基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统的制作方法

1.本发明涉及工业施工现场自动化监控技术领域，尤其涉及适用于冻结站、公路施工、工厂建设、偏远地区基础设施建设等施工现场自动化监控应用。具体地说是基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统。


背景技术：

2.目前，冻结站、公路施工、工厂建设、偏远地区基础设施建设等施工现场条件各异。现场设备布置具有不规律、分散性强特点，对各个分散监控设备的供电和通讯布线十分复杂，且可靠性底。
3.大部分施工现场自动化程度很低，甚至采用人工测量或放弃测量工业施工现场设备数据和传感器数据。以冻结站现场为例，冻结法施工中主要涉及温度、流量、压力等相关参数的获取与控制，涉及到的设备主要有压缩机、各类型泵，目前所有数据获得均采用提前布置传感器，人工或有线采集方式获取，所测数据经人工分析得出结论，再手动进行调节相应的设备，达到控制目的。这种方式调节反应速度慢，不能及时对异常做出反馈，而且现场布线比较混乱，经常出现数据丢失或采集不及时的现象，容易出现误判，没有形成自动控制。
4.即使收集到现场数据，数据也无法显示到远程控制中心。远程控制指令也无法直接下达到工业施工现场。


技术实现要素：

5.为此，本发明所要解决的技术问题在于：
6.冻结站施工设备数量多且布置分散，各个施工设备配置的工作状态监控点也处于分散布置；为分散布置的监控点中传感器及监控器供电，需要复杂的供电线路布线；由于各个施工现场受地形、气候等因素影响，不同施工现场为监控点供电的线路也各不相同，规律性差，可靠性低。
7.与供电线路类似，各个监控节点收集到的工作状态信息需要通过通讯线路传输到现场控制室，不论使用哪种物理材料线路传输，都面临线路布设复杂问题，进一步影响可靠性。
8.冻结站控制系统与远程监控中心互动性差，存在数据传输延时。现场数据上传远程监控中心不及时，远程控制中心下发控制指令也不能及时到达现场，双向互动实时性差。
9.为解决上述问题，本技术提供一种基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统。
10.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
11.基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，其包括冻结站内设备和远程监控设备；所述冻结站内设备包括站内控制器、站内监控平台、冻结站内的5g网
关、站内网关、若干监控节点和站内无线网络，所述远程监控设备包括远程监控的5g网关和远程监控平台；
12.所述站内控制器分别与所述站内监控平台、所述5g网关、所述站内网关通讯连接；所述站内网关通过所述站内无线网络与站内各个监控节点实现无线通讯连接；
13.冻结站内的5g网关通过5g网络与云端服务器连接，云端服务器通过远程监控的5g网关与远程监控平台实现数据交互。
14.上述基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，所述监控节点包括监控节点控制器、收发系统、现场设备控制系统、现场数据收集系统和供电系统；
15.所述监控节点控制器分别与所述收发系统、所述现场设备控制系统、所述现场数据收集系统和所述供电系统通过物理通讯线路通讯连接，实现数据双向交互；所述监控节点控制器还通过物理通讯总线分别与所述供电系统内的子系统控制器通信连接。
16.上述基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，所述收发系统包括收发器、收发器前端模块和天线；
17.收发器内设置有收发器控制器、数字基带系统、接收机、合成器、发送机、收发器功率放大器和低噪放大器；所述收发器前端模块内设置收发器前端模块控制单元、收发切换开关、发送匹配网络、接收匹配网络、收发器前端功率放大器和谐波滤除器；
18.所述监控节点控制器与所述收发器控制器实现双向通讯连接，所述收发器控制器将获得的通讯信号通过数字基带系统传输给发送机，所述发送机将得到的通信信号发送给收发器功率放大器进行放大，或者数字基带系统通过合成器再发送给发送机，发送机的信号输出端与收发器功率放大器输入端通信连接；收发器功率放大器将放大的通讯信号传输给发送匹配网络，然后再通过收发器前端功率放大器和谐波滤除器与收发切换开关的第一端通讯连接；收发切换开关的第二端与天线通讯连接；收发切换开关的第三端与接收匹配网络的信号输入端通讯连接，接收匹配网络的信号输出端与低噪放大器的信号输入端通信连接，所述接收机接收低噪放大器的信号，再传输给数字基带系统，并通过收发器控制器传回至监控节点控制器；收发器前端模块控制单元对收发器前端功率放大器进行功率调节，收发器前端模块控制单元对收发切换开关进行逻辑控制；数字基带系统的通信信号通过合成器传输给接收机；收发器控制器分别与rom存储器和ram存储器通讯连接。
