一种基于安全的智慧充电站管理系统及其安全预警和控制方法技术方案

本发明专利技术涉及的一种基于安全的智慧充电站管理系统及其安全预警和控制方法，它包括采集单元、边缘计算网关、数据处理平台和应用平台，所述采集单元连接边缘计算网关，通过边缘计算网关连接数据处理平台，所述数据处理平台连接应用平台；所述边缘计算网关用于将采集数据进行规约转换、数据转换，整理汇总后通过RJ45通讯接口实时上传数据处理平台；所述数据处理平台用于接收数据并进行解析、计算和分析，将结果存储到数据库中。本发明专利技术确保整个系统稳定可靠运行，以安全管理为支撑，提高安全管理效率和安全管理质量。和安全管理质量。和安全管理质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于安全的智慧充电站管理系统及其安全预警和控制方法


[0001]本专利技术涉及充电站监控
，尤其涉及一种基于安全的智慧充电站管理系统及其安全预警和控制方法。

技术介绍

[0002]新能源汽车消费市场保持高速增长态势，电动自行车使用人群庞大，与之相关的充电需求逐步增大。随着充电设施的逐渐普及，安全问题越来越突出，电动车安全事故大都发生在充电过程，需要更加专业的服务场所为充电过程提供安全、专业的充电服务，降低充电事故以及事故影响，确保充电过程安全。因此，智能化、专业化充电站将是未来充电基础设施发展的一个重要方向。充电站的自身安全是专业充电站大面积推广应用的基础。
[0003]目前我国有不少城市和地区已经开始电动汽车充电站建设，但还没有形成一套成熟的布局规划体系，也没有从顶层设计上考虑兼容电动自行车充电设施建设。常规的充电桩管理系统主要实现对充电桩的集中管理，仅对充电桩进行监控，提供充电、计费服务和保护功能，未充分考虑供配电、消防、环境、其他负载等安全问题，无法全方位保障人员安全，同时未对人员行为进行监管，充电站是一个高压电源密集，充电接口众多，车桩交互频繁，人员往来复杂的综合性场所，也是潜在事故及危险因素较多的高危场所。因此，规范化和规模化建设全方位安全保障的充电站迫在眉睫。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种基于安全的智慧充电站管理系统及其安全预警和控制方法，对充电站内的变压器室、配电室、蓄电池室、电容器室、控制室、监控室、水泵房、疏散通道、充电区域等场景进行监视，实现站内设备监视、计量、保护、控制和管理，为安全可靠的用电服务提供保障。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：一种基于安全的智慧充电站管理系统，它包括采集单元、边缘计算网关、数据处理平台和应用平台，所述采集单元连接边缘计算网关，通过边缘计算网关连接数据处理平台，所述数据处理平台连接应用平台；所述采集单元包括供配电安全单元、用电安全单元、消防安全单元、环境安全单元和人身安全单元，所述采集单元用于采集电力系统运行数据、用电安全隐患数据、消防设施工作数据、环境数据和视频监控数据，并对异常情况进行治理、保护、控制和预警；所述供配电安全单元由多功能电能表、中线安防保护器、无功补偿装置、电力有源滤波器、微机测控装置和无线测温装置组成；所述用电安全单元由汽车充电桩、电瓶车充电桩、智慧空开和限流式保护器组成；所述消防安全单元由电气火灾主机、故障电弧探测器、消防设备电源监控主机、防火门监控主机、应急照明和疏散指示主机和火灾自动报警主机组成；所述环境安全单元由环境监测传感器和数据采集传输仪组成；所述人身安全单元由网络摄像头组成；采
集的数据通过RS485通讯接口传输至边缘计算网关；所述边缘计算网关用于将采集数据进行规约转换、数据转换，整理汇总后通过RJ45通讯接口实时上传数据处理平台；所述数据处理平台包括数据预处理模块、数据计算模块和数据存储模块，所述数据预处理模块连接数据计算模块，所述数据计算模块连接数据存储模块，所述数据存储模块连接应用平台；所述数据处理平台用于接收数据并进行解析、计算和分析，将结果存储到数据库中；所述应用平台包括供配电安全系统、用电安全系统、消防安全系统、环境安全系统、人身安全系统、系统安全和安全管理；所述应用平台用于对电力系统运行、用电安全隐患、充电过程、消防设施工作状态、环境、盗窃、火灾、非法闯入、电瓶车进电梯等人员行为进行实时监控，当异常发生时及时提醒相关人员，对异常处理进度和关键设备的日常运维进行跟踪，保障整个充电站安全运行；所述应用平台在运行时，当自诊断出故障时能自动发出告警信号，并在短时间内进行主备切换，保障系统稳定可靠运行。
