本发明专利技术公开了一种非接触式电能综合测量装置及电力物联网系统。所述非接触式电能综合测量装置包括：信号测量模块；信号测量模块包括感应电极阵列；感应电极阵列分布在目标线缆的周围；感应电极阵列位于目标线缆产生的电场空间中；感应电极阵列用于基于电场耦合效应测量目标电缆的电压。本发明专利技术能在不破坏电缆的情况下实现电能的非接触式测量，不仅便于安装，而且安全性高。而且安全性高。而且安全性高。
【技术实现步骤摘要】
一种非接触式电能综合测量装置及电力物联网系统
[0001]本专利技术涉及电力传感及物联网领域，特别是涉及一种非接触式电能综合测量装置及电力物联网系统。
技术介绍
[0002]先进电力传感技术是中国构建泛在电力物联网和能源互联网的重要基石。对于电力设备和用电网络而言，通过对底层设备电压、电流、温度等基础变量的测量，利用通信网络对数据进行传输、存储，进而结合数据学习和分析等手段，可以精准感知设备运行状态，掌握用户使用数据和设备服役状态，对于提升电力设备运行安全水平、提高设备运行效率和用电质量均具有重要意义。
[0003]目前单一的电信号的测量方法已比较成熟，如通过电流互感器、电压互感器、温度传感器等对电流、电压和温度等变量进行测量。单一的、单参量的传感器处于产业链的末端，功能单一，在功能和产业规模上容易遇到“天花板”，而集合传感、计算、控制、通信的具有完整功能的综合感知终端科技附加值更高，更符合现代化市场的需求，市场价值也更大。随着电力物联网、能源互联网等新基建需求的出现，通过现代通信技术和先进传感技术相结合，将电力相关的装置、管理和信息相连而形成网络系统，更符合当下的现实需求。
[0004]实现集成化的综合电能测量，在测量方式、数据处理、安装条件等方面有不同的要求，目前最大的瓶颈在于电压的测量，传统电压测量需要将传感触点(如探针等)与带电导体进行接触，通过电磁变换将电压隔离或者进行调压处理，进而通过二次侧表计获得电压信息。一般的处理方式是，通过探针刺破绝缘电缆，探针与内部导体接触，探针外部连接信号采集和调理电路，进而在二次侧获得线路运行电压。该方法主要存在两方面的缺陷：(1)安装困难。线路一次侧需要停电安装，需要人力破坏线缆绝缘层，同时要控制的受损面积扩大，导致安装难度大。(2)安全隐患严重。由于绝缘层受到破坏，电力线缆和设备的运行安全面临严峻考验。
技术实现思路
[0005]基于此，本专利技术实施例提供一种非接触式电能综合测量装置及电力物联网系统，在不破坏电缆的情况下实现电能的测量，不仅便于安装，而且安全性高。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种非接触式电能综合测量装置，包括：信号测量模块；
[0008]所述信号测量模块包括感应电极阵列；
[0009]所述感应电极阵列分布在目标线缆的周围；所述感应电极阵列位于所述目标线缆产生的电场空间中；所述感应电极阵列用于基于电场耦合效应测量所述目标电缆的电压。
[0010]可选的，所述信号测量模块，还包括：温度传感器；
[0011]所述温度传感器位于第一区域；所述感应电极阵列位于第二区域；所述第一区域和所述第二区域均围绕所述目标线缆；所述第二区域位于所述第一区域的外部；所述温度
传感器与所述目标线缆接触；所述温度传感器用于测量所述目标线缆的温度。
[0012]可选的，所述信号测量模块，还包括：互感线圈；
[0013]所述互感线圈套设在所述目标线缆的周围；所述感应电极阵列位于所述互感线圈与所述目标线缆之间；所述互感线圈用于基于电磁感应原理测量所述目标线缆中的电流。
[0014]可选的，所述信号测量模块，还包括：固定件；
[0015]所述固定件套设在所述目标线缆的周围；所述固定件的内侧布设所述温度传感器；所述固定件的外侧布设所述感应电极阵列。
[0016]可选的，所述非接触式电能综合测量装置，还包括：边缘计算模块；所述边缘计算模块与所述信号测量模块连接；
[0017]所述边缘计算模块包括多参量计算单元和电压测量补偿器；
[0018]所述多参量计算单元用于根据所述电压和所述电流计算视在功率和功率因数；
[0019]所述电压测量补偿器内置电极电压波动与目标电缆位置变化的关系模型；所述关系模型采用机器学习方法或神经网络方法构建而成；所述电压测量补偿器用于对所述电压进行自适应补偿。
[0020]可选的，所述非接触式电能综合测量装置，还包括：调理电路模块；
[0021]所述信号测量模块通过所述调理电路模块与所述边缘计算模块连接；所述调理电路模块用于对所述电压和所述电流进行调理、滤波和去噪处理。
[0022]可选的，所述非接触式电能综合测量装置，还包括：数据发送模块；
