CN101014986B - 远程接入能量计量系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种远程能量计量系统和方法，包括计量服务器和位于所述计量服务器远端的客户端模块。该计量服务器经由无线通信链路与该客户端进行通信，以恢复能量产生参数值。该远程能量计量系统优选地提供对至少能量产生参数和系统故障参数的实时和自动的监控。

Description

远程接入能量计量系统和方法
技术领域
本发明涉及一种能量监控系统。更特别地，本发明涉及一种远程地监控能量生成源的能量产生的远程接入能量监控系统。
背景技术
能量生成系统的建立、运行和维护是复杂而昂贵的。维护和运行能量生成设施的关键要素是精确地监控系统的性能和正常状态。因此，重要的是精确且及时地监控和分析能量生成设施的运行参数的关键参数。这种监控在位于远端的能量生成设施中变得日益至关重要。
因此，需要提供一种远程地接入和监控能量生成装置的有效且可靠的系统和方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种远程接入能量计量系统，其提供对能量生成设施的远程监控。
本发明的另一个目的是提供这样一种远程接入能量计量系统，其提供对能量生成设施的实时监控。
本发明的又一个目的是提供这样一种远程接入能量计量系统，其能够自动地监控能量生成设施的多个能量产生参数。
本发明的再一个目的是提供这样一种远程接入能量计量系统，其促进对表明系统故障和/或系统退化的能量产生参数的检测。
本发明的这些和其他目的和优点通过具有计量系统服务器和位于该计量系统服务器远端的客户端模块的远程能量计量系统来实现。该计量系统服务器与该客户端进行通信，以恢复能量产生参数值。该远程能量计量系统优选地提供对至少能量产生参数和系统故障参数的实时和自动的监控。
附图说明
图1是本发明的远程接入能量计量系统的示例性示意图。
具体实施方式
参考图1，其中示出了总体上由参考标号100表示的远程接入能量计量系统。远程接入能量计量系统100在此还称为计量系统。
计量系统100一般包括客户端模块5和计量服务器10。客户端模块5与诸如能量生成或产生设施或装置之类的能量源进行接口连接并对其进行监控。客户端模块5可以监控与能量生成设施产生能量有关的各种参数。
能量源可以变化。在本发明的一个方面中，能量源是可供选择的能量源。该可供选择的能量源可以包括太阳、风、地热、潮汐和其他类型的依赖于非化石燃料的能量生成设施。然而，应当意识到，由计量系统100监控的能量源的特定类型可以变化。能量源可以是常规的由化石燃料驱动的能量装置。
尽管特定能量源由计量系统100监控，但可以将由客户端5接收到的数据传送到与客户端模块5相距某个距离的位于远端的计量服务器10。虽然可供选择的能量设施可以位于人烟稀少的区域中或甚至分散在很大的地理区域上，但远程计量系统100可以监控任意能量源。
优选地从能量生成设施的标准AC(交流)服务向客户端模块5供电。在停电或严重警戒灯火管制条件期间，客户端模块5可能会不起作用。如果电力故障超过了预定的时间段，例如两小时，则计量系统100优选地在重获净功率(net power)后自动地向计量服务器10报告该故障。在本发明的特定实施例中，优选地包括备用电力管理系统的不可中断的电源或可供选择的电源6可以用于为客户端模块5提供可供选择的或次级的电源。
客户端模块5优选地提供对运行参数的实时监控以便检测例如系统产出、状态和故障。参考图1，将客户端5示出为监控太阳能设施1。提供多个光电(PV)阵列15、20、25以直接地将太阳能(例如阳光)转换为电。PV阵列15、20和25生成DC(直流)电。使用例如外部环形传感器线圈(未示出)来监控AC电流。在电力故障的情况下，优选地登记能量总和并将其存储在非易失性存储器中。DC伏特计30监控各PV阵列串15、20、25的输出电压。数据处理器60监控客户端模块5的AC和DC输入以便检测系统故障和状态。客户端模块5优选地检测至少PV阵列串故障和电力变换器故障并将其报告给服务器10。
多个变换器35中的一个将DC电转换为AC电。DC电是变换器35的输入并且AC电是变换器35的输出。AC计55从每个变换器35的AC输出接受电流和电压数据。
变换器35的输出包括相A40、相B45和接地电势50。AC计55监控变换器的输出。AC计55从每个变换器35的AC输出接受电流和电压数据。AC计55优选地测量由变换器35输出的AC电的各种参数。例如，AC计55测量由变换器35输出的AC电的电流和电压。应当意识到，可以由AC计55监控和测量AC能量的另外的特征参数。
客户端模块5还包括数据处理器50，用于处理由DC伏特计30和AC多功能计55测量的数据。这些处理可以包括格式化、读取、存储和确定所测得的参数之间的和/或相对于这些参数的期望的或预设的值的各种关系。
远程接口65提供从用于监控所产生的能量的服务器到客户端模块5的接入。客户端模块5可以使用远程接口65来向计量服务器10报告系统故障。远程接口65提供用于将由数据处理器60处理的数据传送到位于远端的计量服务器10的通信网关。远程接口65可以执行大量功能，包括将来自数据处理器60的数据转换为适合于发送到服务器10的格式。远程接口65的输出优选地处于如下条件下：即用于在通信链路75上发送而不需要该通信链路75进行另外的信号调节。
在本发明的某些实施例中，通信链路75优选地是无线通信系统，诸如蜂窝链路、微波链路、卫星通信链路和包括这些和其他无线通信链路的任意组合。应当意识到，通信链路75的至少一部分可以不是无线的，原因在于，例如，蜂窝和卫星通信链路可以与诸如PSTN(公共交换电话网)之类的包括非无线通信链路的陆地通信系统进行接口连接。
计量系统10是自动化的数据获取系统。计量系统10一般包括远程接口80，该远程接口80提供用于传送在通信链路75上接收到的数据的通信网关。远程接口80可以执行大量功能，包括将来自通信链路75的数据转换为适合于由计量系统服务器85接收和处理的格式。计量系统服务器85优选地维护计量系统100客户端数据的数据库。该处理可以经由微处理器而进行。
在本发明的一个实施例中，主客户端标识是远程能量生成设施的接入号码。对于使用专用电话线路或蜂窝调制解调器的装置，主客户端标识可以是11位的电话号码。对于使用LAN(局域网)或WiFi(无线保真)的装置，主客户端标识可以是12位的固定系统IP地址。计量系统10可以定期且自动地接入远程客户端模块5以恢复和记录当前能量总和。可以将当前能量总和与先前获取的数据相比较以计算能量产出。
可以将客户端接入配置为每天、每周、每月或以任意其他定制的时间周期发生。可以将自动化的远程接入安排为例如在上午11:00与下午1:00之间在远端站点发生。在停电或严重警戒灯火管制条件期间，远程客户端模块5可以会不起作用。在计量服务器10未能连接到客户端模块5的实例中，则重新安排例如第二天的站点接入。在第二次发生无连接条件的情况下，则将错误报告(例如通过电子邮件)发送到计量系统100的系统管理者。在随后的接触成功的实例中，则计量系统100假定发生了公共电力故障或严重警戒灯火管制并将该事件记录在日志中。
可以对可疑的或已知具有频繁的电力故障的站点进行标记以供更频繁的接触。如果问题持续，则可以用站点历史日志来向负责客户端站点的电力机构确证(document)公共故障。
虽然已经参考一个或多个示例性实施例对本公开进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，在不偏离本发明范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同形式来替换其元件。此外，在不偏离本发明范围的情况下，可以对本公开的阐述进行很多修改以适应特定的情形或材料。因此，其本意并非将本公开限制为作为所考虑的用于执行本发明的最佳模式而公开的特定实施例，相反，本发明将包括落在所附权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (18)

