本發(fā)明涉及智能配電，具體涉及一種智能型的高速公路配電箱。

背景技術(shù)：

1、隨著高速公路路網(wǎng)的不斷延伸，與之配套的配電設(shè)施也存在著數(shù)量多、分布廣的特點，且大部分的配電設(shè)施距離城市也很遠(yuǎn)，現(xiàn)有的配電運維，仍然采用傳統(tǒng)的管理方式，人員巡視、手工記錄運行數(shù)據(jù)，長期統(tǒng)計及分析，無法進(jìn)行深化管理。人工巡檢存在諸多弊端，包括：人工巡檢無法巡視到位，大部分只能查看外部，無法查看設(shè)備潛移默化的變化；巡檢周期長，無法做到24小時巡檢；對巡檢不到位等情況無法監(jiān)管；工作強度大，效率低，成本高。同時，缺乏專業(yè)的電力運維人員，如果一旦發(fā)生故障將導(dǎo)致供電中斷，并且在短時間內(nèi)無法恢復(fù)正常，造成無法預(yù)料的財產(chǎn)損失甚至安全事件發(fā)生，后果不堪設(shè)想。同時，又隨著科技的迅猛發(fā)展，高速公路的監(jiān)控技術(shù)與方式有了長足進(jìn)步，體現(xiàn)在先進(jìn)技術(shù)的沿用和監(jiān)控方式漸趨多樣化。這也給高速公路配電設(shè)施提出了更高的要求，在傳統(tǒng)的供電要求基礎(chǔ)上，需要對更多的模塊進(jìn)行供電與運維檢測。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提供一種智能型的高速公路配電箱，通過感知技術(shù)，從多維融合角度，對高速公路配電系統(tǒng)的設(shè)備、進(jìn)行數(shù)字化監(jiān)管，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定、安全的“監(jiān)、管、維、?！币惑w化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，提高運維效率，減少運維成本。

2、一種智能型的高速公路配電箱，包括：依次連接的檢測控制模塊、數(shù)據(jù)整合模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺，其中：

3、所述檢測控制模塊包括遠(yuǎn)程斷路器、回路控制器、三相參數(shù)采集模塊和環(huán)境監(jiān)控模塊；檢測控制模塊通過檢測裝置實時監(jiān)測和分析所供電線路的電流、電壓和功率情況，同時通過開關(guān)量采集器、溫濕度傳感器、門禁傳感器、gps位置傳感器對配電箱內(nèi)綜合運行情況進(jìn)行檢測；

4、所述數(shù)據(jù)整合模塊包括數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；數(shù)據(jù)整合模塊通過與檢測控制模塊的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)交互，使用mysql、redis、mongodb數(shù)據(jù)庫，將獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并通過對數(shù)據(jù)分析獲得綜合運維情況；

5、所述數(shù)據(jù)分析模塊包括能耗分析模塊、負(fù)載平衡模塊、故障診斷模塊、歷史數(shù)據(jù)對比模塊和評估決策模塊；數(shù)據(jù)分析模塊通過對傳感器實時采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對目前所管理的配電系統(tǒng)的能耗及負(fù)載進(jìn)行分析，并對發(fā)生的故障進(jìn)行智能診斷，同時根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行能耗及負(fù)載的預(yù)測；

6、所述數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺包括數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、運維巡檢模塊、異常報警模塊和綜合管理模塊；數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺通過對數(shù)據(jù)的分析，對整體配電系統(tǒng)的運行情況進(jìn)行綜合判斷，同時對所管理的各路段所有高速公路配電箱進(jìn)行統(tǒng)一的整體巡檢管理，定時檢查配電箱的配電、環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)各項基本功能運行情況，并通過巡檢計劃對整體配電系統(tǒng)運行進(jìn)行分析，為管理人員的運維決策提供數(shù)據(jù)支撐。