19.上述基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，所述现场设备控制系统包括现场设备控制器、现场设备人工操作平台和施工设备；现场设备控制器内设置有现场设备主控制单元、数字量收发控制单元、模拟量收发控制单元、变频器协调控制单元和若干电气回路控制单元；
20.现场设备主控制单元与监控节点控制器通讯连接；
21.现场设备主控制单元与现场设备人工操作平台通讯连接，现场操作人员在现场通过现场设备人工操作平台对施工设备进行手动操作；
22.现场设备主控制单元分别与数字量收发控制单元、模拟量收发控制单元、变频器协调控制单元和若干电气回路控制单元通讯连接，数据互通。
23.上述基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，所述数字量收发控制单元设有若干数字量输入接口和若干数字量输出接口，数字量收发控制单元的数字量输入接口和数字量输出接口分别与施工设备的数字量输出接口和数字量输入接口通
讯连接；
24.模拟量收发控制单元设有若干模拟量输入接口和若干模拟量输出接口，模拟量收发控制单元的模拟量输入接口和模拟量输出接口分别与施工设备的模拟量输出接口和模拟量输入接口通讯连接；
25.变频器协调控制单元分别设置若干独立的参数反馈接口、参数给定接口、状态反馈接口和功能使能接口，参数反馈接口、参数给定接口、状态反馈接口和功能使能接口分别与施工设备的变频器的参数反馈接口、参数给定接口、状态反馈接口和功能使能接口通讯连接；
26.电气回路控制单元分别设置信号采集接口、分合反馈接口、分闸控制接口和合闸控制接口，信号采集接口、分合反馈接口、分闸控制接口和合闸控制接口分别与施工设备的电气回路的信号采集接口、分合反馈接口、分闸控制接口和合闸控制接口通讯连接。
27.上述基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，所述现场数据收集系统包括现场数据收集器和传感器；现场数据收集器内设有现场数据收集单元、数字量收发控制单元和模拟量收发控制单元；现场数据收集单元与监控节点控制器通讯连接；
28.数字量收发控制单元设有若干数字量输入接口和若干数字量输出接口，数字量收发控制单元的数字量输入接口和数字量输出接口分别与传感器的数字量输出接口和数字量输入接口通讯连接；
29.模拟量收发控制单元设有若干模拟量输入接口和若干模拟量输出接口，模拟量收发控制单元的模拟量输入接口和模拟量输出接口分别与传感器的模拟量输出接口和模拟量输入接口通讯连接。
30.上述基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，所述供电系统包括电源管理控制器、储能子系统、光伏子系统、风电子系统、外部电源接入子系统和若干dc/dc模块子系统；监控节点控制器利用电源管理控制器分别与储能子系统、光伏子系统、风电子系统、外部电源接入子系统器和若干dc/dc模块子系统实现交互控制，同时监控节点控制器通过物理通讯总线分别与储能子系统、光伏子系统、风电子系统、外部电源接入子系统器和若干dc/dc模块子系统实现交互控制；
31.所述供电系统还包括系统直流母线；储能子系统、光伏子系统、风电子系统和外部电源接入子系统分别通过各自子系统中的快速开关接入系统直流母线，系统直流母线再通过dc/dc模块子系统内的快速开关与dc/dc模块子系统连接，实现供电；
32.电源管理控制器包括电源管理主控制单元、发电协调控制单元和供电协调控制单元；发电协调控制单元用于协调储能子系统、光伏子系统、风电子系统和外部电源接入子系统的发电，供电协调控制单元由于协调若干dc/dc模块子系统的供电；电源管理主控制单元分别与发电协调控制单元和供电协调控制单元实现交互控制。
33.上述基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，储能子系统，实现控制节点内的备电功能；
