本发明公开了一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统及方法，涉及海洋观测技术领域，包括调控中心、数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及供配电调整模块，通过将若干个数据采集点进行相关联，且关联的数据采集单元之间能够进行数据共享，同时相邻的数据采集点所获取到的海底观测数据进行周期性互相备份，从而能够使得当某个数据采集点的供电出现异常时，通过供配电调整模块调整与出现异常的数据采集点的关联的数据采集点对其进行供电，使得即使某个数据采集点出现供电异常时，依旧能够保证数据采集点正常获取海底观测数据，且能够及时发送预警信息至调控中心，使得调控中心能够进行快速反应。
1.一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统，包括调控中心，其特征在于，所述调控中心电性连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及供配电调整模块；
所述数据采集模块由若干个数据采集单元组成，分布在海底观测网的数据采集点上，获取海底观测网的分布以及数据采集点的位置，建立海底观测网模型，具体过程包括：根据海底观测网的观测范围，设置海底观测区域，并将海底观测区域按照比例建立观测区域模型；根据海底观测网在海底观测区域内的分布，在观测区域模型内搭建海底观测网模型；将数据采集点根据实际位置，映射在海底观测网模型上并将每个数据采集点与对应的数据采集单元进行绑定；
通过数据采集单元获取海底观测网的电力参数，具体过程包括：
将相近的至少两个数据采集单元进行关联，实时获取每个数据采集点的输入电压值和输入电流值；
所述数据处理模块用于对数据采集单元所获取到的数据进行处理；
所述数据分析模块用于根据数据处理模块获得的数据对观测点的供电情况进行分析；
所述供配电调整模块用于在接收到电缆短路预警信息后，对数据采集点的电力运行进行调整，具体过程包括：当接收到电缆短路预警信息后，立即将数据采集点的该电缆的电流进行切断，同时与该数据采集点关联的数据采集点进行电力连接；通过关联的数据采集点为该数据采集点进行供电，从而使得该数据采集点继续获取海底观测数据，并将海底观测数据发送至关联的数据采集点内进行备份；当电缆恢复正常后，由调控中心恢复数据采集点与电缆的电力连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统，其特征在于，数据处理模块的处理过程包括：根据数据采集点获取到的输入电压值和输入电流值分别生成随时间变化的输入电压曲线和输入电流曲线；在输入电压曲线和输入电流曲线内设置诊断区间，所述诊断区间由第一诊断轴和第二诊断轴组成；第一诊断轴、第二诊断轴分别与输入电压曲线和输入电流曲线产生交点，并将交点分别进行标记；从而获得初始电压交点、即时电压交点、初始电流交点以及即时电流交点，然后获取初始电压交点和即时电压交点对应的输入电压值以及初始电流交点和即时电流交点对应的输入电流值。
3.根据权利要求2所述的一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统，其特征在于，数据分析模块的分析过程包括：获得输入电压波动值和获得输入电流波动值；设置电压波动阈值区间和电流波动阈值区间，并将电压波动值和电流波动值分别代入电压波动阈值区间和电流波动阈值区间内，从而对数据采集点的输入电压值和输入电流值情况进行分析，并输出分析结果，分析结果包括数据采集点供压不足、数据采集点输入电压爬升、数据采集点电流衰弱以及数据采集点输入电流爬升。
4.根据权利要求3所述的一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统，其特征在于，电压波动值和电流波动值存在正负值之分，即当电压波动值和电流波动值小于0时，则表示电压波动值和电流波动值为负值；当电压波动值和电流波动值大于0时，则表示电压波动值和电流波动值为正值。
5.根据权利要求3所述的一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统，其特征在于，所述电压波动阈值区间包括电压波动上限阈值和电压波动下限阈值，所述电流波动阈值区间包括电流波动上限阈值和电流波动下限阈值。
