实现远程抄表与监控的直流供电系统及方法

摘要

本发明公开了一种实现远程抄表和监控的直流供电系统及方法，其中，实现远程抄表和监控的直流供电系统包括用于对直流负载供电的直流电源系统、与直流电源系统通信连接的数据传输单元以及与数据传输单元通信连接的监控中心。本发明克服现有直流供电系统发电计量和监控维护困难，进而使得直流负载的供电和维护成本高昂缺点，提供一种实现远程抄表和监控的直流供电系统及方法。

权利要求

1.一种实现远程抄表和监控的直流供电系统，其特征在于，包括：直流电源系统，包括发电部件、直流电源和蓄电池，所述发电部件产生的电能通过直流电源存储至蓄电池中，所述直流电源具有直流电能表；

监控中心，包括服务器、数据库和远程抄表与监控模块；

数据传输单元，与所述直流电能表和所述监控中心均通信连接；

所述远程抄表与监控模块通过所述数据传输单元向所述直流电能表发送抄表指令，所述远程抄表与监控模块还接收所述直流电能表根据其收到的抄表指令通过所述数据传输单元发送的数据并将数据存储于数据库中，所述远程抄表与监控模块在发送设定次数的抄表指令后在设定时间内未收到所述直流电能表发来的数据时生成抄表失败的警告信息。

2.根据权利要求1所述的实现远程抄表和监控的直流供电系统，其特征在于，所述数据传输单元与所述直流电能表之间通过RS485串行接口连接。

3.根据权利要求2所述的实现远程抄表和监控的直流供电系统，其特征在于，所述数据传输单元与所述监控中心之间为无线通信连接。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的实现远程抄表和监控的直流供电系统，其特征在于，所述实现远程抄表和监控的直流供电系统还包括与所述监控中心通过网络连接的浏览器。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的实现远程抄表和监控的直流供电系统，其特征在于，所述发电部件为风力发电机和/或太阳能板。

6.一种实现远程抄表和监控的方法，利用权利要求1-5中任一项所述的实现远程抄表和监控的直流供电系统进行远程抄表和监控，其特征在于，包括以下步骤：监控中心的远程抄表与监控模块通过数据传输单元向直流电源系统的直流电能表发送抄表指令，并等待数据返回；

如果监控中心在设定的时间内接收到返回数据，则将接收到的抄表数据写到数据库表存储起来；

如果监控中心在设定的时间内，没有接收到返回数据，则重新发送抄表指令，直到接收到返回数据为止；

如果发送抄表指令的次数达到了设定的最大值，在设定的时间内仍然没有接收到返回数据，则生成抄表失败的警告信息。

7.根据权利要求6所述的实现远程抄表和监控的方法，其特征在于，监控中心将抄表失败的警告信息发送至浏览器。

8.根据权利要求6所述的实现远程抄表和监控的方法，其特征在于，监控中心在收到返回数据后判断该抄表数据是不是收到的本直流电源的第一条数据；

如果不是，则将累计发电量、抄表时间、日期写到发电量日报数据表进行保存，发电量日报数据表的类型字段设置为第一字符，抄表次数字段设置为当天实际抄表次数；

如果是，则将累计发电量、抄表时间、日期写到发电量日报数据表进行保存，发电量日报数据表的类型字段设置为第二字符，且第二字符与第一字符不同，抄表次数字段设置为空。

9.根据权利要求8所述的实现远程抄表和监控的方法，其特征在于，监控中心检查收到的抄表数据中是否有电压报警和/或功率报警；

如果有，则将电压报警和/或功率报警写数据库表进行保存，并生成报警信息；

如果没有，则正常结束本次抄表。

10.根据权利要求9所述的实现远程抄表和监控的方法，其特征在于，监控中心将生成的报警信息发送至浏览器。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的实现远程抄表和监控的方法，其特征在于，还包括以下步骤：监控中心根据月份查询发电量日报；

