【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自供能式电力设备温度在线监测领域，涉及一种多源自取电的电力设备温度在线监测系统。
技术介绍
1、电力设备是国民经济的基础性设施，开关柜，变压器，互感器，传输线等在运行过程中，由于电流、电压、环境温度等多种因素的作用，设备温度会产生异常，可能会引发局部过热等现象影响设备的正常使用，严重时会发生火灾造成一定安全隐患，所以这些设备的散热和温度检测是非常关键的。监测变电站设备的实时温度状况能够方便而且准确地了解到电力设备，电力传输线等各个设备的运行状态，从而对电力设备的温度异常情况做出迅速报警。传统的温度监测设备通常需要外接电源，对于一些偏远地区的电力设备，由于电源供应问题，难以实现有效的温度监测，用人力去测量这些设备的温度是不现实和不可靠的，因此采用无线传感器能够实时的检测分布在大范围的设备温度信息。然而无线传感器受到外部能量供给的限制，研究一种维护方便、环境兼容性好、稳定可靠的供电技术，成为亟需解决的应用难题。
2、目前，针对变电站设备的监测主要依赖于人力巡检和在线监测系统。然而，这两种方式都有其局限性。人力巡检无法实时监测设备的状态，而在线监测系统则需要依赖大量的线缆和复杂的布线，有线供电方式容易出现线缆老化和雷电干扰等问题，这无疑增加了设备和系统的维护难度和成本，而电池供电方式则存在电池寿命和环保问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种多源自取电的电力设备温度在线监测系统，解决现有技术中存在的技术问题。
2、为达到上述目
3、一种多源自取电的电力设备温度在线监测系统，包括依次连接的采集层、无线汇聚层和监控管理层；
4、所述采集层包括若干个采集点，每个采集节点包括第一无线通信模块、第一mcu微控制器和无线温度传感器，所述第一mcu微控制器控制第一无线通信模块将无线温度传感器采集的电力设备温度信息传输给无线汇聚层；所述每个采集节点还包括第一多源自取能模块，所述第一多源自取能模块分别给第一无线通信模块、第一muc微控制器和无线温度传感器供电；
5、所述无线汇聚层包括第二无线通信模块、第二mcu微控制器、显示模块、第三无线通信模块和报警模块，所述第二mcu微控制器控制第二无线通信模块接收采集层传输的电力设备温度信息，第二mcu微控制器控制显示模块显示各个节点采集到的电力设备温度信息；当接收到的电力设备温度信息高于60℃时，第二mcu微控制器控制报警模块报警；第二mcu微控制模块控制第三通信模块将第二通信模块接收到的电力设备温度信息传输给监控管理层；
6、所述无线汇聚层还包括第二多源自取能模块，所述第二多源自取能模块分别给第二无线通信模、第二mcu微控制器、显示模块、第三无线通信模块和报警模块供电；
7、所述监控管理层包括上机位可视化界面、数据库和云服务器，云服务器接收汇聚层传输的电力设备温度信息，并存储在数据库中，通过上位机可视化界面实时显示各个温度传感器采集的温度信息；
8、第一、第二多源自取能模块包括：多源能量输入模块、能量调节模块、最大功率跟踪mppt模块、能量存储模块和能量适配模块，所述多源能量输入模块将采集的多源电能输入能量调节模块进行信号调理，建立输入量和输出量的物理关系及环境微能源物理输入量及电学输出量的能量采集器件等效电路模型，将基于参数化的模型输入所述最大功率跟踪mppt模块进行最大功率跟踪mppt处理控制，将经过最大功率跟踪mppt处理控制的电能输入所述能量存储模块进行充电储能，能量存储模块连接的能量适配模块，能量适配模块与后端负载连接，对后端负载进行供电。
9、进一步的，所述多源能量输入模块包括：光伏电池、压电悬臂梁、电磁线圈和温差发热片单源环境能量装置，分别与所述能量调节模块连接；
10、所述光伏电池将环境中的光能转化为电能；
11、所述压电悬臂梁将环境中的振动机械能转化为电能；
12、所述电磁线圈将环境中的磁场能转化为电能；
13、所述温差发热片将环境中温差转化为电能。
14、进一步的，所述多源能量输入模块将采集的多源电能输入能量调节模块进行信号调理，具体为：所述能量调节模块将光能转化为的电能，进行稳压和滤波处理；能量调节模块将振动机械能转化为的电能，进行整流和电荷提取处理；能量调节模块将磁场能转化的电能，进行整流滤波、过压保护和降压处理；能量调节模块将温差发热片中的温差转化为的电能，进行整流、滤波和稳压处理。
