一种基于5G和ZETALPWAN的并网点采集监控系统技术方案

一种基于5G和ZETA LPWAN的并网点采集监控系统，属于配电采集监控设备技术领域，应用在油田废气发电站中，所述系统包括主控CPU模块，与主控CPU模块连接的系统电源电路、系统监视电路、计量电路、按键电路、NANDFLASH电路、SDRAM电路、液晶电路、时钟电路、ZETA LPWAN网关模块、5G模块，所述5G模块借助USB电路与主控CPU模块连接；所述ZETA LPWAN网关模块包括ZETA模组，与ZETA模组相连的电源电路、复位电路、显示电路、天线电路、外部接口电路。通过对通讯技术进行改进，为实现精准负荷控制和动态无功补偿提供了技术支撑，对油气生产企业节能增效、提高并网点发电质量、平抑电网波动产生积极作用。积极作用。积极作用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G和ZETA LPWAN的并网点采集监控系统


[0001]本技术属于配电采集监控设备
，具体涉及一种基于5G和ZETA LPWAN的并网点采集监控系统。

技术介绍

[0002]近年来，国内部分采油厂通过技术改造，引进天然气发电技术，把采油过程中产生的伴生气回收用于发电，变废为宝，既避免了环境污染，也解决了作业区的生产生活用电。油田废气发电属于分布式发电的一种，具有分散、随机变动等特点，大量的分布式电源的接入，将对配电系统的安全稳定运行产生极大的影响，其影响主要体现在对配电网电压波动、孤岛运行、谐波等几方面的影响。因此，油田废气发电系统并网点的电力信息进行实时采集监控，是减少电网波动、实现有序发电和用电的有效途径。但现有的电网通信技术在安全性、低时延、高可靠、大带宽、经济性等方面均难以满足技术要求。