1.一种用于监控能量生成设施的远程能量计量系统，包括：
能量产生源，其根据所述能量生成设施生成的能量，生成直流输出；
变换器，其将所述能量产生源生成的直流输出转换成交流输出；
客户端模块，可操作地连接到所述能量产生源，用于收集表示所述能量产生源的能量产生参数的数据；以及
服务器，位于所述客户端模块的远端，其中所述服务器与所述客户端模块进行通信，以恢复所述能量产生参数，
其中所述客户端模块包括：
计量器，其测量所述变换器转换的交流输出的数据；
数据处理器，其处理所述计量器测量的数据；以及
远程接口，其提供从所述服务器对所述客户端模块的访问，以便监控所述能量产生参数。
2.根据权利要求1所述的远程能量计量系统，其中所述服务器接收实时能量产生参数。
3.根据权利要求1所述的远程能量计量系统，其中所述能量产生参数包括系统故障参数。
4.根据权利要求1所述的远程能量计量系统，其中所述服务器经由无线通信链路与所述客户端模块进行通信。
5.根据权利要求1所述的远程能量计量系统，其中所述服务器经由包括蜂窝链路的通信链路与所述客户端模块进行通信。
6.根据权利要求1所述的远程能量计量系统，其中所述服务器经由包括微波链路的通信链路与所述客户端模块进行通信。
7.根据权利要求1所述的远程能量计量系统，其中所述服务器经由包括卫星链路的通信链路与所述客户端模块进行通信。
8.根据权利要求1所述的远程能量计量系统，其中所述客户端模块还包括次级电源。
9.一种能量监控系统，包括：
多个光电阵列，其将太阳能直接转换成具有电流和电压的直流电；
变换器，其将所述直流电转换成具有电流和电压的交流电；
多个外部环形传感器线圈，其监控所述交流电的电流；
客户端模块，其可操作地连接到所述多个光电阵列，用于收集表示所述多个光电阵列的能量产生参数的数据；以及
服务器，位于所述多个光电阵列和客户端模块的远端，其中所述服务器与所述客户端模块进行通信，以恢复所述能量产生参数，
其中所述客户端模块包括：
交流计量器，其测量所述交流电的电流和电压；以及
数据处理器，其处理所述交流计量器测量的电流和电压。
10.根据权利要求9所述的能量监控系统，其中所述服务器接收实时能量产生参数。
11.根据权利要求9所述的能量监控系统，其中所述能量产生参数包括系统故障参数。
12.根据权利要求9所述的能量监控系统，其中所述服务器经由无线通信链路与所述客户端模块进行通信。
13.根据权利要求9所述的能量监控系统，其中所述服务器经由包括蜂窝链路、微波链路或卫星链路的通信链路与所述客户端模块进行通信。
14.根据权利要求9所述的能量监控系统，其中所述客户端模块还包括次级电源。
15.一种监控太阳能设施的方法，包括：
通过多个光电阵列将太阳能转换成直流电；
利用变换器将所述直流电转换成交流电，其中所述交流电具有电流和电压；
利用计量器测量所述交流电的电流和电压，由此收集表示所述太阳能设施的能量产生参数的数据；
生成表示所述数据的信号；以及
将所述信号传送到位于所述太阳能设施远端的服务器。
16.根据权利要求15所述的方法，其中经由无线通信链路将所述信号传送到所述服务器。
17.根据权利要求15所述的方法，其中收集所述数据是周期性地进行的。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括：在所述服务器端，将所述信号转换为所述数据并经由微处理器处理所述数据。
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