输电线路状态监测太阳能供电设备的能量管理系统及方法技术方案

本发明专利技术属于电力系统通信技术领域，涉及输电线路状态监测太阳能供电设备的能量管理系统及方法，具体涉及一种输电线路状态监测太阳能供电设备的能量管理系统及方法。系统包括太阳能充放电控制器以及分别与其连接的负载、太阳能面板和蓄电池；太阳能充放电控制器包括依次连接的状态控制电路和北斗系统模块，通过太阳能充放电控制器中的状态控制电路实现太阳能充放电控制器在正常状态、非常状态和休眠状态这三种状态之间的转换；通过北斗系统模块接受北斗系统的统一授时和管控，使其同时切断负载以节省电力，同时投入负载以进行数据采集和数据传输。本发明专利技术使得整个输电线路状态监测系统周期性地工作，达到降低系统平均功耗的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统通信
，涉及，具体涉及一种。
技术介绍
在输电线路状态监测系统包括系统主站，通信网络和监测终端，监测终端可以监测输电线路的各种有用状态信息，通过通信网络传输到系统主站。监测终端和通信设备均位于输电线路杆塔上，一般采用太阳能供电方式为其供电。因为太阳能供电方式的供电能力有限，就要求监测终端和通信网络设备的平均功耗很低，否则太阳能供电系统将十分庞大，成本也大大增加。低功耗的设计是用于输电线路状态监测的监测终端和通信设备必须采用的，但是低功耗设计的效果是有极限的，为了降低监测终端和通信设备的平均功耗，只能从合理规划其工作时间的角度去考虑解决的办法。由于输电线路状态监测业务传输很多时候不是24小时连续工作的，而是每隔一个特定的时间进行一次状态采集和传输，因此通信设备和监测终端都可以采用合理的能量管理机制来进行休眠和周期性的工作。但是通信设备的休眠和周期性的工作比较难以和监测终端进行同步，不同厂家的通信设备和监测终端之间的能量管理机制也不一样。为了更好的解决能量管理的问题，最好的解决办法是将能量管理机制应用于输电线路状态监测系统中的供电设备，通信设备和监测终端都是供电设备负载，从而从系统级的层面考虑能量管理机制，可以取得更好的效果。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种输电线路状态监测太阳能供电设备的能量管理系统，另一目的是提供一种输电线路状态监测太阳能供电设备的能量管理方法，本专利技术从系统级的层面考虑能量管理方法，将能量管理方法应用于输电线路状态监测系统中的供电设备，从而使得整个输电线路状态监测系统周期性地工作，达到降低系统平均功耗的目的。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的:一种输电线路状态监测太阳能供电设备的能量管理系统，其改进之处在于，所述系统包括太阳能充放电控制器以及分别与其连接的负载、太阳能面板和蓄电池；所述太阳能充放电控制器包括依次连接的状态控制电路和北斗系统模块。优选的，所述状态控制电路用于太阳能充放电控制器在正常状态、非常状态和休眠状态之间转换，包括电压检测电路以及与其分别连接的两个切换电路；电压检测电路用于检测蓄电池的电压状态，为电路切换提供数据；所述两个切换电路根据电压检测结果进行自主切换；所述电压检测电路与负载连接，向负载发出控制信号；其中一个切换电路分别与太阳能电池板和负载连接，另一个切换电路分别与蓄电池和负载连接，并且两个切换电路之间进行信息交互；较优选的，所述状态控制电路中包括信息流和电力流；其中电力流通过太阳能面板为蓄电池充电，蓄电池为状态控制电路提供能源以及为负载提供能量；信息流根据电压检测的结果向切换电路提供指令，以实现不同状态之间的切换。优选的，所述北斗系统模块为基于北斗系统的通信终端模块，在太阳能充放电控制器工作在正常状态时发生作用，对输电线路状态监测系统(状态监测系统是一种电力应用系统，规模较大，包括主站、通信网络和传感器，安装在输电线路沿线)中的太阳能供电设备进行授时、统一控制和管理，使其同时切断负载，同时投入负载进行数据采集和数据传输。