34.储能子系统包括储能子系统控制器、若干储能元件组和若干储能双向模块；若干储能元件组分别与若干储能双向模块连接，并接入内部母线，然后通过快速开关k101与系统直流母线连接；储能双向模块和快速开关k101的信号输入输出端与储能子系统控制器通
信连接，接入快速开关k101前后分别设有采样接口cpt101和采样接口cpt102，采样数据上传给储能子系统控制器；
35.储能子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，储能子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k101与监控节点控制器连接；
36.储能双向模块包括储能双向模块控制器、手动开关sw11、储能元件侧软启动开关组k11、升降压双向电路单元igbt11和母线侧软启动开关组k12；储能元件组通过手动开关sw11与储能元件侧软启动开关组k11连接，然后通过升降压双向电路单元igbt11与母线侧软启动开关组k12，接入至内部母线；储能元件侧软启动开关组k11、升降压双向电路单元igbt11和母线侧软启动开关组k12的信号输入输出端与储能双向模块控制器通信连接，储能元件侧软启动开关组k11的输出端设有采样接口cpt11，采样数据上传给储能双向模块控制器；母线侧软启动开关组k12的输出端设有采样接口cpt12，采样数据上传给储能双向模块控制器。
37.上述基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，光伏子系统和风电子系统，实现监控节点内的自发电功能；
38.光伏子系统包括光伏子系统控制器、若干光伏组串和若干光伏输入模块；若干光伏组串分别与若干光伏输入模块连接，并接入内部母线，然后通过快速开关k201与系统直流母线连接；光伏输入模块和快速开关k201的信号输入输出端与光伏子系统控制器通信连接，接入快速开关k201前后分别设有采样接口cpt201和采样接口cpt202，采样数据上传给光伏子系统控制器；
39.光伏子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，光伏子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k201与监控节点控制器连接；
40.光伏输入模块包括光伏输入模块控制器、手动开关sw21、软启动开关组k21和升压电路单元igbt21；光伏组串通过手动开关sw21与软启动开关组k21连接，然后通过升压电路单元igbt21接入至内部母线；软启动开关组k21和升压电路单元igbt21的信号输入输出端与光伏输入模块控制器的通信连接，软启动开关组k21的输出端设有采样接口cpt21，采样数据上传给光伏输入模块控制器；升压电路单元igbt21的输出端设有采样接口cpt22，采样数据上传给光伏输入模块控制器；
41.风电子系统包括风电子系统控制器、若干风机和若干风电输入模块；若干风机分别与若干风电输入模块连接，并接入内部母线，然后通过快速开关k301与系统直流母线连接；风电子输入模块和快速开关k301的信号输入输出端与风电子系统控制器通信连接，接入快速开关k301前后分别设有采样接口cpt301和采样接口cpt302，采样数据上传给风电子系统控制器；
42.风电子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，风电子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k301与监控节点控制器连接；
43.风电输入模块包括风电输入模块控制器、手动开关sw31、不控整流桥d31、软启动开关组k31和升压电路单元igbt31；风机通过手动开关sw31、不控整流桥d31与软启动开关
组k31连接，然后通过升压电路单元igbt31接入至内部母线；软启动开关组k31和升压电路单元igbt31的信号输入输出端与风电输入模块控制器的通信连接，软启动开关组k31的输出端设有采样接口cpt31，采样数据上传给风电输入模块控制器；升压电路单元igbt31的输出端设有采样接口cpt32，采样数据上传给风电输入模块控制器。
44.上述基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，外部电源接入子系统，用于配电网供电的直接接入；
45.外部电源接入子系统包括外部电源接入子系统控制器、交流接入模块和直流接入模块；外部交流电源和外部直流电源分别通过交流接入模块和直流接入模块接入内部母线，然后通过快速开关k401与系统直流母线连接；交流接入模块和直流接入模块、快速开关k401的信号输入输出端与外部电源接入子系统控制器通信连接，接入快速开关k401前后分别设有采样接口cpt401和采样接口cpt402，采样数据上传给外部电源接入子系统控制器；