获取该月份直流电源的首次抄表与末次抄表的累计发电量和抄表时间，以该月份末次抄表的累计发电量减去该月份首次抄表累计发电量来计算出月份发电量，写到发电量月报数据表；

生成发电量月报并向浏览器输出。

12.根据权利要求11所述的实现远程抄表和监控的方法，其特征在于，还包括以下步骤：监控中心确定电价和计费发电量并计算出电费；

将发电量、计费发电量、电价和电费写到发电量计费月报数据表；

生成发电量计费月报并向浏览器输出。

说明书

实现远程抄表与监控的直流供电系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及供电系统。具体为一种实现远程抄表与监控的直流供电系统及方法。

背景技术

[0002] 近年来，新能源的应用越来越广泛，尤其是风力发电和太阳能发电。首先，新能源在公共照明领域获得了广泛的应用，主要有风光互补路灯、太阳能路灯等新能源系统，这些应用大都是独立的直流系统。随后新能源在传统市电难以供电的场合应用需求日益增多，比如偏远山区的家庭、通信基站、防火设施、气象站等等。特别地，通信基站的通信设备普遍使用直流电，更适于应用风力发电或者太阳能发电来供电，因而采用这种新能源供电方式的通信基站日益增多。公用移动通信基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。但是，通信基站、气象站和大面积森林防火的供电系统分布地域广，地况复杂，交通不便，这给发电计量和监控维护造成极大困难，进而也使得此类供电系统的供电和维护成本高昂。

发明内容

[0003] 本发明解决的技术问题在于克服现有的分布地域广且分散的直流供电系统发电计量和监控维护困难，进而使得此类供电系统的供电和维护成本高昂缺点，提供一种实现远程抄表和监控的直流供电系统。

[0004] 本发明的实现远程抄表和监控的直流供电系统，包括：

[0005] 直流电源系统，包括发电部件、直流电源和蓄电池，所述发电部件产生的电能通过直流电源存储至蓄电池中，所述直流电源具有直流电能表；

[0006] 监控中心，包括服务器、数据库和远程抄表与监控模块；

[0007] 数据传输单元，与所述直流电能表和所述监控中心均通信连接；

[0008] 所述远程抄表与监控模块通过所述数据传输单元向所述直流电能表发送抄表指令，所述远程抄表与监控模块还接收所述直流电能表根据其收到的抄表指令通过所述数据传输单元发送的数据并将数据存储于数据库中，所述远程抄表与监控模块在发送设定次数的抄表指令后在设定时间内未收到所述直流电能表发来的数据时生成抄表失败的警告信息。

[0009] 作为优选，所述数据传输单元与所述直流电能表之间通过RS485串行接口连接。

[0010] 作为优选，所述数据传输单元与所述监控中心之间为无线通信连接。

[0011] 作为优选，所述实现远程抄表和监控的直流供电系统还包括与所述监控中心通过网络连接的浏览器。

[0012] 作为优选，所述发电部件为风力发电机和/或太阳能板。

[0013] 本发明还提供一种实现远程抄表和监控的方法，利用如上所述的实现远程抄表和监控的直流供电系统进行远程抄表和监控，包括以下步骤：

[0014] 监控中心的远程抄表与监控模块通过数据传输单元向直流电源系统的直流电能表发送抄表指令，并等待数据返回；

[0015] 如果监控中心在设定的时间内接收到返回数据，则将接收到的抄表数据写到数据库表存储起来；

[0016] 如果监控中心在设定的时间内，没有接收到返回数据，则重新发送抄表指令，直到接收到返回数据为止；

[0017] 如果发送抄表指令的次数达到了设定的最大值，在设定的时间内仍然没有接收到返回数据，则生成抄表失败的警告信息。

[0018] 作为优选，监控中心将抄表失败的警告信息发送至浏览器。

[0019] 作为优选，监控中心在收到返回数据后判断该抄表数据是不是收到的本直流电源的第一条数据；

[0020] 如果不是，则将累计发电量、抄表时间、日期写到发电量日报数据表进行保存，发电量日报数据表的类型字段设置为第一字符，抄表次数字段设置为当天实际抄表次数；

[0021] 如果是，则将累计发电量、抄表时间、日期写到发电量日报数据表进行保存，发电量日报数据表的类型字段设置为第二字符，且第二字符与第一字符不同，抄表次数字段设置为空。