本专利技术基于另一目的提供的一种输电线路状态监测太阳能供电设备的能量管理方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤:( I)太阳能充放电控制器工作在正常状态，在蓄电池电压低于Vl时太阳能充放电控制器进入到非常状态，转向步骤(2)；(2)太阳能充放电控制器工作在非常状态，在蓄电池电压低于V2时太阳能充放电控制器进入到休眠状态，转向步骤(3)；(3)太阳能充放电控制器进入到休眠状态，将太阳能面板和蓄电池短接，并对蓄电池进行充电，当充电使蓄电池电压升高到V3以上时，转向步骤(4)；(4)太阳能充放电控制器进入到非常状态，蓄电池继续接收太阳能产生的电能进行蓄电，当蓄电池电压升高到V4以上时，转向步骤(5)；(5)太阳能充放电控制器进入到正常状态，通过北斗系统进行指令的传输并立即或定时切断和投运负载。优选的，所述步骤(I)中，当太阳能充放电控制器工作在正常状态时，太阳能充放电控制器自主进行充放电电管理，并且通过北斗系统模块接受北斗系统的授时信号进行对时，利用本地时钟在两次授时之间(一般为24小时)维持实时时钟精度，通过北斗系统进行指令的传输并立即或定时切断和投运负载，由于日照不足原因造成电量不足，蓄电池的电压下降，太阳能充放电控制器在蓄电池电压低于Vl时进入到非常状态，转向步骤(2)。优选的，所述步骤(2)中，当太阳能充放电控制器工作在非常状态时，太阳能充放电控制器自主进行充放电电管理，并且通过北斗系统模块接受北斗系统的授时信号进行对时，利用本地时钟在两次授时之间(一般为24小时)维持实时时钟精度，此时由于电量不足，负载被太阳能充放电控制器中的状态控制电路强行切断，无法通过北斗系统进行指令的传输并立即或定时切断和投运负载，当蓄电池电压进一步降低到V2以下时，太阳能充放电控制器进入到休眠状态，转向步骤(3 )。优选的，所述步骤(3)中，当太阳能充放电控制器进入到休眠状态时，太阳能充放电控制器的状态控制电路工作，北斗系统模块停止工作，把太阳能面板和蓄电池短接并对蓄电池进行充电，当充电使蓄电池电压升高到V3以上时，转向步骤(4)。优选的，所述步骤(4)中，当太阳能充放电控制器进入到非常状态时，太阳能充放电控制器自主进行充放电电管理，通过北斗系统模块接受北斗系统的授时信号进行对时，但由于电量仍然不足，负载处于切断状态，无法通过北斗系统进行指令的传输并立即或定时切断和投运负载，蓄电池继续接收太阳能产生的电能进行蓄电，当蓄电池电压进一步升高到V4以上时，转向步骤(5)。优选的，所述步骤(5)中，当太阳能充放电控制器进入到正常状态时，太阳能充放电控制器正常工作，并自主进行充放电电管理，通过北斗系统模块接受北斗系统的授时信号进行对时，利用本地时钟在两次授时之间(一般为24小时)维持实时时钟精度，通过北斗系统进行指令的传输并立即或定时切断和投运负载。与现有技术比，本专利技术达到的有益效果是:(I)实现了通信网络系统级休眠:通过对输电线路状态监测系统中的太阳能供电设备进行授时和统一的控制和管理，使其同时切断负载以节省电力，同时投入负载以进行数据采集和数据传输，很好地解决了通信网络系统级休眠的问题。(2)提高了系统的稳定性:本专利技术将能量管理机制应用于输电线路状态监测系统中的太阳能供电设备，从而使得整个输电线路状态监测系统周期性地工作，从而降低系统平均功耗，减小系统在供电设备上的投入，延长系统的工作时间，定期对负载进行投切也克服了部分设备因为电磁干扰等原因带来的死机现象，有利于提高整个系统的稳定性。(3)简化了通信设备和网络的设计:将通信系统中复杂的休眠唤醒和能量管理机制转移到太阳能供电设备中，简化了通信设备和网络复杂的设计，也起到了良好的效果。(4)节省整个系统的能耗:北斗系统模块可在太阳能充放电控制器工作在正常状态时发生作用。通过北斗系统，可以对输电线路状态监测系统中的太阳能供电设备进行授时和统一的控制和管理，使其同时切断负载以节省电力，同时投入负载以进行数据采集和数据传输。这样，可以使得整个输电线路状态监测系统中的各个监测终端和通信设备可以通过太阳能供电系统的控制高度地保持一致，周期性地、受控地工作，达到节能降耗的目本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路状态监测太阳能供电设备的能量管理系统，其特征在于，所述系统包括太阳能充放电控制器以及分别与其连接的负载、太阳能面板和蓄电池；?所述太阳能充放电控制器包括依次连接的状态控制电路和北斗系统模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，郭经红，梁云，李炳林，刘世栋，卜宪德，田文锋，姚继明，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：