[发明专利]用于供电系统的能量收集装置、监控系统和无线传感器节点

说明书

本发明公开了一种用于供电系统的能量收集装置、监控系统和无线传感器节点，其中所述能量收集装置包括：导热层，与所述供电系统的供电线缆接触；热电材料层，设置在所述导热层上；以及换热层，设置在所述热电材料层上。

技术领域

本发明涉及直流供电技术领域，具体涉及一种用于供电系统的能量收集装置、监控系统和无线传感器节点。

背景技术

在供电系统中通常需要监控整个供电系统的状态，例如线缆表面温度、能量击穿通知(energy break down notification)、局部放电测量结果等，需要采集这些状态参数并将其发送到服务器，服务器通过对这些状态参数进行分析，可以启动特定动作以优化供电系统的性能，或者是启动预测性维护任务。

为了采集这些状态参数，需要在供电系统中布设分布式无线传感器节点，然而目前存在的巨大问题是这些分布式无线传感器节点的供电电源。对于交流供电系统，现有的一种做法是，利用电缆周围的振荡磁场来对无线传感器节点进行供电，但是对于长距离输电，交流供电系统的损耗巨大，目前越来越多的采用直流供电技术，例如高压直流(HVDC，High Voltage Direct Current)系统来进行长距离输电。

对于直流供电系统，一种现有的做法是采用电池来对无线传感器节点进行供电，但是这样需要执行庞大的维护任务，在时间和成本方面花费巨大；另一种现有的做法是利用太阳能来对分布式无线传感器节点进行供电，不仅成本高，而且无线传感器节点的性能和可用性在很大程度上取决于天气情况。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种用于供电系统的能量收集装置、监控系统和无线传感器节点，以解决现有的供电系统监控成本高且不易于维护的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种用于供电系统的能量收集装置，包括：导热层，与所述供电系统的供电线缆接触；热电材料层，设置在所述导热层上；以及换热层，设置在所述热电材料层上。

可选地，所述导热层、所述热电材料层和所述换热层中的至少一个为环形且围绕所述供电线缆设置。

可选地，所述热电材料层由多个圆柱形或矩形热电发电器构成。

可选地，所述热电材料层由柔性材料制成。

可选地，所述换热层是具有多个散热鳍片的散热片。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种用于供电系统的监控系统，包括：无线传感器节点，用于采集并发送所述供电系统的状态参数；上述第一方面中任一项所述的能量收集装置，用于向所述无线传感器节点供电。

可选地，所述无线传感器节点为多个，所述能量收集装置为多个，所述供电系统监控系统还包括：能量子系统，与多个所述能量收集装置连接，用于接收并存储所述能量收集装置所产生的电能，并向多个所述无线传感器节点供电。

可选地，所述能量子系统还用于向多个所述无线传感器节点分配电能；和/或将所述能量收集装置所产生的电压变换为所述无线传感器节点的工作电压。

可选地，所述供电系统是直流供电系统。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种用于供电系统的无线传感器节点，包括：采集装置，用于采集供电系统的状态参数；通讯装置，用于向外部发送所采集的供电系统的状态参数；上述第一方面中任一项所述的能量收集装置，用于向所述采集装置和所述通讯装置供电。

根据本发明实施例的用于供电系统的能量收集装置和监控系统，利用流过供电系统的供电线缆的电流使得能量收集装置的热电材料层两侧出现温差，从而可以使得热电材料层产生电能来为监控供电系统状态的无线传感器节点供电，无需执行庞大的维护任务且成本低廉。