术，实现低压台区拓扑自动识别、户-相-变拓扑在线校核、阻抗测量状态评估、停电事件感知、低压故障预判及精准定位、分布式电源控制、用户用能引导等高级应用功能，提高主动抢修、故障抢修工作效率，确保配电系统安全、稳定和可靠运行，提供主动式供电服务，改善客户用电体验。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
31.图1为本发明配电台区电力物联网管理系统的结构示意图；
32.图2为本发明配电台区电力物联网管理系统的台区信息采集模块结构示意图；
33.图3为本发明配电台区电力物联网管理系统的台区线路状态感知模块结构示意图；
34.图4为本发明配电台区电力物联网管理系统的三相负荷平衡治理模块结构示意图；
35.图5为本发明配电台区电力物联网管理系统的台区户-相-变拓扑关系识别模块结构示意图；
36.图6为本发明配电台区电力物联网管理系统的台区阻抗测量分析模块结构示意图；
37.图7为本发明配电台区电力物联网管理系统的台区分布式电源采集控制模块结构示意图；
38.图8为本发明配电台区电力物联网管理系统的台区无功补偿控制模块结构示意图；
39.图9为本发明配电台区电力物联网管理系统的台区停复电监测模块结构示意图；
40.图10为本发明配电台区电力物联网管理系统的线损监测模块结构示意图；
41.图11为本发明配电台区电力物联网管理系统的低压柔直供电监测模块结构示意图。
具体实施方式
42.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
43.请参照图1至图11，本发明的实施例提供一种配电台区电力物联网管理系统，其中，包括智能物联管理终端装置、配电台区装置和物联网智能感知装置。
44.所述配电台区装置包括台区侧和低压侧，其中低压侧连接到用电侧，台区侧设置有集中器，连接到所述物联网智能感知装置。
45.所述智能物联管理终端装置设置有若干接口(包括交采、rs485/小无线方式与配变温度监测、电缆头监测、漏保、智能无功控制器等智能装置的接口)，分别连接所述物联网智能感知装置和所述配电台区装置的集中器。
46.所述物联网智能感知装置包括台区信息采集模块，所述台区电源侧信息采集模块通过交采板或rs485通信连接所述智能物联管理终端装置，采集所述配电台区装置的低压侧电压、电流模拟量以及温度、湿度数据，为台区的运维管理提供数据。
47.所述台区信息采集模块包括安装在配电台区低压侧线路中的第一低压漏电保护单元(3台，采用rs485或载波通信)、第一低压分路监测单元(3台，采用rs485通信微功率无线通信)、第一环境监测传感单元和第一变压器低压侧ct(3只，采用交采通信)。
48.其中，所述物联网智能感知装置还包括台区线路状态感知模块，所述台区线路状态感知模块通信连接所述智能物联管理终端装置，采集电气量信息，结合低压出线、表箱的故障事件信息以及低压拓扑模型，进行故障研判及停电范围分析，将故障位置信息主动上送至主站。
49.所述台区线路状态感知模块包括安装在配电台区低压侧线路中的第二低压漏电保护单元(3台，采用rs485或载波通信)、第二低压分路监测单元(3台，采用rs485或载波通信)、第二环境监测传感单元、第二变压器低压侧ct(3只，采用交采通信)和连接用电侧表箱的表箱监测单元(3台，采用rs485或载波通信)。
50.所述环境监测传感单元包括温度传感器和湿度传感器。
51.其中，所述物联网智能感知装置还包括三相负荷平衡治理模块，所述三相负荷平衡治理模块通信连接所述智能物联管理终端装置，监测所述配电台区装置及台区以下分支节点设备的三相负荷，对台区的三相不平衡运行工况进行告警，控制台区电流的三相平衡。
52.所述三相负荷平衡治理模块包括安装在台区侧线路中及台区以下各分支节点处的低压漏电保护单元(3台，采用rs485或载波通信)、低压分路监测单元(3台，采用rs485或载波通信)和换相开关(5套，采用小无线或rs485通信)。
53.其中，所述物联网智能感知装置还包括台区户-相-变拓扑关系识别模块，所述台区户-相-变拓扑关系识别模块通信连接所述智能物联管理终端装置，采集台区总表三相电压和户表电压数据，进行拟合分析，得到每一个单相户表电压数据与台区三相总表电压数据的相关模型，进一步得到台区所有户表所在相序，从而实现户-相-变拓扑关系识别。
54.所述台区户-相-变拓扑关系识别模块包括安装在台区侧线路中的台区总表(1台，采用rs485或载波通信)、三相表(5台，采用载波或小无线通信)和安装在用电侧线路中的单
相表(15台，采用载波或小无线通信)。