46.外部电源接入子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，外部电源接入子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k401与监控节点控制器连接；
47.交流接入模块包括交流接入模块控制器、手动开关sw41、不控整流桥d41、软启动开关组k41和降压电路单元igbt41；外部交流电源通过手动开关sw41、不控整流桥d41与软启动开关组k41连接，然后通过降压电路单元igbt41，接入至内部母线；软启动开关组k41和降压电路单元igbt41的信号输入输出端与交流接入模块控制器通信连接，软启动开关组k41的输出端设有采样接口cpt41，采样数据上传给交流接入模块控制器；降压电路单元igbt41的输出端设有采样接口cpt42，采样数据上传给交流接入模块控制器；
48.直流接入模块包括直流接入模块控制器、手动开关sw51、外部电源侧软启动开关组k51、升降压双向电路单元igbt51和母线侧软启动开关组k52；外部直流电源通过手动开关sw51、外部电源侧软启动开关组k51与升降压双向电路单元igbt51连接，然后通过母线侧软启动开关组k52，接入至内部母线；软启动开关组k51、升降压双向电路单元igbt51和母线侧软启动开关组k52的信号输入输出端与直流接入模块控制器通信连接，外部电源侧软启动开关组k51的输出端设有采样接口cpt51，采样数据上传给直流接入模块控制器；母线侧软启动开关组k52的输出端设有采样接口cpt52，采样数据上传给直流接入模块控制器；
49.dc/dc模块子系统包括dc/dc模块子系统控制器和若干dc/dc模块；系统直流母线通过快速开关k601与dc/dc模块连接，然后实现供电；快速开关k601前后分别设有采样接口cpt601和采样接口cpt602，采样数据上传给dc/dc模块子系统控制器；dc/dc模块和快速开关k601的信号输入输出端与dc/dc模块子系统控制器通信连接；
50.dc/dc模块子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，dc/dc模块子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k601与监控节点控制器连接。
51.本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
52.1、供电系统设置光伏子系统和风电子系统，实现监控节点内的自发电功能；设置储能子系统，实现控制节点内的备电功能；设置外部电源接入子系统，用于配电网供电的直接接入。
53.2、供电系统内设置系统直流母线，各个子系统通过快速开关接入系统直流母线。
各子系统内部设置独立的子系统控制器，各个子控制器设有上传和接收接口用于与电源控制器数据交互，同时设有与监控节点控制器数据交互的总线通讯接口。各个子控制器与各自子系统内的模块控制器通讯，实现各自子系统内的协调控制。
54.3、供电系统内系统直流母线接口采用即插即用设计，根据供电系统需要，各个子系统灵活接入或抽出。各自子系统内的功能模块采用即插即用设计，根据功率大小需要，随时添加或减少模块数量。
55.4、在储能子系统中设置若干路储能双向模块，每个储能双向模块中设有独立储能双向模块控制器。在光伏子系统中设置若干光伏输入模块，每个光伏输入模块中设置独立光伏输入模块控制器。在风电子系统中设置若干风电输入模块，每个风电输入模块中设置独立风电输入模块控制器。各个模块控制器实现模块内部的基本功能实现控制，同时与对应的子系统控制器通讯，接收协调控制指令并执行。
56.5、远程监控平台通过5g网络、或现场操作人员可通过站内监控平台对各个监控节点的供电系统工作策略进行设置或调整。各个监控节点中的供电系统策略由各自电源管理控制器实施，以保证监控节点内设备正常、连续供电为主要控制目标，节能降耗为进一步优化目标。全自动运行状态下，电源管理控制器根据预先的控制策略设定和实际工况，灵活协调控制储能子系统、光伏子系统、风电子系统、外部电源接入子系统的输入功率控制，以及若干dc/dc模块输出功率控制，极限情况下的切除dc/dc模块控制。