[0022] 作为优选，监控中心检查收到的抄表数据中是否有电压报警和/或功率报警；

[0023] 如果有，则将电压报警和/或功率报警写数据库表进行保存，并生成报警信息；

[0024] 如果没有，则正常结束本次抄表。

[0025] 作为优选，监控中心将生成的报警信息发送至浏览器。

[0026] 作为优选，还包括以下步骤：

[0027] 监控中心根据月份查询发电量日报；

[0028] 获取该月份直流电源的首次抄表与末次抄表的累计发电量和抄表时间，以该月份末次抄表的累计发电量减去该月份首次抄表累计发电量来计算出月份发电量，写到发电量月报数据表；

[0029] 生成发电量月报并向浏览器输出。

[0030] 作为优选，还包括以下步骤：

[0031] 监控中心确定电价和计费发电量并计算出电费；

[0032] 将发电量、计费发电量、电价和电费写到发电量计费月报数据表；

[0033] 生成发电量计费月报并向浏览器输出。

[0034] 本发明的实现远程抄表和监控的直流供电系统及方法与现有技术相比，具有以下有益效果：

[0035] 1、本发明的实现远程抄表和监控的直流供电系统包括用于对直流负载供电的直流电源系统、与直流电源系统通信连接的数据传输单元以及与数据传输单元通信连接的监控中心。通过本发明的实现远程抄表和监控的直流供电系统及方法可方便快捷地对分散设置的大量通信基站或者其他设施的直流电源进行发电计量和监控维护，节约了大量人力和物力。

[0036] 2、实现远程抄表和监控的直流供电系统还包括与所述监控中心通过网络连接的浏览器。用户可以通过计算机、手机的浏览器来使用本系统，还可以由监控中心通过短信、电话、邮件等多种方式自动通知用户及时进行处理。

附图说明

[0037] 图1为本发明的实现远程抄表和监控的直流供电系统的一个实施例的结构示意图。

[0038] 图2为本发明的实现远程抄表和监控的方法的流程图。

[0039] 图3为本发明的实现远程抄表和监控的方法的发电量月报、发电量计费月报的流程图。

具体实施方式

[0040] 图1为本发明的实现远程抄表和监控的直流供电系统的一个实施例的结构示意图。如图1所示，本发明的一种实现远程抄表和监控的直流供电系统，包括用于对直流负载供电的直流电源系统、与直流电源系统通信连接的数据传输单元（即图1中的DTU）以及与数据传输单元通信连接的监控中心。现以通信基站的直流供电系统为例，对本发明的技术方案说明如下。

[0041] 其中直流电源系统包括发电部件、直流电源和蓄电池，所述发电部件产生的电能通过直流电源存储至蓄电池中，所述直流电源具有直流电能表，在本实施例中直流电源即为通信基站的通信电源。所述发电部件为风力发电机和/或太阳能板，在本实施例中发电部件为风力发电机和太阳能板，即采用风光互补发电方式。风力发电机将自然界的风能转换为电能，经由直流电源储存至蓄电池中。太阳能板将自然界的光能转换为电能，经由直流电源储存至蓄电池中。所述直流电能表为直流电源系统提供发电计量和监控功能，发电计量功能包括累计发电量、工作电压、工作电流等，监控功能包括电压报警、功率报警等。所述蓄电池为-48V直流电，为通信基站的通信设备等直流负载供电。

[0042] 数据传输单元与所述直流电能表和监控中心均通信连接。在本实施例中，数据传输单元与所述直流电能表的数量相同并与所述直流电能表一一对应地通信连接，即每个数据传输单元单独和监控中心进行通信，当然，在其他实施例中，也有可能是一个数据传输单元与多个直流电能表连接。当通信基站规模很大时，可能会出现多个直流电源系统同时供电的情形。在本实施例中，数据传输单元可采用GPRS DTU、CDMA DTU和3G DTU中的任一种，所述数据传输单元与所述直流电能表之间通过RS485串行接口连接，支持MODBUS通信协议。当然所述数据传输单元与所述直流电能表之间也可通过其他接口连接。