[0006]进一步地，所述边缘计算网关的输出端通过RJ45与所述数据预处理模块的输入端相连接，所述数据预处理模块用于接收边缘计算网关传输过来的电力系统运行数据、用电安全隐患数据、消防设施工作数据、环境数据和视频监控数据，并按照私有的电力运维协议进行解析，解析完后对数据进行清洗，剔除功率能耗突变、缺相、相序错误等异常数据，对断点续传数据进行历史数据补录。
[0007]进一步地，所述数据预处理模块的输出端与所述数据计算模块的输入端相连接，所述数据计算模块用于对数据预处理模块处理完后的数据进行逻辑判断和计算，根据蓄电池采集值判断蓄电池是否正常工作；根据风机工况采集值判断风机是否正常运行；根据火灾自动报警主机信号判断是否与消防应急照明和疏散指示联动；根据温度和气体浓度采集值判断是否与电力系统、排风系统、充电桩、应急照明联动；根据摄像头识别结果判断是否触发图片抓拍、录像、镜头推进显示、与电梯联动；根据服务器剩余存储容量是否触发容量报警；计算设备操作次数、事故和故障次数及持续时间、设备运行时间、安全运行天数。
[0008]进一步地，所述数据计算模块的输出端与所述数据存储模块的输入端相连接，所述数据存储模块用于将采集值、报警记录、数据计算结果存储到数据库中；数据库包括实时数据库和历史数据库，实时数据库存储采集的实时数据，其数值应根据运行工况的实时变化而不断更新，记录设备的当前状态；历史数据库保存采集的实时数据、状态数据、故障/报警记录、事件顺序记录、统计计算数据等。
[0009]进一步地，所述供配电安全系统用于监控配电回路和变压器，保障电力系统的安全性、可靠性和稳定性；监测中性线中过大的电流，避免引发安全事故；监测电网中的电能质量，避免配电设备无法正常工作导致发生电气安全事故；监测蓄电池运行情况，保证电池安全运行，确保系统不间断工作和关键设备连续供电。
[0010]进一步地，所述用电安全系统用于监控充电过程，保障充电安全；监控用电回路电气火灾隐患，对电气火灾进行预警；所述消防安全系统用于监测消防设备电源、应急灯具、消防用水的工作状态，对工作组件进行实时报警并就地显示报警信息，避免火灾发生时消防设备无法正常工作的情况；监测防火门的开闭状态，确保防火门常闭、不上锁状态及消防生命通道畅通。
[0011]进一步地，所述环境安全系统用于监测室内外环境，环境异常时报警，确保充电站
相关电气设备在正常工作环境下安全运行，无安全事故发生；监测风机运行状态，当风机故障时发出报警信号，确保风机正常运行，便于气体排放；所述人身安全系统用于对充电站内的违规操作、非法闯入、人为破坏等危险因素进行实时监测，及时发现潜在危险因素；监控电瓶车进电梯行为，避免发生电瓶车起火给人员带来生命危险。
[0012]进一步地，所述系统安全用于监控服务器运行情况，并生成运行日志，便于系统维护人员进行问题排查及历史追溯；当剩余存储容量低于总容量的20%时发出告警信息，保证数据存储的完整性和系统运行的可靠性；系统运行时进行自诊断，当一台服务器出现故障时，另外一台设备能够迅速切换。
[0013]进一步地，所述安全管理用于实时监测采集数据，重点监测数据趋势、遥测最大/最小值、设备运行工况，便于技术人员掌握电力系统及关键设备的实时情况；以事件顺序记录充电机、蓄电池等关键设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于安全的智慧充电站管理系统，其特征在于：它包括采集单元（1）、边缘计算网关（2）、数据处理平台（3）和应用平台（4），所述采集单元（1）连接边缘计算网关（2），通过边缘计算网关（2）连接数据处理平台（3），所述数据处理平台（3）连接应用平台（4）；所述采集单元（1）包括供配电安全单元（11）、用电安全单元（12）、消防安全单元13、环境安全单元（14）和人身安全单元（15），所述采集单元（1）用于采集电力系统运行数据、用电安全隐患数据、消防设施工作数据、环境数据和视频监控数据，并对异常情况进行治理、保护、控制和预警；所述供配电安全单元（11）由多功能电能表、中线安防保护器、无功补偿装置、电力有源滤波器、微机测控装置和无线测温装置组成；所述用电安全单元（12）由汽车充电桩、电瓶车充电桩、智慧空开和限流式保护器组成；所述消防安全单元（13）由电气火灾主机、故障电弧探测器、消防设备电源监控主机、防火门监控主机、应急照明和疏散指示主机和火灾自动报警主机组成；所述环境安全单元14由环境监测传感器和数据采集传输仪组成；所述人身安全单元（15）由网络摄像头组成；采集的数据通过RS485通讯