57.6、各子系统控制器从各自子系统内模块的模块控制器取对应子系统中各模块的输入、输出、控制、反馈、采样信息，用于故障判断和装置自身保护；判断为外部故障时，跳开对应模块的开关；在自身保护功能当中，对于直接造成装置永久性损坏的情况，直接保护闭锁并对外发出故障信号；对于不会造成装置永久性损坏的情况，只发故障信号不停机。
58.7、冻结站内设置站内控制器和站内无线网络，站内控制器与站内监控平台、5g网关、站内网关相连；站内网关通过站内无线网络与站内各个监控节点控制器实现无线通讯；5g网关通过5g网络连接云端服务器，与远程监控平台实现数据交互。
59.各个监控节点设置独立的监控节点控制器，负责与站内网关通讯、现场设备交互、收现场感器数据收集、协调供电系统工作。供电系统内设置子系统，实现监控节点内的自发自备供电。
60.基于站内的无线网络和监控节点内的自发自备电源设置，省去物理通讯线路和供电线路的布线。可以实现冻结施工全过程全参数监测监控，能实现节能降耗，提高冻结施工过程的智能化与控制的精准化。
附图说明
61.图1站内和远程设备的网络架构示意图；
62.图2监控节点的控制系统架构及接口示意图；
63.图3监控节点的收发器及前端模块框图；
64.图4监控节点的收发器控制器逻辑状态图；
65.图5监控节点的现场设备控制器接口示意图；
66.图6监控节点的现场数据收集器接口示意图；
67.图7监控节点的供电系统线路连接示意图；
68.图8监控节点内储能子系统组成部分及主电路拓扑示意图；
69.图9监控节点内储能子系统中储能双向模块主电路拓扑示意图；
70.图10监控节点内光伏子系统组成部分及主电路拓扑示意图；
71.图11监控节点内光伏子系统中光伏输入模块主电路拓扑示意图；
72.图12监控节点内风电子系统组成部分及主电路拓扑示意图；
73.图13监控节点内风电子系统中风电输入模块主电路拓扑示意图；
74.图14监控节点内外部电源接入子系统组成部分及主电路拓扑示意图；
75.图15监控节点内外部电源接入子系统中交流接入模块主电路拓扑示意图；
76.图16监控节点内外部电源接入子系统中直流接入模块主电路拓扑示意图；
77.图17监控节点内dc/dc模块子系统组成部分及主电路拓扑示意图。
具体实施方式
78.基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，如图1所示，包括冻结站内设备和远程监控设备；所述冻结站内设备包括站内控制器、站内监控平台、冻结站内的5g网关、站内网关、若干监控节点和站内无线网络，所述远程监控设备包括远程监控的5g网关和远程监控平台；
79.所述站内控制器分别与所述站内监控平台、所述5g网关、所述站内网关通讯连接；所述站内网关通过所述站内无线网络与站内各个监控节点实现无线通讯连接；
80.冻结站内的5g网关通过5g网络与云端服务器连接，云端服务器通过远程监控的5g网关与远程监控平台实现数据交互。
81.如图2所示，所述监控节点包括监控节点控制器、收发系统、现场设备控制系统、现场数据收集系统和供电系统；
82.所述监控节点控制器分别与所述收发系统、所述现场设备控制系统、所述现场数据收集系统和所述供电系统通过物理通讯线路连接，实现数据双向交互；所述监控节点控制器还通过物理通讯总线分别与所述供电系统内的子系统控制器通信连接，即监控节点控制器与供电系统内各个子系统控制器之间设置物理通讯总线。所述物理通讯线路为直接通讯线路，可以实现已知所有有线通讯方式，失效性好，可靠性高。但在本技术中，各个子系统(如储能子系统等)的数据需要通过电源管理控制器汇集中转之后，才能到达监控节点控制器。物理通讯总线通过总线协议实现通讯。
83.如图3所示，所述收发系统包括收发器、收发器前端模块和天线；监控节点控制器通过收发系统，利用站内无线网络和站内网关，实现与站内控制器的无线通讯。
84.收发器内设置有收发器控制器、数字基带系统、接收机、合成器、发送机、收发器功率放大器和低噪放大器；所述收发器前端模块内设置收发器前端模块控制单元、收发切换开关、发送匹配网络、接收匹配网络、收发器前端功率放大器和谐波滤除器；
85.所述监控节点控制器与所述收发器控制器实现双向通讯连接，所述收发器控制器将获得的通讯信号通过数字基带系统传输给发送机，所述发送机将通信信号发送给收发器功率放大器进行放大，或者数字基带系统通过合成器再发送给发送机，发送机的信号输出端与收发器功率放大器输入端通讯连接；收发器功率放大器将放大的通讯信号传输给发送匹配网络，然后再通过收发器前端功率放大器和谐波滤除器与收发切换开关的第一端通讯