[0043] 监控中心包括服务器、数据库和远程抄表与监控模块，所述远程抄表与监控模块通过所述数据传输单元向所述直流电能表发送抄表指令，所述远程抄表与监控模块还接收所述直流电能表根据其收到的抄表指令通过所述数据传输单元发送的数据并将数据存储于数据库中，所述远程抄表与监控模块在发送设定次数的抄表指令后在设定时间内未收到所述直流电能表发来的数据时生成抄表失败的警告信息。在本实施例中，所述数据传输单元与所述监控中心之间为无线通信连接，二者之间可通过互联网连接，当然亦可通过其他方式连接。监控中心担负着远程抄表与监控功能，以及对远程抄表数据的分析、统计等功能，如，根据收到的数据生成发电量日报表、发电量月报表和发电量计费月报，以多种方式给用户提供远程抄表与监控、分析统计功能等的实现。

[0044] 通过本发明的实现远程抄表和监控的直流供电系统，可方便快捷地对分散设置的大量直流电源进行发电计量和监控维护，节约了大量人力和物力。

[0045] 作为优选，所述实现远程抄表和监控的直流供电系统还包括与所述监控中心通过网络连接的浏览器。用户可以通过计算机、手机的浏览器来使用本系统，还可以由监控中心通过短信、电话、邮件等多种方式自动通知用户及时进行处理。

[0046] 本发明还提供一种实现远程抄表和监控的方法，利用如上所述的实现远程抄表和监控的直流供电系统进行远程抄表和监控，如图2所示，包括以下步骤：

[0047] 监控中心的远程抄表与监控模块通过数据传输单元向直流电源系统的直流电能表发送抄表指令，并等待数据返回；

[0048] 如果监控中心在设定的时间内接收到返回数据，则将接收到的抄表数据写到数据库表存储起来；

[0049] 如果监控中心在设定的时间内，没有接收到返回数据，则重新发送抄表指令，直到接收到返回数据为止；

[0050] 如果发送抄表指令的次数达到了设定的最大值，在设定的时间内仍然没有接收到返回数据，则生成抄表失败的警告信息。设定的最大值在本实施例中为3次，还可在一定范围内变化，比如1至5次。

[0051] 通过以上方法，工作人员可在监控中心方便快捷地实现对通信基站或者其他设施的直流电源的远程抄表和监控操作。远程抄表与监控程序，每天运行的次数不少于1次，可以是多次。每天第一次运行的时间尽可能接近一天的开始时间00：00分。

[0052] 作为优选，监控中心将抄表失败的警告信息发送至浏览器，即告知用户，这样即使用户不在监控中心前，亦可及时获知抄表失败的信息。

[0053] 作为优选，上述方法还包括以下步骤：

[0054] 监控中心在收到返回数据后判断该抄表数据是不是收到的本直流电源的第一条数据；

[0055] 如果不是，则将累计发电量、抄表时间、日期写到发电量日报数据表进行保存，发电量日报数据表的类型字段设置为第一字符，抄表次数字段设置为当天实际抄表次数；

[0056] 如果是，则将累计发电量、抄表时间、日期写到发电量日报数据表进行保存，发电量日报数据表的类型字段设置为第二字符，且第二字符与第一字符不同，抄表次数字段设置为空。

[0057] 例如，发电量日报的类型字段可以是0和1两个值，0为第一字符，表示是第一次抄表，1为第二字符，表示不是第一次抄表。当然，在其他实施例中，也有可能用其他两个值来表示，比如用“是”表示是第一次抄表，用“不是”表示不是第一次抄表。再比如用“Y”表示是第一次抄表，用“N”表示不是第一次抄表。再比如还可以约定用不相同的任意两个字符来表示都行。