7、進(jìn)一步地，所述遠(yuǎn)程斷路器通過電操對斷路器進(jìn)行控制，實現(xiàn)對設(shè)備的下電、上電操作，具備過流保護(hù)功能；回路控制器提供24v的直流電壓用于各個模塊的供電，在輸出端通過繼電器控制回路的通斷，同時檢測回路電流，實現(xiàn)故障報警、超載檢測功能；三相參數(shù)采集模塊用于測量回路的電力參數(shù)，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電度參數(shù)；環(huán)境監(jiān)控模塊包括開關(guān)量采集器、溫濕度傳感器、門禁傳感器采集設(shè)備，采集配電箱內(nèi)溫濕度、柜門開關(guān)狀態(tài)、gps位置信息的相關(guān)狀態(tài)，然后通過以太網(wǎng)傳輸回監(jiān)控中心。

8、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊負(fù)責(zé)對檢測模塊的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)交互，對上接收數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺設(shè)備操作指令，將設(shè)備執(zhí)行命令根據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)化為設(shè)備操作指令報文，接受指令報文反饋，完成雙向交互，對下支持檢測模塊的數(shù)據(jù)采集；所述數(shù)據(jù)存儲模塊中mysql進(jìn)行設(shè)備信息、參數(shù)信息、用戶信息數(shù)據(jù)的存儲，redis用于實時采集數(shù)據(jù)的存儲，mongodb用于對多集群傳感器設(shè)備采集的數(shù)據(jù)存儲。

9、進(jìn)一步地，所述能耗分析模塊通過分析配電箱中的傳感器數(shù)據(jù)，了解不同設(shè)備和電路的能耗情況，幫助企業(yè)進(jìn)行能耗管理和節(jié)能減排；所述負(fù)載平衡模塊通過監(jiān)測配電箱中不同傳感器的數(shù)據(jù)，及時識別并采取措施防止過載并動調(diào)節(jié)負(fù)載分配，從而進(jìn)行負(fù)載均衡優(yōu)化，提高電力利用效率；所述故障診斷模塊支持對配電箱自身及前端設(shè)備進(jìn)行故障診斷，通過監(jiān)測配電箱中的傳感器數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)電路故障或設(shè)備異常，快速定位故障原因，采取針對性措施以便及時采取修復(fù)措施；所述歷史數(shù)據(jù)對比模塊通過對配電箱中傳感器數(shù)據(jù)的歷史記錄進(jìn)行對比分析，了解負(fù)載的變化趨勢和規(guī)律，評估配電箱及連接設(shè)備的運行效率和可靠性，以便進(jìn)行未來的電力規(guī)劃和優(yōu)化調(diào)整。所述評估決策模塊對配電箱及其連接設(shè)備的運行狀況進(jìn)行綜合評估，評估結(jié)果不僅包括設(shè)備的性能指標(biāo)、能耗水平、故障風(fēng)險量化數(shù)據(jù)，還包括針對性的優(yōu)化建議和改進(jìn)方案，幫助用戶全面了解設(shè)備的運行狀況，為設(shè)備的升級改造、節(jié)能降耗、故障預(yù)防方面提供科學(xué)決策依據(jù)。

10、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊通過檢測裝置上傳的實時數(shù)據(jù)對運行狀況進(jìn)行統(tǒng)計分析，包括曲線圖及柱狀圖方式，并導(dǎo)出excel報表針對歷史用電量進(jìn)行統(tǒng)計，并進(jìn)一步提出節(jié)能建議。

11、進(jìn)一步地，所述運維巡檢模塊根據(jù)配電箱gps位置信息，在運維平臺gis地圖上正確顯示配電柜的位置信息，并通過顏色對配電箱及其配套設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行顯示，同時對所管理的各路段所有高速公路配電箱進(jìn)行統(tǒng)一的整體巡檢管理，定時檢查配電箱的配電、環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)各項基本功能運行情況，并通過巡檢計劃對整體配電系統(tǒng)運行進(jìn)行分析，為管理人員的運維決策提供數(shù)據(jù)支撐。