连接；收发切换开关的第二端与天线通讯连接；收发切换开关的第三端与接收匹配网络的信号输入端通信连接，接收匹配网络的信号输出端与低噪放大器的信号输入端通信连接，所述接收机接收低噪放大器的信号，再传输给数字基带系统，并通过收发器控制器传回至监控节点控制器；收发器前端模块控制单元对收发器前端功率放大器进行功率调节，收发器前端模块控制单元对收发切换开关进行逻辑控制；数字基带系统的通信信号通过合成器传输给接收机；收发器控制器分别与rom存储器和ram存储器通讯连接。接收匹配电路用于识别站内通讯信号，提高有效信号识别率。发送匹配网络、收发器前端功率放大器和谐波滤除器，用于加大信号发送功率。
86.如图5所示，所述现场设备控制系统包括现场设备控制器、现场设备人工操作平台和施工设备；监控节点控制器利用现场设备控制系统中的现场设备控制器获取施工设备的数据信息，并发下操作指令。
87.现场设备控制器内设置有现场设备主控制单元、数字量收发控制单元、模拟量收发控制单元、变频器协调控制单元和若干电气回路控制单元；
88.现场设备主控制单元与监控节点控制器通讯连接；
89.现场设备主控制单元与现场设备人工操作平台通讯连接，现场操作人员在现场通过现场设备人工操作平台对施工设备进行手动操作；
90.现场设备主控制单元分别与数字量收发控制单元、模拟量收发控制单元、变频器协调控制单元和若干电气回路控制单元通讯连接，数据互通。
91.现场设备控制器内设置的“数字量收发控制单元、模拟量收发控制单元”都是针对施工设备本身的。
92.具体的，所述数字量收发控制单元设有若干数字量输入接口和若干数字量输出接口，数字量收发控制单元的数字量输入接口和数字量输出接口分别与施工设备的数字量输出接口和数字量输入接口通讯连接；
93.模拟量收发控制单元设有若干模拟量输入接口和若干模拟量输出接口，模拟量收发控制单元的模拟量输入接口和模拟量输出接口分别与施工设备的模拟量输出接口和模拟量输入接口通讯连接；
94.变频器协调控制单元分别设置若干独立的参数反馈接口、参数给定接口、状态反馈接口和功能使能接口，参数反馈接口、参数给定接口、状态反馈接口和功能使能接口分别与施工设备的变频器的参数反馈接口、参数给定接口、状态反馈接口和功能使能接口通讯连接；变频器协调控制单元为若干台变频器提供控制和反馈接口，对每台变频器均设置独立的参量反馈、参量给定、状态反馈、功能使能接口。
95.电气回路控制单元分别设置信号采集接口、分合反馈接口、分闸控制接口、合闸控制接口，信号采集接口、分合反馈接口、分闸控制接口、合闸控制接口分别与施工设备的电气回路的信号采集接口、分合反馈接口、分闸控制接口、合闸控制接口通讯连接。
96.如图6所示，所述现场数据收集系统包括现场数据收集器和传感器；监控节点控制器利用现场数据采集系统中的现场数据收集器获取传感器数据。
97.现场数据收集器内设有现场数据收集单元、数字量收发控制单元和模拟量收发控制单元；现场数据收集单元与监控节点控制器通讯连接；
98.数字量收发控制单元设有若干数字量输入接口和若干数字量输出接口，数字量收
发控制单元的数字量输入接口和数字量输出接口分别与传感器的数字量输出接口和数字量输入接口通讯连接；
99.模拟量收发控制单元设有若干模拟量输入接口和若干模拟量输出接口，模拟量收发控制单元的模拟量输入接口和模拟量输出接口分别与传感器的模拟量输出接口和模拟量输入接口通讯连接。(现场数据收集器内的数字量收发控制单元和模拟量收发控制单元，是针对“施工设备以外“的传感器，如电子围栏，火灾探测器等。)
100.现场数据收集单元设有与监控节点控制器的通讯接口，并与数字量收发单元、模拟量收发控制单元数据交互。
101.如图7所示，所述供电系统包括电源管理控制器、储能子系统、光伏子系统、风电子系统、外部电源接入子系统和若干dc/dc模块子系统；监控节点控制器利用电源管理控制器分别与储能子系统、光伏子系统、风电子系统、外部电源接入子系统器和若干dc/dc模块子系统实现交互控制，同时监控节点控制器通过物理通讯总线分别与储能子系统、光伏子系统、风电子系统、外部电源接入子系统器和若干dc/dc模块子系统实现交互控制；监控节点控制器利用供电系统中的电源管理控制器与各个子系统实现交互控制，同时通过物理通讯总线与各子系统实现交互控制。
102.供电系统设置光伏子系统和风电子系统，实现监控节点内的自发电功能；设置储能子系统，实现控制节点内的备电功能；设置外部电源接入子系统，用于配电网供电的直接接入。
103.所述供电系统还包括系统直流母线；储能子系统、光伏子系统、风电子系统和外部电源接入子系统分别通过各自子系统中的快速开关接入系统直流母线，系统直流母线再通过dc/dc模块子系统内的快速开关与dc/dc模块子系统连接，实现供电。
