[发明专利]一种基于LTE通讯技术的变电站蓄电池组在线监测装置

说明书

本发明提供一种基于LTE通讯技术的变电站蓄电池组在线监测装置，涉及智能型蓄电池组在线监测技术领域。该装置包括开关电源、MCU核心模块、UART串行总线、数据采集模块、LTE网络通讯模块和人机交互模块，作为变电站蓄电池组及蓄电池单体的数据采集、处理、计算、告警、传输的核心装置，使用高精度传感器采集蓄电池组及蓄电池单体的运行数据，经过MCU核心模块对数据分析处理后，通过LTE网络模块将数据发送到远端监控中心主机系统。本发明采用LTE通讯技术实现远程数据传输，实现远程监测功能，稳定性极高，精确可靠，性能优异，操作灵活简便。

技术领域

本发明涉及智能型蓄电池组在线监测技术领域，尤其涉及一种基于LTE通讯技术的变电站蓄电池组在线监测装置。

背景技术

发电厂、变电站中直流电源系统的作用主要为保护、控制等设备提供工作电源。为确保直流系统的供电可靠性，均采用蓄电池组作为后备电源。当前变电站蓄电池组状态监测通常采用RS485总线实现电池组在线监测单元与SCADA系统的通信连接，在变电站蓄电池组加装监测单元后，需要重点考虑如何部署通讯线缆，通讯布线占据了工程的大部分工作量。此种通过有线网络进行数据采集及远程传输的方式，监测单元通过有线方式(串行总线)连接远端主机进行通讯，在部署及使用上存在明显弊端。对现有变电站蓄电池组进行改造过程中出现的布线繁琐、影响美观、耗时耗力等问题，在一些偏远的变电站(尚未接入自动化系统)，无法实现监测单元数据向远端主机传输，导致不能实现变电站蓄电池组的远程实时监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于LTE通讯技术的变电站蓄电池组在线监测装置，在变电站完成蓄电池组数据实时采集后，采用LTE通讯技术实现远程数据传输，实现远程监测功能，稳定性极高，精确可靠，性能优异，操作灵活简便。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于LTE通讯技术的变电站蓄电池组在线监测装置，包括开关电源、MCU核心模块、UART串行总线、数据采集模块、LTE网络通讯模块和人机交互模块；

开关电源为整个装置提供电源；

MCU核心模块，作为整个装置的控制运算中心，用于完成整个监测装置的设备控制、任务调度、协议转换、数据通讯和数据管理，包括MCU处理器和存储器；存储器用于存储内嵌的程序指令和数据采集模块发送来的实时状态数据；MCU处理器执行内嵌的程序指令，用于将数据采集模块发送来的实时状态数据进行分析、处理，对蓄电池组端电压、蓄电池组电动势、单体电池端电压、核容放电数据、气温、电池表面温度、单体电池内阻进行判断，如果这些数据值超出预设范围，则通过装置发出警报音，并在人机交互模块上显示报警信息；在数据分析、处理完成后，MCU处理器控制人机交互模块显示监测过程中的相关信息，同时，MCU处理器控制存储器对采集到的电压、电动势、单体端电压、温度、内阻数据，按时间顺序进行归档保存；MCU处理器板卡上设置有AD采集接口、串行通讯接口、液晶数据接口，分别通过UART串行总线与数据采集模块、LTE网络通讯模块、人机交互模块连接，进行装置内部的串行通信；

数据采集模块，用于在MCU处理器的控制下接收从部署在蓄电池组上的精密传感器采集到的蓄电池组及单体电池的实时状态数据，并进行模数转换，将转换后的实时数据通过UART串行总线传输给MCU核心模块；所述蓄电池组及单体电池的实时数据包括蓄电池组端电压、蓄电池组电动势、单体电池端电压、核容放电数据、气温、电池表面温度、单体电池内阻；

LTE网络通讯模块，一方面用于在MCU处理器的控制下通过LTE网络完成与远端监控中心主机的双向数据通讯，即用于将采集到的变电站蓄电池组及单体电池的状态数据实时传送给远端监控中心主机的同时，并通过Modbus通讯协议接收远端监控中心主机的特定数据查询指令；另一方面用于通过UART串行总线实现与MCU处理器进行装置内部的双向数据传输；