技术实现思路

[0003]本技术要解决的技术问题是提供一种基于5G和ZETA LPWAN的并网点采集监控系统，通过对通讯技术进行改进，为实现精准负荷控制和动态无功补偿提供了技术支撑，对油气生产企业节能增效、提高并网点发电质量、平抑电网波动产生积极作用。
[0004]本技术采用的是技术方案是：一种基于5G和ZETA LPWAN的并网点采集监控系统，应用在油田废气发电站中，所述系统包括主控CPU模块，与主控CPU模块连接的系统电源电路、系统监视电路、计量电路、按键电路、NANDFLASH电路、SDRAM电路、液晶电路、时钟电路、ZETA LPWAN网关模块、5G模块，所述5G模块借助USB电路与主控CPU模块连接；所述ZETA LPWAN网关模块包括ZETA模组，与ZETA模组相连的电源电路、复位电路、显示电路、天线电路、外部接口电路。
[0005]进一步地，所述外部接口电路包括与主控CPU模块连接的主控CPU接口J3和电脑串口J4；所述主控CPU接口J3中引脚VCC与电源VCC_3.3V连接，所述主控CPU接口J3中引脚GND与数字地GND相连，所述主控CPU接口J3中引脚INT、WAKEUP、STATUS、UART_RXD0、UART_TXD0分别与主控CPU模块中引脚INT 、WAKEUP、STATUS、UART_RXD0、UART_TXD0相连；所述电脑串口J4的引脚1、2分别与ZETA模组的发送引脚UART_TXD1、UART_RXD1相连，所述电脑串口J4的引脚3与数字地GND相连。
[0006]进一步地，所述天线电路包括连接在ZETA模组中天线接口引脚ANT上且由电容C3、电容C4、电容C5组成的π型电路, 电容C4和电容C5与天线ANT1相连，电容C3和电容C5与数字地GND相连。
[0007]进一步地，所述显示电路包括分别连接在ZETA模组中引脚LED_TX上的两组指示灯LED_TX，两组指示灯LED_TX分别借助电阻R5和电阻R6与电源VCC_3.3V相连，电源VCC_3.3V与主控CPU接口J3的引脚VCC相连。
[0008]进一步地，所述电源电路包括电源VCC_3.3V、与电源VCC_3.3V相连磁珠B1、与磁珠
B1相连的并联设置的电容C1和电容C2，并联设置的电容C1和电容C2分别与数字地GND、ZETA模组的引脚3.3V_IN相连。
[0009]进一步地，所述复位电路为端子排J1和端子排J2，所述端子排J1一端借助电阻R1与电源VCC_3.3V相连、另一端与ZETA模组的引脚BOOT相连，所述端子排J2一端与主控CPU接口J3的引脚RESET引脚相连、另一端与数字地GND相连。
[0010]采用本技术产生的有益效果：1）本技术采用5G模块进行通信后，只需要对发电站内设备进行软件升级，可以将站内各采集点负荷曲线采样间隔提高到1分钟,提高并网采集监控主站负荷预测精度，实现精准发电负荷控制，实现发用电负荷协调运行，可有效抑制电压波动；2）并网点采集监控系统与油田废气发电站中的设备之间采用ZETA LPWAN无线网络通信，ZETA LPWAN具备远程传输能力，可构建广域电力物联网，同时其采用双向自组网的网状网络，具有自我修复功能,扩展性强，可以在设备容量和数量上进行扩展，将提高整个系统的稳定性、可扩展性，有效降低维护成本。
附图说明
[0011]图1是本技术的结构框图；
[0012]图2是ZETA LPWAN网关模块的电路图。
具体实施方式
[0013]参看图1，一种基于5G和ZETA LPWAN的并网点采集监控系统，应用在油田废气发电站中，所述系统包括主控CPU模块，与主控CPU模块连接的系统电源电路、系统监视电路、计量电路、按键电路、NANDFLASH电路、SDRAM电路、液晶电路、时钟电路、ZETA LPWAN网关模块、5G模块，所述5G模块借助USB电路与主控CPU模块连接。
[0014]所述电源电路给主控CPU模块及其外围接口电路供电，给计量电路提供交流220V输入电压和0
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10A输入电流。所述主控CPU模块为LPC1778系列，通过外部总线和IO与系统监视电路、计量电路、USB电路、按键电路、ZETA LPWAN网关模块、NANDFLASH电路、SDRAM电路、液晶电路、时钟电路等相连，实现对外围接口电路管理。所述计量电路采用RN8302B计量芯片，通过SPI总线与主控CPU模块连接，实现交流采样和电能计量，数据刷新周期为200ms。所述系统监视电路采用硬件看门狗，系统直流电压持续100ms低于2.8V，硬件复位主控CPU模块及其外围接口电路。所述USB电路，通过USB总线与主控CPU模块连接，通过USB接口与5G模块相连，实现主控CPU模块与5G模块的数据交互。所述5G模块，包括5G模组和5G天线，通过5G网络与网采集监控主站软硬件系统的公用网络相连。5G模块数据传输指令响应时间<=100ms。5G模组为RG500Q系列。所述按键电路，通过IO方式与主控CPU模块连接，按键包括确认、取消、上、下、左、右等6个，配合
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液晶电路，实现各监测点负荷曲线和电能数据查看，5G通讯参数配置和查看，ZETA通讯参数配置和查看。所述ZETA LPWAN网关模块包括ZETA模组和ZETA天线，通过UART串口与主控CPU模块连接，实现与主控CPU模块的通信。所述NANDFLASH电路，通过EMC总线与主控CPU模块相连，存储介质容量为128MB，存储5G通讯参数、ZETA通讯参数、12个月发电站负荷曲线和电能量曲线(1分钟总用电和总发电曲线)。所述
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SDRAM电路，通过EMC总线与主控CPU模块相连，存储介质容量为32MB，存储并网采集监控终端、并网点总表、油田废气发电装置、动态无功补偿装置、智能电表、智能断路器等设备的
当前运行数据。
[0015]所述液晶电路，通过EMC总线与主控CPU模块相连，配合按键电路，实现各监测点负荷曲线和电能数据查看，5G通讯参数配置和查看，ZETA通讯参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G和ZETA LPWAN的并网点采集监控系统，应用在油田废气发电站中，其特征在于：所述系统包括主控CPU模块，与主控CPU模块连接的系统电源电路、系统监视电路、计量电路、按键电路、NANDFLASH电路、SDRAM电路、液晶电路、时钟电路、ZETA LPWAN网关模块、5G模块，所述5G模块借助USB电路与主控CPU模块连接；所述ZETA LPWAN网关模块包括ZETA模组，与ZETA模组相连的电源电路、复位电路、显示电路、天线电路、外部接口电路。2.根据权利要求1所述的基于5G和ZETA LPWAN的并网点采集监控系统，其特征在于：所述外部接口电路包括与主控CPU模块连接的主控CPU接口J3和电脑串口J4；所述主控CPU接口J3中引脚VCC与电源VCC_3.3V连接，所述主控CPU接口J3中引脚GND与数字地GND相连，所述主控CPU接口J3中引脚INT、WAKEUP、STATUS、UART_RXD0、UART_TXD0分别与主控CPU模块中引脚INT 、WAKEUP、STATUS、UART_RXD0、UART_TXD0相连；所述电脑串口J4的引脚1、2分别与ZETA模组的发送引脚UART_TXD1、UART_RXD1相连，所述电脑串口J4的引脚3与数字地GND相连。3.根据权利要求1所述的基于5G和ZETA LP...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟小平，曹举，张凡，赵泽玺，范丽，曹锐，
申请(专利权)人：长庆石油勘探局有限公司水电厂，
类型：新型
国别省市：