[发明专利]一种基于IEC61850的电动车充电站监控系统

摘要

本发明涉及电动汽车充电站的监控系统，具体为一种基于IEC61850的电动车充电站监控系统。一种基于IEC61850的电动车充电站监控系统，包括监控后台、充电桩、配电系统、安防系统、写入有电力标准IEC61850的通信管理机以及短信服务系统，本发明能够智能化给电动车的蓄电池充电，满足现在对电动车充电站的智能化要求，本发明还基于电力标准IEC61850来建立充电站的通信标准，达到充电站监控系统的统一的通信标准，通信管理机中装有IEC61850规约转换软件，并且具有充电站所有设备的基于SCL的文件库，并且有所有设备兼容的基于IEC61850标准的通信以太网接口，因此该系统能具有较高的兼容性，容易扩展其他的硬件设施，降低的充电站的成本。

主权项

一种基于IEC61850的电动车充电站监控系统，其特征在于包括监控后台、充电桩、配电系统、安防系统、写入有电力标准IEC61850的通信管理机以及短信服务系统；监控后台包括服务器、工作台主机、工作台副机和交换器，服务器通过交换器分别和工作台主机和工作台副机连接；充电桩包括充电控制系统、充电计量系统、基于CAN总线的充电插口和触摸显示屏，充电控制系统包括内部写有监控程序的第一单片机AT89C51，充电计量系统包括内部写入有电量计算程序的单片机CS5461A，第一单片机AT89C51和单片机CS5461A的信号采集端口都和电压传感器与电流传感器的输出端连接，电压传感器与电流传感器的输入端和充电桩上的充电插口连接，充电插口的通信接口和第一单片机AT89C51连接，单片机CS5461A的信号输出端和第二单片机AT89C51的数据输入端连接，第一单片机AT89C51的网络接口和通信管理机连接；配电系统包括变压器和配电监控系统，变压器的输入端通过第一智能断路器和市电连接，变压器的输出端连接有整流桥，整流桥通过第二智能断路器和充电桩上的充电插口连接，配电监控系统包括智能开关柜，智能开关柜内的信号采集端和变压器的输出端连接，智能开关柜内的中央处理器的控制信号输出端和变压器输入线路上的第一智能断路器的控制端连接，第一单片机AT89C51的控制信号输出端和第二智能断路器的控制端连接，智能开关柜的网络通讯接口和通讯管理机连接；充电桩内的第一单片机AT89C51通过传感器能测得蓄电池充电的充电电压和充电电流，若测得的充电电压和充电电流在监控程序的安全阈值外，第一单片机AT89C51控制第二智能断路器断开，蓄电池的充电线路断开；智能开关柜能实现对整个充电站的总功率、总电压、功率因数的监控，若变压器的输出电压不稳定，或者输出电压过高，智能开关柜将控制变压器输入线路上的第一智能断路器断开；安防系统包括分布在充电站内的摄像头、固定在充电桩上的温度传感器、烟感传感器和报警终端，报警终端包括内部写有温度监测程序和烟浓度监测程序的单片机W925E240和与单片机W925E240连接的警报器，温度传感器与烟感传感器的输出端和单片机W925E240连接，单片机W925E240的网络接口通过CAN总线和通讯管理机连接，摄像头通过CAN总线和通讯管理机连接；温度传感器和烟感传感器能测得充电桩上的温度和烟浓度，并将温度和烟雾浓度数据传输到报警终端内的单片机W925E240上，在单片机W925E240内将测得的数据和温度监测程序和烟浓度监测程序中设定的安全阈值比较，若大于安全阈值，则单片机控制警报器报警，同时安防系统中单片机W925E240将测得的数据和摄像头测得的充电站内视频信息实时地传输到通讯管理机上；短信服务系统包括第二单片机AT89C51、型号为GR64的GSM通信模块和刷卡机，刷卡机的输出端和第二单片机AT89C51的信号输入端连接，第二单片机AT89C51还和触摸显示屏连接，第二单片机AT89C51还和和第一单片机AT89C51连接，第二单片机AT89C51和GSM通信模块通过串行接口连接；第一单片机AT89C51获得蓄电池的电能状况，并将蓄电池的充电状态的信息传递给第二单片机AT89C51，第二单片机AT89C51控制GSM通信模块给客户发送充电完成短信，单片机CS5461A由传感器测得的充电电压和电流可推算出充电费用，并实时地输出到充电桩上的触摸显示屏上，付费后第一单片机AT89C51控制变压器输出线路上的第二智能断路器断开，完成蓄电池的充电；第一单片机AT89C51测得的数据、智能开关柜上测得的数据和安防系统中测得的数据都通过通讯管理机传输到监控后台的工作台主机上，便于对充电站的管理，服务器监控整个网络，并负责工作台主机和工作台副机的调度工作，当工作台主机出现故障时，服务器调度工作台副机工作。