6.根据权利要求1‑5任一项所述的一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统的供配电方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：根据实际情况建立海底观测网模型，并设置数据采集点；
步骤二：在数据采集点上设置数据采集单元，获取数据采集点的电力数据；
步骤三：根据获取到的电力数据分析数据采集点的供配电是否正常；
步骤四：针对供配电异常的数据采集点，调整数据采集点的供配电方式。
一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统及方法
技术领域
[0001] 本发明属于海洋观测技术领域，具体是一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统及方法。
背景技术
[0002] 海底观测网采用直流系统。海岸基站为整个系统供电，提供数千伏的高压直流电，经光电复合通信海缆传输至海底主基站，海底主基站内的高压直流变换器将高压直流电转换为数百伏的中压直流电。海底主基站与仪器平台相连，仪器平台中设计有观测仪器适配器，将中压直流电变换为48V以内不同规格的低压直流电，供电给科学仪器。
[0003] 而网型拓扑海底观测网由于其分布范围广，从而导致观测点较为分散，因此也使得观测点在出现供电异常时，无法及时发现，进而使得观测点无法正常工作，也无法完成观测数据的正常获取，为此，现提供一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统及方法。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统及方法。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统，包括调控中心，所述调控中心电性连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及供配电调整模块；
[0006] 所述数据采集模块由若干个数据采集单元组成，分布在海底观测网的数据采集点上，获取海底观测网的分布以及数据采集点的位置，建立海底观测网模型，通过数据采集单元获取海底观测网的电力参数；
[0007] 所述数据处理模块用于对数据采集单元所获取到的数据进行处理；
[0008] 所述数据分析模块用于根据数据处理模块获得的数据对观测点的供电情况进行分析；
[0009] 所述供配电调整模块用于在接收到电缆短路预警信息后，对数据采集点的电力运行进行调整。
[0010] 进一步的，所述海底观测网模型的建立过程包括：根据海底观测网的观测范围，设置海底观测区域，并将海底观测区域按照比例建立观测区域模型；根据海底观测网在海底观测区域内的分布，在观测区域模型内搭建海底观测网模型；将数据采集点根据实际位置，映射在海底观测网模型上并将每个数据采集点与对应的数据采集单元进行绑定。
[0011] 进一步的，所述数据采集单元获取海底观测网的电力参数的过程包括：将相近的至少两个数据采集单元进行关联，实时获取每个数据采集点的输入电压值和输入电流值。
[0012] 进一步的，数据处理模块的处理过程包括：根据数据采集点获取到的输入电压值和输入电流值分别生成随时间变化的输入电压曲线和输入电流曲线；在输入电压曲线和输入电流曲线内设置诊断区间，所述诊断区间由第一诊断轴和第二诊断轴组成；第一诊断轴、第二诊断轴分别与输入电压曲线和输入电流曲线产生交点，并将交点分别进行标记；从而获得初始电压交点、即时电压交点、初始电流交点以及即时电流交点，然后获取初始电压交点和即时电压交点对应的输入电压值以及初始电流交点和即时电流交点对应的输入电流值。
[0013] 进一步的，数据分析模块的分析过程包括：获得输入电压波动值和获得输入电流波动值；设置电压波动阈值区间和电流波动阈值区间，并将电压波动值和电流波动值分别代入电压波动阈值区间和电流波动阈值区间内，从而对数据采集点的输入电压值和输入电流值情况进行分析，并输出分析结果，分析结果包括数据采集点供压不足、数据采集点输入电压爬升、数据采集点电流衰弱以及数据采集点输入电流爬升。