104.电源管理控制器包括电源管理主控制单元、发电协调控制单元和供电协调控制单元；发电协调控制单元用于协调储能子系统、光伏子系统、风电子系统和外部电源接入子系统的发电，供电协调控制单元由于协调若干dc/dc模块子系统的供电；电源管理主控制单元分别与发电协调控制单元和供电协调控制单元实现交互控制。
105.各子系统内部设置独立的子系统控制器，各个子控制器设有上传和接收接口用于与电源控制器数据交互，同时设有与监控节点控制器数据交互的总线通讯接口。各个子控制器与各自子系统内的模块控制器通讯，实现各自子系统内的协调控制。
106.供电系统内系统直流母线接口采用即插即用设计，根据供电系统需要，各个子系统灵活接入或抽出。各自子系统内的功能模块采用即插即用设计，根据功率大小需要，随时添加或减少模块数量。
107.如图8所示，储能子系统，实现控制节点内的备电功能；
108.储能子系统包括储能子系统控制器、若干储能元件组和若干储能双向模块；若干储能元件组分别与若干储能双向模块连接，并接入内部母线，然后通过快速开关k101与系统直流母线连接；储能双向模块和快速开关k101的信号输入输出端与储能子系统控制器通信连接，接入快速开关k101前后分别设有采样接口cpt101和采样接口cpt102，采样数据上传给储能子系统控制器；快速开关k101与监控节点控制器连接；
109.储能子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，储能子系统控制器还可通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；
110.如图9所示，储能双向模块包括储能双向模块控制器、手动开关sw11、储能元件侧软启动开关组k11、升降压双向电路单元igbt11和母线侧软启动开关组k12；储能元件组通过手动开关sw11与储能元件侧软启动开关组k11连接，然后通过升降压双向电路单元igbt11与母线侧软启动开关组k12，接入至内部母线；储能元件侧软启动开关组k11、升降压双向电路单元igbt11和母线侧软启动开关组k12的信号输入输出端与储能双向模块控制器通信连接，储能元件侧软启动开关组k11的输出端设有采样接口cpt11，采样数据上传给储能双向模块控制器；母线侧软启动开关组k12的输出端设有采样接口cpt12，采样数据上传给储能双向模块控制器。
111.如图10所示，光伏子系统包括光伏子系统控制器、若干光伏组串和若干光伏输入模块；若干光伏组串分别与若干光伏输入模块连接，并接入内部母线，然后通过快速开关k201与系统直流母线连接；光伏输入模块和快速开关k201的信号输入输出端与光伏子系统控制器通信连接，接入快速开关k201前后分别设有采样接口cpt201和采样接口cpt202，采样数据上传给光伏子系统控制器；
112.光伏子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，光伏子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k201与监控节点控制器连接；
113.如图11所示，光伏输入模块包括光伏输入模块控制器、手动开关sw21、软启动开关组k21和升压电路单元igbt21；光伏组串通过手动开关sw21与软启动开关组k21连接，然后通过升压电路单元igbt21接入至内部母线；软启动开关组k21和升压电路单元igbt21的信号输入输出端与光伏输入模块控制器的通信连接，软启动开关组k21的输出端设有采样接口cpt21，采样数据上传给光伏输入模块控制器；升压电路单元igbt21的输出端设有采样接口cpt22，采样数据上传给光伏输入模块控制器；
114.如图12所示，风电子系统包括风电子系统控制器、若干风机和若干风电输入模块；若干风机分别与若干风电输入模块连接，并接入内部母线，然后通过快速开关k301与系统直流母线连接；风电子输入模块和快速开关k301的信号输入输出端与风电子系统控制器通信连接，接入快速开关k301前后分别设有采样接口cpt301和采样接口cpt302，采样数据上传给风电子系统控制器；
115.风电子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，风电子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k301与监控节点控制器连接；
