基于移動互聯(lián)網(wǎng)的低電壓網(wǎng)絡(luò)的廣域測量系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的低電壓網(wǎng)絡(luò)的廣域測量系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]廣域測量系統(tǒng)主要源自電力系統(tǒng)時(shí)間上同步和空間上廣域的要求，利用全球定位系統(tǒng)GPS時(shí)鐘同步進(jìn)行廣域電力系統(tǒng)狀態(tài)測量。根據(jù)電力系統(tǒng)的以上兩個(gè)發(fā)展要求，出現(xiàn)了相量測量單元PMU和廣域測量系統(tǒng)WAMS。基于GPS的PMU裝置的研制不少，但歐美國家的大多數(shù)PMU裝置只是測量電氣相角而非功角；我國研制的部分PMU裝置能夠直接測量發(fā)電機(jī)功角，但是其安裝使用不靈活，且成本較高。
[0003]隨著近幾年互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，智能手機(jī)在各個(gè)地區(qū)的普及以及3G/4G/無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，移動終端及手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)的形式受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，充分地利用碎片化的時(shí)間隨時(shí)、隨地獲取低壓配電網(wǎng)絡(luò)的海量信息數(shù)據(jù)，低電壓配電網(wǎng)絡(luò)需要大量的移動的實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)來反映當(dāng)前低壓電網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)，用于感知系統(tǒng)故障的影響和指導(dǎo)低壓電網(wǎng)運(yùn)行方方面面的工作，是低壓電網(wǎng)動態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測的一種有效的方法。因此，設(shè)計(jì)一種利用手機(jī)實(shí)現(xiàn)低壓電網(wǎng)動態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測的系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的低電壓網(wǎng)絡(luò)的廣域測量系統(tǒng)和方法，它利用智能充電器將監(jiān)測點(diǎn)的電氣參數(shù)進(jìn)行測量，通過智能手機(jī)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫，能夠隨時(shí)隨地獲取相關(guān)信息，且安裝使用方便，成本低，能為各系統(tǒng)提供大數(shù)據(jù)分析所需的原始數(shù)據(jù)。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的低電壓網(wǎng)絡(luò)的廣域測量系統(tǒng)，其特征在于:它包括
[0006]智能充電器，包括220V交流插頭、降壓模塊、整流穩(wěn)壓模塊、USB接口模塊和M⑶微控制單元，所述220V交流插頭的末端連接所述降壓模塊，所述MCU微控制單元和整流穩(wěn)壓模塊分別與降壓模塊的輸出端連接，所述USB接口模塊分別與MCU微控制單兀和整流穩(wěn)壓模塊連接;MCU微控制單元用于測量電氣參數(shù)并形成數(shù)據(jù)包；
[0007]智能手機(jī)，通過USB數(shù)據(jù)線與智能充電器的USB接口模塊連接，接收MCU微控制單元的數(shù)據(jù)包;智能手機(jī)包括GPS模塊，利用GPS信號對內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行精確的校對;一個(gè)智能手機(jī)對應(yīng)一個(gè)智能充電器；
[0008]手機(jī)APP，獲取定位和時(shí)間信息，并將電氣參數(shù)打包發(fā)送到所述服務(wù)器；
[0009]數(shù)據(jù)庫，用于存儲手機(jī)APP發(fā)送的數(shù)據(jù)包，為各系統(tǒng)分析提供數(shù)據(jù)支持；
[0010]服務(wù)器，通過無線通訊與所述智能手機(jī)連接，并將手機(jī)APP發(fā)送的數(shù)據(jù)包發(fā)送到所述數(shù)據(jù)庫。
[0011]進(jìn)一步的，所述MCU微控制單元包括采樣器、數(shù)字濾波器、電氣參數(shù)測量單元和數(shù)據(jù)包生成單元，所述采樣器在所述降壓模塊的輸出端采樣，采樣器的輸出端連接數(shù)字濾波器，數(shù)字濾波器的輸出端連接電氣參數(shù)測量單元，數(shù)據(jù)包生成單元將電氣參數(shù)測量單元的數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)包后發(fā)送給所述USB接口模塊。
[0012]一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的低電壓網(wǎng)絡(luò)的廣域測量方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0013]a、在各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)安裝智能充電器和智能手機(jī)，智能充電器和智能手機(jī)通過USB數(shù)據(jù)線連接；