[0014] 进一步的，电压波动值和电流波动值存在正负值之分，即当电压波动值和电流波动值小于0时，则表示电压波动值和电流波动值为负值；当电压波动值和电流波动值大于0时，则表示电压波动值和电流波动值为正值。
[0015] 进一步的，所述电压波动阈值区间包括电压波动上限阈值和电压波动下限阈值，所述电流波动阈值区间包括电流波动上限阈值和电流波动下限阈值。
[0016] 进一步的，供配电调整模块对数据采集点的电力进行调整过程包括：当接收到电缆短路预警信息后，立即将数据采集点的该电缆的电流进行切断，同时与该数据采集点关联的数据采集点进行电力连接；通过关联的数据采集点为该数据采集点进行供电，从而使得该数据采集点继续获取海底观测数据，并将海底观测数据发送至关联的数据采集点内进行备份；当电缆恢复正常后，由调控中心恢复数据采集点与电缆的电力连接。
[0017] 一种用于网型拓扑海底观测网的供配电方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0018] 步骤一：根据实际情况建立海底观测网模型，并设置数据采集点；
[0019] 步骤二：在数据采集点上设置数据采集单元，获取数据采集点的电力数据；
[0020] 步骤三：根据获取到的电力数据分析数据采集点的供配电是否正常；
[0021] 步骤四：针对供配电异常的数据采集点，调整数据采集点的供配电方式。
[0022] 本发明的有益效果：通过将若干个数据采集点进行相关联，且关联的数据采集单元之间能够进行数据共享，同时相邻的数据采集点所获取到的海底观测数据进行周期性互相备份，从而能够使得当某个数据采集点的供电出现异常时，能够通过供配电调整模块调整与出现异常的数据采集点的关联的数据采集点对其进行供电，从而使得即使某个数据采集点出现供电异常时，依旧能够保证数据采集点正常获取海底观测数据，且能够及时发送预警信息至调控中心，使得调控中心能够进行快速反应，避免出现对数据采集点异常的后知后觉。
附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024] 图1为一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统的原理框图。
具体实施方式
[0025] 如图1所示，一种用于网型拓扑海底观测网的供配电系统，包括调控中心，所述调控中心电性连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及供配电调整模块；
[0026] 所述数据采集模块由若干个数据采集单元组成，分布在海底观测网的数据采集点上，获取海底观测网的分布以及数据采集点的位置，建立海底观测网模型，通过数据采集单元获取海底观测网的电力参数；
[0027] 所述海底观测网模型的建立过程具体包括以下步骤：
[0028] 步骤M1：根据海底观测网的观测范围，设置海底观测区域，并将海底观测区域按照比例建立观测区域模型；
[0029] 步骤M2：根据海底观测网在海底观测区域内的分布，在观测区域模型内搭建海底观测网模型；
[0030] 步骤M3：将数据采集点根据实际位置，映射在海底观测网模型上并将每个数据采集点与对应的数据采集单元进行绑定。
[0031] 需要进一步说明的是，海底观测网模型中的每个数据采集点即为观测点，每个观测点之间通过电缆连接，并将电缆映射在海底观测网模型内，同时将电流在电缆内的流向在海底观测网模型中进行周期性高亮显示。
[0032] 所述数据采集单元获取海底观测网的电力参数的过程具体包括以下步骤：
[0033] 步骤C1：将数据采集单元安装在海底观测网的数据采集点上，并对每个数据采集单元进行标记；
[0034] 步骤C2：将相近的至少两个数据采集单元进行关联，在具体实施过程中，关联的数据采集单元之间能够进行数据共享，同时相邻的数据采集点所获取到的海底观测数据进行周期性互相备份；
[0035] 步骤C3：实时获取每个数据采集点的输入电压值和输入电流值，并将输入电压值和输入电流值发送至数据处理模块。
[0036] 所述数据处理模块用于对数据采集单元所获取到的数据进行处理，具体处理过程包括以下步骤：
[0037] 步骤L1：根据数据采集点获取到的输入电压值和输入电流值分别生成随时间变化的输入电压曲线和输入电流曲线；
[0038] 步骤L2：在输入电压曲线和输入电流曲线内设置诊断区间，所述诊断区间由第一诊断轴和第二诊断轴组成，且第二诊断轴的所在位置为当前时刻，第一诊断轴与第二诊断轴之间的距离始终保持不变，且第一诊断轴所对应的时刻早于当前时刻；