116.如图13所示，风电输入模块包括风电输入模块控制器、手动开关sw31、不控整流桥d31、软启动开关组k31和升压电路单元igbt31；风机通过手动开关sw31、不控整流桥d31与软启动开关组k31连接，然后通过升压电路单元igbt31接入至内部母线；软启动开关组k31和升压电路单元igbt31的信号输入输出端与风电输入模块控制器的通信连接，软启动开关组k31的输出端设有采样接口cpt31，采样数据上传给风电输入模块控制器；升压电路单元igbt31的输出端设有采样接口cpt32，采样数据上传给风电输入模块控制器。
117.如图14所示，外部电源接入子系统包括外部电源接入子系统控制器、交流接入模块和直流接入模块；外部交流电源和外部直流电源分别通过交流接入模块和直流接入模块接入内部母线，然后通过快速开关k401与系统直流母线连接；交流接入模块和直流接入模
块、快速开关k401的信号输入输出端与外部电源接入子系统控制器通信连接，接入快速开关k401前后分别设有采样接口cpt401和采样接口cpt402，采样数据上传给外部电源接入子系统控制器；
118.外部电源接入子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，外部电源接入子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k401与监控节点控制器连接；
119.如图15所示，交流接入模块包括交流接入模块控制器、手动开关sw41、不控整流桥d41、软启动开关组k41和降压电路单元igbt41；外部交流电源通过手动开关sw41、不控整流桥d41与软启动开关组k41连接，然后通过降压电路单元igbt41，接入至内部母线；软启动开关组k41和降压电路单元igbt41的信号输入输出端与交流接入模块控制器通信连接，软启动开关组k41的输出端设有采样接口cpt41，采样数据上传给交流接入模块控制器；降压电路单元igbt41的输出端设有采样接口cpt42，采样数据上传给交流接入模块控制器；
120.如图16所示，直流接入模块包括直流接入模块控制器、手动开关sw51、外部电源侧软启动开关组k51、升降压双向电路单元igbt51和母线侧软启动开关组k52；外部直流电源通过手动开关sw51、外部电源侧软启动开关组k51与升降压双向电路单元igbt51连接，然后通过母线侧软启动开关组k52，接入至内部母线；软启动开关组k51、升降压双向电路单元igbt51和母线侧软启动开关组k52的信号输入输出端与直流接入模块控制器通信连接，外部电源侧软启动开关组k51的输出端设有采样接口cpt51，采样数据上传给直流接入模块控制器；母线侧软启动开关组k52的输出端设有采样接口cpt52，采样数据上传给直流接入模块控制器；
121.如图17所示，dc/dc模块子系统包括dc/dc模块子系统控制器和若干dc/dc模块；系统直流母线通过快速开关k601与dc/dc模块连接，然后实现供电；快速开关k601前后分别设有采样接口cpt601和采样接口cpt602，采样数据上传给dc/dc模块子系统控制器；dc/dc模块和快速开关k601的信号输入输出端与dc/dc模块子系统控制器通信连接；
122.dc/dc模块子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，dc/dc模块子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接，快速开关k601与监控节点控制器连接。
123.远程监控平台通过5g网络、或现场操作人员可通过站内监控平台对各个监控节点的供电系统工作策略进行设置或调整。各个监控节点中的供电系统策略由各自电源管理控制器实施，以保证监控节点内设备正常、连续供电为主要控制目标，节能降耗为进一步优化目标。全自动运行状态下，电源管理控制器根据预先的控制策略设定和实际工况，灵活协调控制储能子系统、光伏子系统、风电子系统、外部电源接入子系统的输入功率控制，以及若干dc/dc模块输出功率控制，极限情况下的切除dc/dc模块控制。
124.各个子系统控制器从各自子系统内模块的模块控制器取对应子系统中各模块的输入、输出、控制、反馈、采样信息，用于故障判断和装置自身保护；判断为外部故障时，跳开对应模块的开关；在自身保护功能当中，对于直接造成装置永久性损坏的情况，直接保护闭锁并对外发出故障信号；对于不会造成装置永久性损坏的情况，只发故障信号不停机。
125.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或
变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。