12、進(jìn)一步地，所述異常報警模塊通過接收檢測裝置上報的故障碼，生成報警后及時將告警信息通過短信、郵件、app方式發(fā)送給維護(hù)人員及時處理。

13、進(jìn)一步地，所述綜合管理模塊支持對外場綜合配電箱的集中管理，包含對配電柜的增加、刪除、修改、配置功能，同時在觸發(fā)報警提示后在運維平臺gis地圖上實時標(biāo)注故障設(shè)備并根據(jù)既定規(guī)則觸發(fā)工單，將故障信息和具體位置信息派單給具體運維人員，在故障排除后，系統(tǒng)自動關(guān)閉工單。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

15、（1）本發(fā)明提高高速公路運維監(jiān)管能力:?現(xiàn)有技術(shù)中缺少統(tǒng)一的通過信息化方式對高速公路配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)管和調(diào)度，無法做到對高速公路各配電設(shè)施運行情況進(jìn)行全周期、多角度的實時監(jiān)控；本發(fā)明通過建設(shè)路燈監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效解決上述問題，提高管理部門對配電設(shè)施資產(chǎn)、運維等的監(jiān)管能力。

16、（2）本發(fā)明增強高速公路運維監(jiān)管準(zhǔn)確性:?傳統(tǒng)配電系統(tǒng)通常使用人工調(diào)節(jié)方式不夠靈活，不能根據(jù)各種運行情況做到靈活使用合適的運行方式，管理方式比較僵硬；本發(fā)明通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)實現(xiàn)對高速公路的數(shù)據(jù)分析和預(yù)測，從而提高了運維監(jiān)管的精度和準(zhǔn)確性，降低機電設(shè)備的運行維護(hù)成本。

