蓄電池試驗“云監(jiān)工”系統(tǒng)的實現(xiàn)初探

陳琛，劉翔，張原

（國網(wǎng)寧夏石嘴山供電公司，寧夏 石嘴山 753000）

鉛酸蓄電池組是現(xiàn)代電網(wǎng)變電站、光纖通信網(wǎng)絡(luò)、無線通訊基站等直流供電備用電源等系統(tǒng)必不可少的組成部分。為了保證系統(tǒng)的正常運行，必須要對鉛酸蓄電池組進行維護和核容放電試驗。目前廣泛采用的維護方式是安裝傳統(tǒng)巡檢儀，該方式需要2～3名維護人員攜帶放電設(shè)備進入蓄電池運行現(xiàn)場進行核容放電試驗，在現(xiàn)場安裝蓄電池采集和放電設(shè)備，并在現(xiàn)場監(jiān)護蓄電池放電，每次放電需要3～10h完成，充電過程需要更長時間。由于維護時間較長，維護人員需要守在現(xiàn)場，使得蓄電池的維護工作整體效率非常低下。本文針對蓄電池組的維護現(xiàn)狀，開發(fā)了蓄電池試驗“云監(jiān)工”系統(tǒng)，實現(xiàn)了蓄電池組的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)與手機APP同步功能，在數(shù)據(jù)異常時通過手機報警及時告知工作人員，并可對蓄電池組的核容放電試驗進行遠程操控，有效提升經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)、提高生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場工作質(zhì)效。

1 系統(tǒng)構(gòu)架

1.1 系統(tǒng)構(gòu)架圖

蓄電池試驗“云監(jiān)工”系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)的主要模塊包括無線巡檢放電測試儀、單體電池電壓無線采集模塊、物聯(lián)網(wǎng)云平臺和智能手機遠程監(jiān)控APP。主要工作流程為：無線巡檢放電測試儀實時采集電池組組端電壓、充放電電流和環(huán)境溫度，并通過無線采集模塊實時采集各單體電池電壓數(shù)據(jù)，且實時更新數(shù)據(jù)緩存，并可進行現(xiàn)場核容放電試驗；通過內(nèi)置4G無線上網(wǎng)模塊將測試數(shù)據(jù)實時上傳到物聯(lián)網(wǎng)云平臺，且響應(yīng)云平臺上的傳回操作；“蓄電池試驗遠程監(jiān)控”手機APP通過云平臺同步測試數(shù)據(jù)。

圖1 蓄電池試驗“云監(jiān)工”系統(tǒng)架構(gòu)

1.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

蓄電池試驗“云監(jiān)工”系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。蓄電池容量測試儀云監(jiān)工裝置同無線采集模塊通過無線傳輸方式采集單體電池電壓測量數(shù)據(jù)，并通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上送到云平臺，同時接收云平臺回傳的操作命令，手機APP主要通過API接口和JS接口訪問云平臺，同云平臺進行實時交互。

圖2 蓄電池試驗“云監(jiān)工”系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)設(shè)備端采用全彩、觸摸液晶顯示屏，單屏即可顯示120節(jié)電池電壓及其他監(jiān)控數(shù)據(jù)并自動保存。系統(tǒng)手機APP端應(yīng)用突破了時間和空間的局限，隨時隨地實時監(jiān)護維護測試。系統(tǒng)界面如圖3所示，具體功能如下：

圖3 系統(tǒng)截面圖

（1）實時查詢?！靶铍姵卦囼炦h程監(jiān)控”手機APP同步物聯(lián)網(wǎng)云平臺中的蓄電池測試數(shù)據(jù)，進行實時展示，包括組端電壓、各單體電池電壓、單體電池電壓累加和、電流、環(huán)境溫度、放出電量、放電計時等。

（2）線上操作?！靶铍姵卦囼炦h程監(jiān)控”手機APP根據(jù)具體操作將命令發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)云平臺，由云平臺透傳給云監(jiān)工裝置。

（3）告警查詢?？刹樵兯性O(shè)備產(chǎn)生的告警記錄，包括實時和歷史的告警信息。

（4）設(shè)備管理。可添加和修改蓄電池測試云監(jiān)工裝置信息；可查詢所有已添加設(shè)備，并根據(jù)需要監(jiān)控對應(yīng)的在線設(shè)備。

（5）權(quán)限管理。根據(jù)不同用戶設(shè)定不同用戶權(quán)限，主賬號可以添加云監(jiān)工裝置和普通賬號。普通賬號無添加權(quán)限，但可進行云上數(shù)據(jù)查詢和操作。

（6）4G無線上網(wǎng)功能。無線巡檢放電測試儀內(nèi)置4G無線上網(wǎng)模塊，設(shè)備上電即進行聯(lián)網(wǎng)，連接物聯(lián)網(wǎng)云平臺。

（7）數(shù)據(jù)云同步功能。實時同步蓄電池監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括組端電壓、各單體電池電壓、單體電池電壓累加和、電流、環(huán)境溫度、放出電量、放電計時等。數(shù)據(jù)根據(jù)設(shè)定閥值變化上送且定時上送，即保證云平臺上數(shù)據(jù)在高精度范圍內(nèi)保持實時更新，同時可以避免放電過程數(shù)據(jù)變化頻繁而導(dǎo)致上網(wǎng)流量消耗過大。

（8）云監(jiān)工裝置根據(jù)手機APP上操作，可實現(xiàn)遠程操作響應(yīng)，終止蓄電池組核容測試。

（9）蓄電池核容測試控制。設(shè)備端根據(jù)設(shè)定參數(shù)自動控制放電的啟動和停止，可實現(xiàn)放電過程的全自動進行。

系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)云平臺，用于設(shè)備云操作，存放蓄電池測試實時數(shù)據(jù)和進行遠程操作等。利用云平臺的組態(tài)功能，設(shè)置數(shù)據(jù)采集邏輯，并設(shè)定預(yù)警條件。利用平臺提供的預(yù)警和云透傳功能，將現(xiàn)場監(jiān)測和告警數(shù)據(jù)透傳給手機APP，實現(xiàn)手機APP和設(shè)備數(shù)據(jù)同步。平臺同時接收手機APP上的遠程操作，將操作透傳給云監(jiān)工裝置，實現(xiàn)線上操作功能。

2 結(jié)語

蓄電池試驗“云監(jiān)工”系統(tǒng)充分應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活的特征。徹底改變蓄電池試驗過程中作業(yè)人員必須進行線下監(jiān)視的作業(yè)方式，有效提升經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)、提高生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場工作質(zhì)效。