15、进一步的，所述第一、第二无线通信模块为基于sx1278芯片的lora通信模块，所述第三无线通信模块为wifi通信模块，所述无线温度传感器为ds18b20数字温度测量传感器。
16、进一步的，所述能量适配模块为dc-dc变换器。
17、进一步的，所述能量存储模块为超级电容器。
18、进一步的，所述建立输入量和输出量的物理关系及环境微能源物理输入量及电学输出量的能量采集器件等效电路模型，具体为：将单源环境能量装置与调理电路等效为一个广义的电源模型，而后续的能量提取电路等效为负载阻抗模型，当负载阻抗与电源内阻相等时，负载获得最大功率，即得到单个装置的等效模型。
19、本专利技术的有益效果在于：
20、第一，本专利技术提出一种多源自取电的电力设备温度在线监测系统可有效解决现场的能量受限问题，可实时监控电力设备的温度变化情况，能够降低传感器网络的铺设成本和维护成本，对于确保整个电力系统的安全运行具有重要意义。
21、第二，本专利技术中一种多源自取电的电力设备温度在线监测系统能够解决变电站复杂环境下通信范围小、数据传输可靠性低等问题，有效地保障温度监测过程中的通信质量。
22、第三，本专利技术中的监控管理层接收到数据后，可实时监控电力设备的温度变化情况，以便及时发现异常并采取相应的处理措施，最大限度降低损失并保障用电安全。
23、第四，本专利技术中的环境微源自取电技术能实现无线温度传感器的自供能，从而免除应用现场的电源布线和电池更换工作，可有效解决无线传感器的能量受限及部署维护问题，极大降低传感器网络的铺设成本和维护成本。
24、第五，本专利技术中的能量调节模块对单源环境能量装置收集的能量进行信号调理，能保证采集的能量能实现为温度采集装置的稳定有效供电。
25、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种多源自取电的电力设备温度在线监测系统，其特征在于：包括依次连接的采集层、无线汇聚层和监控管理层；
2.根据权利要求1所述的一种多源自取电的电力设备温度在线监测系统，其特征在于：所述多源能量输入模块包括：光伏电池、压电悬臂梁、电磁线圈和温差发热片单源环境能量装置，分别与所述能量调节模块连接；
3.根据权利要求2所述的一种多源自取电的电力设备温度在线监测系统，其特征在于：所述多源能量输入模块将采集的多源电能输入能量调节模块进行信号调理，具体为：所述能量调节模块将光能转化为的电能，进行稳压和滤波处理；能量调节模块将振动机械能转化为的电能，进行整流和电荷提取处理；能量调节模块将磁场能转化的电能，进行整流滤波、过压保护和降压处理；能量调节模块将温差发热片中的温差转化为的电能，进行整流、滤波和稳压处理。
4.根据权利要求1所述的一种多源自取电的电力设备温度在线监测系统，其特征在于：所述第一、第二无线通信模块为基于SX1278芯片的LoRa通信模块，所述第三无线通信模块为WIFI通信模块，所述无线温度传感器为DS18B20数字温度测量传感器。
...【技术特征摘要】
1.一种多源自取电的电力设备温度在线监测系统，其特征在于：包括依次连接的采集层、无线汇聚层和监控管理层；
2.根据权利要求1所述的一种多源自取电的电力设备温度在线监测系统，其特征在于：所述多源能量输入模块包括：光伏电池、压电悬臂梁、电磁线圈和温差发热片单源环境能量装置，分别与所述能量调节模块连接；
3.根据权利要求2所述的一种多源自取电的电力设备温度在线监测系统，其特征在于：所述多源能量输入模块将采集的多源电能输入能量调节模块进行信号调理，具体为：所述能量调节模块将光能转化为的电能，进行稳压和滤波处理；能量调节模块将振动机械能转化为的电能，进行整流和电荷提取处理；能量调节模块将磁场能转化的电能，进行整流滤波、过压保护和降压处理；能量调节模块将温差发热片中的温差转化为的电能，进行整流、滤波和稳压处理。
4.根据权利要求1所述的一种多源自取电的电力设备温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨家隆，张函星，邓稳，周渠，李谈笑，李志惠，曾文，宋颖，董郑楠，官韵，封茜，郑明福，邓仕玖，赵振华，张亚菲，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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