技術(shù)特征：

1.一種智能型的高速公路配電箱，其特征在于，包括：依次連接的檢測控制模塊、數(shù)據(jù)整合模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型的高速公路配電箱，其特征在于，所述遠(yuǎn)程斷路器通過電操對斷路器進(jìn)行控制，實現(xiàn)對設(shè)備的下電、上電操作，具備過流保護(hù)功能；回路控制器提供24v的直流電壓用于各個模塊的供電，在輸出端通過繼電器控制回路的通斷，同時檢測回路電流，實現(xiàn)故障報警、超載檢測功能；三相參數(shù)采集模塊用于測量回路的電力參數(shù)，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電度參數(shù)；環(huán)境監(jiān)控模塊包括開關(guān)量采集器、溫濕度傳感器、門禁傳感器采集設(shè)備，采集配電箱內(nèi)溫濕度、柜門開關(guān)狀態(tài)、gps位置信息的相關(guān)狀態(tài)，然后通過以太網(wǎng)傳輸回監(jiān)控中心。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能型的高速公路配電箱，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊負(fù)責(zé)對檢測模塊的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)交互，對上接收數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺設(shè)備操作指令，將設(shè)備執(zhí)行命令根據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)化為設(shè)備操作指令報文，接受指令報文反饋，完成雙向交互，對下支持檢測模塊的數(shù)據(jù)采集；所述數(shù)據(jù)存儲模塊中mysql進(jìn)行設(shè)備信息、參數(shù)信息、用戶信息數(shù)據(jù)的存儲，redis用于實時采集數(shù)據(jù)的存儲，mongodb用于對多集群傳感器設(shè)備采集的數(shù)據(jù)存儲。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能型的高速公路配電箱，其特征在于，所述能耗分析模塊通過分析配電箱中的傳感器數(shù)據(jù)，了解不同設(shè)備和電路的能耗情況，幫助企業(yè)進(jìn)行能耗管理和節(jié)能減排；所述負(fù)載平衡模塊通過監(jiān)測配電箱中不同傳感器的數(shù)據(jù)，及時識別并采取措施防止過載并動調(diào)節(jié)負(fù)載分配，從而進(jìn)行負(fù)載均衡優(yōu)化，提高電力利用效率；所述故障診斷模塊支持對配電箱自身及前端設(shè)備進(jìn)行故障診斷，通過監(jiān)測配電箱中的傳感器數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)電路故障或設(shè)備異常，快速定位故障原因，采取針對性措施以便及時采取修復(fù)措施；所述歷史數(shù)據(jù)對比模塊通過對配電箱中傳感器數(shù)據(jù)的歷史記錄進(jìn)行對比分析，了解負(fù)載的變化趨勢和規(guī)律，評估配電箱及連接設(shè)備的運行效率和可靠性，以便進(jìn)行未來的電力規(guī)劃和優(yōu)化調(diào)整。所述評估決策模塊對配電箱及其連接設(shè)備的運行狀況進(jìn)行綜合評估，評估結(jié)果不僅包括設(shè)備的性能指標(biāo)、能耗水平、故障風(fēng)險量化數(shù)據(jù)，還包括針對性的優(yōu)化建議和改進(jìn)方案，幫助用戶全面了解設(shè)備的運行狀況，為設(shè)備的升級改造、節(jié)能降耗、故障預(yù)防方面提供科學(xué)決策依據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能型的高速公路配電箱，其特征在于，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊通過檢測裝置上傳的實時數(shù)據(jù)對運行狀況進(jìn)行統(tǒng)計分析，包括曲線圖及柱狀圖方式，并導(dǎo)出excel報表針對歷史用電量進(jìn)行統(tǒng)計，并進(jìn)一步提出節(jié)能建議。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能型的高速公路配電箱，其特征在于，所述運維巡檢模塊根據(jù)配電箱gps位置信息，在運維平臺gis地圖上正確顯示配電柜的位置信息，并通過顏色對配電箱及其配套設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行顯示，同時對所管理的各路段所有高速公路配電箱進(jìn)行統(tǒng)一的整體巡檢管理，定時檢查配電箱的配電、環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)各項基本功能運行情況，并通過巡檢計劃對整體配電系統(tǒng)運行進(jìn)行分析，為管理人員的運維決策提供數(shù)據(jù)支撐。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能型的高速公路配電箱，其特征在于，所述異常報警模塊通過接收檢測裝置上報的故障碼，生成報警后及時將告警信息通過短信、郵件、app方式發(fā)送給維護(hù)人員及時處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能型的高速公路配電箱，其特征在于，所述綜合管理模塊支持對外場綜合配電箱的集中管理，包含對配電柜的增加、刪除、修改、配置功能，同時在觸發(fā)報警提示后在運維平臺gis地圖上實時標(biāo)注故障設(shè)備并根據(jù)既定規(guī)則觸發(fā)工單，將故障信息和具體位置信息派單給具體運維人員，在故障排除后，系統(tǒng)自動關(guān)閉工單。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種智能型的高速公路配電箱，其中：檢測控制模塊包括遠(yuǎn)程斷路器、回路控制器、三相參數(shù)采集模塊和環(huán)境監(jiān)控模塊；數(shù)據(jù)整合模塊包括數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；數(shù)據(jù)分析模塊包括能耗分析模塊、負(fù)載平衡模塊、故障診斷模塊、歷史數(shù)據(jù)對比模塊和評估決策模塊；數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺包括數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、運維巡檢模塊、異常報警模塊和綜合管理模塊；數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺通過對數(shù)據(jù)的分析，對整體配電系統(tǒng)的運行情況進(jìn)行綜合判斷，同時對所管理的各路段所有高速公路配電箱進(jìn)行統(tǒng)一的整體巡檢管理，通過巡檢計劃對整體配電系統(tǒng)運行進(jìn)行分析，為管理人員的運維決策提供數(shù)據(jù)支撐。

技術(shù)研發(fā)人員：任逸飛,周曉旭,段英杰,周麗軍,段承君,謝昊良,岳鵬程,孫貝,白玉瓊,張越,張博森,秦宇健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山西省智慧交通研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30