[0058] 通过上述优选的方案，用户可获得每天的发电量日报，可直观精确地了解直流电源的发电情况。

[0059] 作为优选的方案，监控中心检查收到的抄表数据中是否有电压报警和/或功率报警；

[0060] 如果有，则将电压报警和/或功率报警写数据库表进行保存，并生成报警信息；

[0061] 如果没有，则正常结束本次抄表。

[0062] 通过上述优选方案，用户可获得直流电源系统的异常情况，从而可及时采取处理措施。

[0063] 作为优选，监控中心将生成的报警信息发送至浏览器，以便及时通知用户直流电源系统的异常情况。

[0064] 作为优选的方案，如图3所示，以上方法还包括以下步骤：

[0065] 监控中心根据月份查询发电量日报；

[0066] 获取该月份直流电源的首次抄表与末次抄表的累计发电量和抄表时间，以该月份末次抄表的累计发电量减去该月份首次抄表累计发电量来计算出月份发电量，写到发电量月报数据表；

[0067] 生成发电量月报并向浏览器输出。

[0068] 以上方案使用户直观便捷地了解直流电源系统在任一个月的发电量。

[0069] 作为优选的方案，如图3所示，以上方法还包括以下步骤：

[0070] 监控中心确定电价和计费发电量并计算出电费；

[0071] 将发电量、计费发电量、电价和电费写到发电量计费月报数据表；

[0072] 生成发电量计费月报并向浏览器输出。

[0073] 以上方案使用户直观便捷地了解直流电源系统在任一个月的发电计费情况便于电费结算。

[0074] 例子1：正常情况下远程抄表

[0075] 监控中心在一段时间内接收到直流电源系统A的远程抄表见下表。

[0076]

[0077] 那么，直流电源系统A的发电量日报可以得到，见下表。

[0078]

[0079]

[0080] 那么，直流电源系统A的发电量月报可以得到，见下表。

[0081]

[0082] 那么，直流电源系统A的发电量计费月报也可以得到，见下表。

[0083]序号 月发电量 计费月发电量 电价 电费
1 207.40 107.40 1.20 128.88
2 合计 128.88

[0084] 例子2：出现抄表失败的远程抄表

[0085] 监控中心3在一段时间内接收到直流电源系统B的远程抄表见下表。其中2日、3日连续两天抄表失败。

[0086]

[0087] 那么，直流电源系统B的发电量日报可以得到，见下表。

[0088]

[0089] 那么，直流电源系统B的发电量月报可以得到，见下表。

[0090]

[0091] 那么，直流电源系统B的发电量计费月报也可以得到，见下表。

[0092]序号 月发电量 计费月发电量 电价 电费
1 214.30 114.30 1.20 137.16
2 合计 137.16

[0093] 以上是发电量报表和发电量计费月报的处理，而2月2日、2月3日的抄表失败处理如下：

[0094] 2月2日抄表失败：首先生成抄表失败警告，并发送浏览器。抄表失败警告的格式为：警告类型+直流电源系统名+接收时间。比如，抄表失败警告为【抄表失败：青石墩，2013年1月1日03：21】，表示，警告类型为“抄表失败”，直流电源系统名为“青石墩”，接收时间为2013年1月1日03：21。

[0095] 2月3日抄表失败：类似，不再重复。

[0096] 例子3：出现电压报警功率报警的远程抄表

[0097] 监控中心3在一段时间内接收到直流电源系统C的远程抄表。其中13日出现电压报警和/或功率报警多次。

[0098] 当检查到有电压报警和/或功率报警时，首先将报警数据写数据库表进行存储，然后生成报警，并发送浏览器。电压报警和/或功率报警的格式为：报警类型+报警值+直流电源系统名+接收时间。比如，电压报警为【电压低报警：50.14V，青石墩，2013年2月13日03：21】，表示，报警类型为“电压低报警”，报警值为“50.14V”，直流电源系统名为“青石墩”，接收时间为2013年2月13日03：21。

[0099] 报警类型有三种：电压低报警、电压高报警、功率低报警。

[0100] 例子4：多直流电源的远程抄表

[0101] 监控中心3在一段时间内接收到直流电源系统A、B、C的远程抄表，见例子1、2、3。那么可以将这三个直流电源系统合并形成发电量月报和发电量计费月报，具体如下。

[0102] 下表是直流电源系统A、B、C的发电量月报。

[0103]

[0104] 下表是直流电源系统A、B、C的发电量计费月报。

[0105]

[0106] 以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出的各种修改或等同替换也落在本发明的保护范围内。