[0023]所述数据发送模块与所述边缘计算模块连接；所述数据发送模块用于将电能信号发送出去；所述电能信号包括补偿后的电压、所述电流、所述视在功率和所述功率因数。
[0024]本专利技术还提供了一种电力物联网系统，包括：终端节点层、组网层、网关层和数据中心层；
[0025]所述终端节点层包括上述所述的非接触式电能综合测量装置；所述非接触式电能综合测量装置为至少一个；一个所述非接触式电能综合测量装置对应一个网络节点；
[0026]所述组网层用于采用自组网协议对所述网络节点进行自组网，并将所述非接触式电能综合测量装置测量到的电能信号以局域网络的方式传输至所述网关层；
[0027]所述网关层用于采用不同的协议与所述组网层通信，将所述组网层发送的所述电能信号转换成标准协议的数据并传输；
[0028]所述数据中心层用于对所述网关层传输的标准协议的数据进行存储、分析及计算，并对外提供数据交互服务。
[0029]可选的，所述组网层包括：多个二级数据传输模块和多个自组网模块；
[0030]一个所述二级数据传输模块连接所述终端节点层中的一个局域网络；每个所述自组网模块均连接一组二级数据传输模块；所述组网层中同一个所述自组网模块连接的二级数据传输模块为一组二级数据传输模块；
[0031]所述二级数据传输模块用于将相应的电能测量装置测量到的电能信号传输至所述自组网模块；所述自组网模块用于对所属局域网内的网络节点进行自组网，从而将所述电能信号以局域网络的方式传输至所述网关层。
[0032]可选的，所述网关层包括：多个网关和多个一级数据传输模块；
[0033]一个所述网关连接一个所述自组网模块；一个所述数据传输模块连接一个所述网
关；
[0034]所述网关用于采用不同的协议与所述自组网模块通信，将所述自组网模块发送的所述电能信号转换成标准协议的数据；
[0035]所述一级数据传输模块用于将标准协议的数据传输至所述数据中心层。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0037]本专利技术实施例提出了一种非接触式电能综合测量装置及电力物联网系统，将感应电极阵列设置在目标线缆的周围，使得感应电极阵列位于目标线缆产生的电场空间中，基于电场耦合效应实现目标电缆电压的测量，该电能测量装置能在不破坏电缆的情况下实现电能的非接触式测量，不仅便于安装，而且安全性高。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种非接触式电能综合测量装置，其特征在于，包括：信号测量模块；所述信号测量模块包括感应电极阵列；所述感应电极阵列分布在目标线缆的周围；所述感应电极阵列位于所述目标线缆产生的电场空间中；所述感应电极阵列用于基于电场耦合效应测量所述目标电缆的电压。2.根据权利要求1所述的一种非接触式电能综合测量装置，其特征在于，所述信号测量模块，还包括：温度传感器；所述温度传感器位于第一区域；所述感应电极阵列位于第二区域；所述第一区域和所述第二区域均围绕所述目标线缆；所述第二区域位于所述第一区域的外部；所述温度传感器与所述目标线缆接触；所述温度传感器用于测量所述目标线缆的温度。3.根据权利要求1所述的一种非接触式电能综合测量装置，其特征在于，所述信号测量模块，还包括：互感线圈；所述互感线圈套设在所述目标线缆的周围；所述感应电极阵列位于所述互感线圈与所述目标线缆之间；所述互感线圈用于基于电磁感应原理测量所述目标线缆中的电流。4.根据权利要求2所述的一种电能测量装置，其特征在于，所述信号测量模块，还包括：固定件；所述固定件套设在所述目标线缆的周围；所述固定件的内侧布设所述温度传感器；所述固定件的外侧布设所述感应电极阵列。5.根据权利要求3所述的一种非接触式电能综合测量装置，其特征在于，还包括：边缘计算模块；所述边缘计算模块与所述信号测量模块连接；所述边缘计算模块包括多参量计算单元和电压测量补偿器；所述多参量计算单元用于根据所述电压和所述电流计算视在功率和功率因数；所述电压测量补偿器内置电极电压波动与目标电缆位置变化的关系模型；所述关系模型采用机器学习方法或神经网络方法构建而成；所述电压测量补偿器用于对所述电压进行自适应补偿。6.根据权利要求5所述的一种非接触式电能综合测量装置，其特征在于，还包括：调理电路模块；所述信号测量模块通过所述调理电路模块与所述边缘计算模块连接；所述调理电路模块用于对所述电压和所述电流进行调理、滤波和去噪处理。7.根据权利要求5所述的一种非...
【专利技术属性】
技术研发人员：舒亮，钱祺，陈冲，章上聪，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。