接口传输至边缘计算网关（2）；所述边缘计算网关（2）用于将采集数据进行规约转换、数据转换，整理汇总后通过RJ45通讯接口实时上传数据处理平台（3）；所述数据处理平台（3）包括数据预处理模块31、数据计算模块（32）和数据存储模块（33），所述数据预处理模块（31）连接数据计算模块（32），所述数据计算模块（32）连接数据存储模块（33），所述数据存储模块（33）连接应用平台（4）；所述数据处理平台（3）用于接收数据并进行解析、计算和分析，将结果存储到数据库中；所述应用平台（4）包括供配电安全系统（41）、用电安全系统（42）、消防安全系统（43）、环境安全系统（44）、人身安全系统（45）、系统安全（46）和安全管理（47）；所述应用平台（4）用于对电力系统运行、用电安全隐患、充电过程、消防设施工作状态、环境、盗窃、火灾、非法闯入、电瓶车进电梯等人员行为进行实时监控，当异常发生时及时提醒相关人员，对异常处理进度和关键设备的日常运维进行跟踪，保障整个充电站安全运行；所述应用平台（4）在运行时，当自诊断出故障时能自动发出告警信号，并在短时间内进行主备切换，保障系统稳定可靠运行。2.根据权利要求1所述的一种基于安全的智慧充电站管理系统，其特征在于：所述边缘计算网关（2）的输出端通过RJ45与所述数据预处理模块（31）的输入端相连接，所述数据预处理模块（31）用于接收边缘计算网关（2）传输过来的电力系统运行数据、用电安全隐患数据、消防设施工作数据、环境数据和视频监控数据，并按照私有的电力运维协议进行解析，解析完后对数据进行清洗，剔除功率能耗突变、缺相、相序错误等异常数据，对断点续传数据进行历史数据补录。3.根据权利要求1所述的一种基于安全的智慧充电站管理系统，其特征在于：所述数据预处理模块（31）的输出端与所述数据计算模块（32）的输入端相连接，所述数据计算模块（32）用于对数据预处理模块（31）处理完后的数据进行逻辑判断和计算，根据蓄电池采集值判断蓄电池是否正常工作；根据风机工况采集值判断风机是否正常运行；根据火灾自动报警主机信号判断是否与消防应急照明和疏散指示联动；根据温度和气体浓度采集值判断是否与电力系统、排风系统、充电桩、应急照明联动；根据摄像头识别结果判断是否触发图片抓拍、录像、镜头推进显示、与电梯联动；根据服务器剩余存储容量是否触发容量报警；计算设备操作次数、事故和故障次数及持续时间、设备运行时间、安全运行天数。
4.根据权利要求1所述的一种基于安全的智慧充电站管理系统，其特征在于：所述数据计算模块（32）的输出端与所述数据存储模块（33）的输入端相连接，所述数据存储模块（33）用于将采集值、报警记录、数据计算结果存储到数据库中；数据库包括实时数据库和历史数据库，实时数据库存储采集的实时数据，其数值应根据运行工况的实时变化而不断更新，记录设备的当前状态；历史数据库保存采集的实时数据、状态数据、故障/报警记录、事件顺序记录、统计计算数据等。5.根据权利要求1所述的一种基于安全的智慧充电站管理系统，其特征在于：所述供配电安全系统（41）用于监控配电回路和变压器，保障电力系统的安全性、可靠性和稳定性；监测中性线中过大的电流，避免引发安全事故；监测电网中的电能质量，避免配电设备无法正常工作导致发生电气安全事故；监测蓄电池运行情况，保证电池安全运行，确保系统不间断工作和关键设备连续供电。6.根据权利要求1所述的一种基于安全的智慧充电站管理系统，其特征在于：所述用电安全系统（42）用于监控充电过程，保障充电安全；监控用电回路电气火灾隐患，对电气火灾进行预警；所述消防安全系统43用于监测消防设备电源、应急灯具、消防用水的工作状态，对工作组件进行实时报警并就地显示报警信息，避免火灾发生时消防设备无法正常工作的情况；监测防火门的开闭状态，确保防火门常闭、不上锁状态及消防生命通道畅通。7.根据权利要求1所述的一种基于安全的智慧充电站管理系统，其特征在于：所述环境安全系统（44）用于监测室内外环境，环境异常时报警，确保充电站相关电气设备在正常工作环境下安全运行，无安全事故发生；监测风机运行状态，当风机故障时发出报警信号，确保风机正常运行，便于气体排放；所述人身安全系统（45...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振，徐宇雷，何艳，孔亦坚，张彪，周晨煜，吴杰，柳恺华，王爱华，冯继桄，包晓鹏，
申请(专利权)人：安科瑞电气股份有限公司江苏安科瑞微电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：