[0039] 步骤L3：第一诊断轴、第二诊断轴分别与输入电压曲线和输入电流曲线产生交点，并将交点分别进行标记；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，第一诊断轴、第二诊断轴与输入电压曲线的交点分别为初始电压交点和即时电压交点；第一诊断轴、第二诊断轴与输入电流曲线的交点分别为初始电流交点和即时电流交点；
[0040] 步骤L4：获取初始电压交点和即时电压交点对应的输入电压值以及初始电流交点和即时电流交点对应的输入电流值，并发送至数据分析模块。
[0041] 所述数据分析模块用于根据数据处理模块获得的数据对观测点的供电情况进行分析，具体分析过程包括以下步骤：
[0042] 步骤F1：根据输入电压曲线和输入电流曲线分别对数据采集点的输入电压值和输入电流值进行分析；
[0043] 步骤F2：通过初始电压交点和即时电压交点所对应的输入电压值之间的差值，获得输入电压波动值；通过初始电流交点和即时电流交点所对应的输入电流值之间的差值，获得输入电流波动值；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，电压波动值和电流波动值存在正负值之分，即当电压波动值和电流波动值小于0时，则表示电压波动值和电流波动值为负值；当电压波动值和电流波动值大于0时，则表示电压波动值和电流波动值为正值；
[0044] 步骤F3：设置电压波动阈值区间和电流波动阈值区间，所述电压波动阈值区间包括电压波动上限阈值和电压波动下限阈值，所述电流波动阈值区间包括电流波动上限阈值和电流波动下限阈值；将电压波动值代入电压波动阈值区间内，将电流波动值代入电流波动阈值区间内；
[0045] 步骤F4：当电压波动值处于电压波动阈值区间范围内，则表示数据采集点供压正常；当电压波动值小于电压波动下限阈值时，则判定数据采集点供压不足；当电压波动值大于电压波动下限阈值时，则判定数据采集点输入电压爬升；当电流波动值处于电流波动阈值区间范围内，则表示数据采集点电流正常；当电流波动值小于电流波动下限阈值时，则判定数据采集点电流衰弱；当电流波动值大于电流波动下限阈值时，则判定数据采集点输入电流爬升；
[0046] 步骤F5：当数据采集点供压不足时，则将该数据采集点进行标记，同时向调控中心发送供压不足的预警信息；当数据采集电压爬升时，则判定供电电源或供电电源的变压器出现故障；当数据采集点电流衰弱时，则获取与该数据采集点关联的数据采集点的电流是否存在电流衰弱，若相关联的数据采集点电流正常，则判定为接入数据采集点的电缆可能存在电流泄露，并将电缆在海底观测网模型内对应的位置进行高亮标记；当数据采集点电流爬升时，则判定接入数据采集点的电缆可能存在短路，同时生成电缆短路预警信息，并发送至调控中心；然后将电缆短路预警信息发送至供配电调整模块。
[0047] 所述供配电调整模块用于在接收到电缆短路预警信息后，通数据采集点的运行进行调整，具体过程包括以下步骤：
[0048] 步骤G1：当接收到电缆短路预警信息后，立即将数据采集点的该电缆的电流进行切断，同时与该数据采集点关联的数据采集点进行电力连接；
[0049] 步骤G2：通过关联的数据采集点为该数据采集点进行供电，从而使得该数据采集点继续获取海底观测数据，并将海底观测数据发送至关联的数据采集点内进行备份；
[0050] 步骤G3：调控中心通过远程操作，从而能够获取关联数据采集点内的备份数据；当电缆恢复正常后，由调控中心恢复数据采集点与电缆的电力连接。
[0051] 在具体实施过程中，本发明还公开了一种用于网型拓扑海底观测网的供配电方法，具体包括以下步骤：
[0052] 步骤一：根据实际情况建立海底观测网模型，并设置数据采集点；
[0053] 步骤二：在数据采集点上设置数据采集单元，获取数据采集点的电力数据；
[0054] 步骤三：根据获取到的电力数据分析数据采集点的供配电是否正常；
[0055] 步骤四：针对供配电异常的数据采集点，调整数据采集点的供配电方式。
[0056] 在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。
[0057] 最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。