55.其中，所述物联网智能感知装置还包括台区阻抗测量分析模块，所述台区阻抗测量分析模块通信连接所述智能物联管理终端装置，计算、分析台区低压各个单相表的不同时刻电压数据，识别供电回路线路老化、断线、窃电状态，通过事件报警或运行指标上传到主站。
56.所述台区阻抗测量分析模块包括安装在台区侧线路中的台区总表(1台，采用rs485通信)和安装在用电侧线路中的单相表(15台，采用载波或小无线通信)。
57.其中，用户电能表主要包括rs485表和载波表，rs485表通过组网接入采集器后以宽带载波方式接入配变侧的集中器。
58.其中，所述物联网智能感知装置还包括台区分布式电源采集控制模块，所述台区分布式电源采集控制模块通信连接所述智能物联管理终端装置，采集分布式电源逆变器设备的运行状态，将数据分类存储，上传到主站，配合配网主站系统进行整个低压台区的运行监视管理。
59.所述台区分布式电源采集控制模块包括安装在低压侧线路中的光伏逆变器(1台，采用rs485通信)、储能逆变器(1台，采用rs485通信)和交换机。
60.其中，所述物联网智能感知装置还包括台区无功补偿控制模块，所述台区无功补偿控制模块通信连接所述智能物联管理终端装置，监测jp柜中电容器的工作状态，采集智能电容器信息，监并采用modbus规约利用rs-485通讯方式实现同智能电容器通信；测台区无功缺额状况，对智能电容器的自动投切进行逻辑判断断，节能进行统计，促进台区的智能化运维管理。
61.所述台区无功补偿控制模块包括安装在低压侧线路中的智能电容器器(一套，含三相式共补电容器两个，三相式分补电容器，采用rs485通信)。
62.其中，所述物联网智能感知装置还包括台区停复电监测模块，所述台区停复电监测模块通信连接所述智能物联管理终端装置，判断用户停电事件及配变停电事件，数据实时上报，依据各级分支监测单元和用户表的停复电告警信息、配变停电事件，结合台区拓扑关系，生成遥信事件上送到主站。
63.所述台区停复电监测模块包括低压侧线路中的变压器低压侧ct(1组3只，采用交采通信)、用电侧分支表箱线路中的单相表、分别安装在低压侧总表箱线路中和用电侧分支表箱线路中的智能监测单元。
64.其中，所述智能监测单元以宽带载波方式接入配变侧台区智能配变终端。
65.其中，所述物联网智能感知装置还包括线损监测模块，所述线损监测模块通信连接所述智能物联管理终端装置，采集接入台区下电源侧、分支线路侧和末端用户侧各监测点的用电数据，统计配电台区装置内各节点的单位时间线损量和线损率，生成线损异常告警事件、快速定位线损异常点或窃电点。
66.所述线损监测模块包括安装在台区侧线路中的低压漏电保护器(3台，采用rs485或载波通信)、安装在用电侧线路中的低压分路监测单元(3台，采用rs485或载波通信)和表箱监测单元(3台，采用rs485或载波通信)。
67.其中，所述物联网智能感知装置还包括低压柔直供电监测模块，所述低压柔直供电监测模块通信连接所述智能物联管理终端装置，通过在台区低压柔直供电回路安装基于“国网芯”的物联网型b型(含平滑直流分量)漏电保护开关及漏电监测终端，监测交直流漏电信息、异常状态及时跳闸，并以lora无线通信方式汇集到边缘物联代理/智能配变台区终端及物联网云平台。
68.所述低压柔直供电监测模块包括安装在用电侧线路中的低压漏电保护器(8台，采用rs485通信)、b型漏保监测终端(2台，采用lora通信)和安装在台区侧线路中的信息汇集网关(2个，采用rs485或载波通信)。
69.本发明实施例旨在保护一种配电台区电力物联网管理系统，具备如下效果：
70.本发明提供了一种配电台区电力物联网管理系统，通过智能物联终端边缘计算技术，实现低压台区拓扑自动识别、户-相-变拓扑在线校核、阻抗测量状态评估、停电事件感知、低压故障预判及精准定位、分布式电源控制、用户用能引导等高级应用功能，提高主动抢修、故障抢修工作效率，确保配电系统安全、稳定和可靠运行，提供主动式供电服务，改善客户用电体验。
71.本发明实施例所提供的配电台区电力物联网管理系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
72.具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述配电台区电力物联网管理方法，从而能够确保配电系统安全、稳定和可靠运行。
73.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
74.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。