[0014]b、智能充電器對其監(jiān)測點(diǎn)的電氣參數(shù)進(jìn)行測量，形成數(shù)據(jù)包，并發(fā)送給智能手機(jī)；
[0015]C、智能手機(jī)通過手機(jī)APP將步驟b中形成的數(shù)據(jù)包發(fā)送給服務(wù)器；
[0016]d、服務(wù)器將數(shù)據(jù)包發(fā)送給數(shù)據(jù)庫后為各系統(tǒng)分析提供數(shù)據(jù)支持。
[0017]進(jìn)一步的，在步驟c中，手機(jī)APP執(zhí)行以下步驟:
[0018]Cl、判斷智能手機(jī)是否在充電，若是，則獲取定位和時(shí)間信息;若否，則結(jié)束；
[0019]c2、判斷USB接口模塊是否收到數(shù)據(jù)，若是，則將數(shù)據(jù)打包;若否，則返回步驟Cl;
[0020]c3、將步驟c2中的數(shù)據(jù)包發(fā)送至預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)地址；
[0021]c4、返回到步驟c2。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
[0023]1、利用智能手機(jī)的GPS定位系統(tǒng)可以確定廣域測量系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)的具體來源；還可以利用GPS信號對內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行精確的校對，以保證不同地點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。
[0024]2、可隨時(shí)、隨地獲取信息，形成數(shù)據(jù)庫，對低壓配電網(wǎng)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析。
[0025]3、海量智能手機(jī)提供的大量信息互相冗余，可以提供大數(shù)據(jù)分析所需的原始數(shù)據(jù)，可以進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。
[0026]4、通過本發(fā)明在低壓系統(tǒng)側(cè)獲得各低壓電網(wǎng)電壓幅值等參數(shù)的動態(tài)變化值后，各系統(tǒng)可以對低壓電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。能夠敏感的獲知系統(tǒng)事故的影響。對預(yù)測和防范低電壓網(wǎng)絡(luò)故障及其影響有重要的意義。在低電壓系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)與動態(tài)監(jiān)視、穩(wěn)定預(yù)測與控制、模型驗(yàn)證、繼電保護(hù)、故障定位等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0027]5、整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安裝使用方便。
【附圖說明】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
[0029]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖；
[0030]圖2為本發(fā)明的智能充電器原理圖；
[0031]圖3為本發(fā)明的手機(jī)APP流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及原理做詳細(xì)說明:
[0033]如圖1和圖2所示，基于移動互聯(lián)網(wǎng)的低電壓網(wǎng)絡(luò)的廣域測量系統(tǒng)的硬件包括智能充電器、智能手機(jī)、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器、通信基站和GPS衛(wèi)星。
[0034]基于移動互聯(lián)網(wǎng)的低電壓網(wǎng)絡(luò)的廣域測量系統(tǒng)主要應(yīng)用于低電壓配電網(wǎng)系統(tǒng)。廣域測量系統(tǒng)主要源自電力系統(tǒng)時(shí)間上同步和空間上廣域的要求，利用全球定位系統(tǒng)GPS時(shí)鐘同步進(jìn)行廣域電力系統(tǒng)狀態(tài)的測量。基于移動互聯(lián)網(wǎng)的廣域測量系統(tǒng)利用專門設(shè)計(jì)的手機(jī)充電器測量和分析低壓電網(wǎng)運(yùn)行的電壓幅值、諧波含量等能夠反映電壓異常、諧波污染等問題的電氣參數(shù)。智能手機(jī)充電時(shí)，將數(shù)據(jù)通過USB上傳至手機(jī)APP。同時(shí)，利用全球定位系統(tǒng)GPS統(tǒng)一全網(wǎng)的測量設(shè)備時(shí)鐘，對低壓電網(wǎng)各測點(diǎn)的電壓參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量、上傳。利用手機(jī)APP將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，可在服務(wù)器中作進(jìn)一步的分析和研究。
[0035]如圖2所示，智能充電器包括220V交流插頭、降壓模塊、整流穩(wěn)壓模塊、USB接口模塊和MCU微控制單元，所述220V交流插頭的末端連接所述降壓模塊，所述MCU微控制單元和整流穩(wěn)壓模塊分別與降壓模塊的輸出端連接，所述USB接口模塊分別與MC