[發明專利]一種基于非侵入式負荷監測技術的配電監測系統

在審

• 申請號: 202110500603.8
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113295945A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 周顯俊;李昭強;習靜
• 申請（專利權）人: 昇輝控股有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/25;G01R22/10;G01R21/133;G01R21/08;G01R21/00;G01R23/16
• 代理公司: 廣州京諾知識產權代理有限公司 44407
• 代理人: 劉菊欣

本發明公開了一種基于非侵入式負荷監測技術的配電監測系統，其特征在于，包括：電源模塊、交流采集模塊、MCU模塊、輸入模塊、存儲模塊、告警指示模塊、繼電輸出模塊、GPRS模塊和液晶模塊，交流信號采集模塊主要用于總負荷線路的電壓、電流的信號接入，其電流信號主要通過主負荷回路的霍爾電流互感器輸出到采集模塊，電壓信號則直接從主回路零火線引入到采集模塊；本發明的有益效果：本系統基于電源模塊、交流采集模塊、MCU模塊、輸入模塊、存儲模塊、告警指示模塊、繼電輸出模塊、GPRS模塊和液晶模塊，設計一種基于非侵入式負荷監測技術的配電監測系統，以達到解決了原有的工程造價和安裝實現上投入過多的設備和勞動力的問題。

技術領域

本發明涉及配電監測領域，更具體地說，屬于一種基于非侵入式負荷監測技術的配電監測系統。

背景技術

配電負荷監測系統是當前和未來電力系統突破地域、網域、時空限制最有效的管理和生產工具，是對電網配電設備實現最佳的配電網控制和信息管理的最佳解決手段，該系統可以實現對配電設備運行進行實時綜合監測，解決了供電部門所關心的電網配電設備運行狀況問題，為計算供電可靠性、供電質量等提供了最基本的資料，為配電網的改造、設備的增容提供了可靠的保證。

傳統的非侵入式負荷監測配電系統，通過在總負荷線路端采集電壓和電流信息，并通過子負荷特征計算法和比對來識別子負荷的投切，并對子負荷用電信息進行在監測，在一定程度上實現總負荷回路負載的精細化管理，但是在工程造價和安裝實現上投入過多的設備和勞動力，因此需要為用戶提供一種新的解決方案。

發明內容

針對現有應用及技術存在的不足，本發明提供了一種基于非侵入式負荷監測技術的配電監測系統。該系統能夠很好地解決傳統系統中投入過多的設備和勞動力等問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種基于非侵入式負荷監測技術的配電監測系統，包括：電源模塊、交流采集模塊、MCU模塊、輸入模塊、存儲模塊、告警指示模塊、繼電輸出模塊、GPRS 模塊和液晶模塊，交流信號采集模塊主要用于總負荷線路的電壓、電流的信號接入，其電流信號主要通過主負荷回路的霍爾電流互感器輸出到采集模塊，電壓信號則直接從主回路零火線引入到采集模塊；采集模塊中有降壓電路、板載電流互感器、濾波電路等，板載電流互感器將主回路霍爾電流互感器輸出的轉換電流，按一定的比例轉換為小電流模擬信號，該小電流模擬信號經過線性轉換變成微電壓型號輸入到MCU模塊的模擬引腳；主負荷回路的電壓則直接通過降壓電路輸入到MCU的模擬引腳。

進一步的，MCU模塊是系統的核心部件，通過ADC控制器將交流采集模塊的信號進行數字化，通過計算、分析、特征提取、負荷比對來實現總負荷電量的采集和子負荷的識別。

進一步的，MCU模塊GPIO口之一經放大電路與繼電開出模塊中的繼電器連接，繼電器的觸點可與主回路的分合開關連接，微處理器可發送設定的信號控制繼電器的通斷狀態，進而控制主負荷回路通斷狀態。

進一步的，GPRS模塊與MCU模塊通過uart連接，MCU將電路狀態參數如總負荷電流、電壓、有功電能、無功電能，子負荷電流、電壓、有功電能、無功電能，故障信息等數據通過uart發送至GPRS模塊，再由其發送到遠程控制終端或者通訊服務終端。

進一步的，存儲模塊中與MCU模塊通過SPI串口通訊，MCU模塊可從存儲模塊中讀取子負荷特征信息、配置參數等，子負荷特征信息包括子負荷的電流、有功功率、無功功率、諧波電流等四個ID，配置參數包括但不限于過壓閾值，欠壓閾值，過流閾值，采樣頻率等，當MCU需要識別子負荷時，首先在總負荷電流、有功功率、無功功率、諧波電流中提取子負荷瞬時特征值，然后在讀取存儲模塊中的特征信息進行比對，若滿足要求，則表示負荷識別成功，若不滿足要求，則記錄為新的子負荷，將特征信息存放在存儲模塊中。

進一步的，告警指示模塊中的LED指示燈的正極與MCU模塊的GPIO口連接，負極接公共地，用于指示當前運行狀態及其故障告警。