一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统，其特征在于，包括：电源模块、交流采集模块、MCU模块、输入模块、存储模块、告警指示模块、继电输出模块、GPRS模块和液晶模块，交流信号采集模块包括总负荷线路电压、电流信号接入；本系统基于电源模块、交流采集模块、MCU模块、输入模块、存储模块、告警指示模块、继电输出模块、GPRS模块和液晶模块，设计一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统，以达到解决了原有的工程造价和安装实现上投入过多的设备和劳动力的问题本发明专利技术通过一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统解决了原有的工程造价和安装实现上投入过多的设备和劳动力问题。的设备和劳动力问题。的设备和劳动力问题。

A distribution monitoring system based on non intrusive load monitoring technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统


[0001]本技术涉及配电监测领域，更具体地说，属于一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统。

技术介绍

[0002]配电负荷监测系统是当前和未来电力系统突破地域、网域、时空限制最有效的管理和生产工具，是对电网配电设备实现最佳的配电网控制和信息管理的最佳解决手段，该系统可以实现对配电设备运行进行实时综合监测，解决了供电部门所关心的电网配电设备运行状况问题，为计算供电可靠性、供电质量等提供了最基本的资料，为配电网的改造、设备的增容提供了可靠的保证。
[0003]传统的非侵入式负荷监测配电系统，通过在总负荷线路端采集电压和电流信息，并通过子负荷特征计算法和比对来识别子负荷的投切，并对子负荷用电信息进行在监测，在一定程度上实现总负荷回路负载的精细化管理，但是在工程造价和安装实现上投入过多的设备和劳动力，因此需要为用户提供一种新的解决方案。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统，包括：电源模块、交流采集模块、MCU模块、输入模块、存储模块、告警指示模块、继电输出模块、GPRS模块和液晶模块，交流信号采集模块包括总负荷线路电压、电流信号接入，其电流信号通过主负荷回路霍尔电流互感器输出到采集模块，采集模块通过主回路零火线引入至电压信号，其中，采集模块包括降压电路、板载电流互感器、滤波电路等，板载电流互感器通过主回路霍尔电流互感器输出的转换电流转换为小电流模拟信号，其中，小电流模拟信号通过微电压型号输入至MCU模块模拟引脚，主负荷回路电压通过降压电路输入至MCU模拟引脚。
[0006]进一步的，MCU模块GPIO口包括放大电路，放大电路与继电开出模块中继电器连接，继电器的触点与主回路分合开关连接。
[0007]进一步的，GPRS模块与MCU模块通过uart连接。
[0008]进一步的，存储模块中与MCU模块通过SPI串口通讯。
[0009]进一步的，告警指示模块中的LED指示灯的正极与MCU模块的GPIO口连接，负极接公共地。
[0010]进一步的，液晶模块通过FSMC与MCU模块的连接。
[0011]进一步的，电源模块为液晶模块、MCU模块、继电开出模块和GPRS模块提供工作电源。
[0012]与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术通过一种基于非侵入式
负荷监测技术的配电监测系统解决了原有的工程造价和安装实现上投入过多的设备和劳动力问题：
[0013]本系统基于电源模块、交流采集模块、MCU模块、输入模块、存储模块、告警指示模块、继电输出模块、GPRS模块和液晶模块，设计一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统，以达到解决了原有的工程造价和安装实现上投入过多的设备和劳动力的问题本专利技术通过一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统解决了原有的工程造价和安装实现上投入过多的设备和劳动力问题。
附图说明
[0014]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：
[0015]图1为本技术的技术流程图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0017]如附图1所示的一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统通过MCU强大和快速的数据处理能力来采集总负荷回路中的电压、电流、有功功率、无功功率、谐波电流等瞬态信息，并通过子负荷投入瞬间，总负荷回路的电参量变化信息来计算子负荷的特征量，然后通过MCU读取存储模块中的子负荷库的特征量ID信息，通过比对方法来确定负荷类型，从而实现子负荷识别和在线监测。
[0018]优选的，为了方便快速地实现负荷识别，首先需要建立子负荷特征库，子负荷特征库的数据主要包括了各种负荷的特征量ID，特征量包括电流、有功功率、功率因素、谐波电流；如照明用的LED其特征量ID为(CH1、I1、P1、Q1、Ir1)，其中CH1代表照明LED类的子负荷，I1代表该负荷投入时额定电流特征值(有效值表示)，P1代表该负荷投入时额定有功功率，Q1代表该负荷投入额定无功功率，Ir1代表该负荷投入时谐波分量，Ir1由2
‑
13次谐波分量组成。子负荷特征库的建立可通过两种方法实现，一种离线方法，一种是在线方法；离线方法主要通过子负荷出厂信息来确定，由于电气负荷在出厂过程中一般很少涉及谐波等信息，因此，在实际建库中可以通过测量子负荷谐波来确定子负荷谐波ID值；在线方法主要通过系统自动测量的方法来实现子负荷特征库建立，但必须保证系统挂载总负荷回路时，当启动建库后，总回路在同一时间有且只有单一类负荷投入，系统在测量到该单一负荷的特征量ID值后会通过MCU模块自动写入存储模块中，子负荷特征库的数据在存储模块中以矩阵形式存储：
[0019]CH1＝I1、P1、Q1、Ir1
[0020]CH2＝I2、P2、Q2、Ir2
[0021]CH3＝I3、P3、Q3、Ir3
[0022]………………………………
[0023]CHn＝In、Pn、Qn、Irn
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(1)
[0024]优选的，建立子负荷特征库后，MCU模块通过实时监测总负荷回路的电量变化信息来提取投入负荷的特征量的ID值。设T为周期时间窗，Tk时刻，MCU根据当前时刻前一周期间隔内的总负荷电压U、电流I瞬时值样本，以电压向量为参考，利用快速傅里叶算法可计算出Tk时刻总负荷电流有效值Ik,有功功率值Pk,无功功率Qk,谐波值Irk，用状态标志FLAGk＝(Ik,Pk,Qk,Irk)来表示，其中Ik和Irk为电流向量，其参考相位以电压为准，Pk,Qk为标量，Qk区分正负，负数表示容性负荷，正数表示感性负荷；同样在Tk+1，Tk+2，Tk+3等时刻用FLAGk+1＝(Ik+1,Pk+1,Qk+1,Irk+1)，FLAGk+2＝(Ik+2,Pk+2,Qk+2,Irk+2)，FLAGk+3＝(Ik+3,Pk+3,Qk+3,Irk+3)来表示，若假设在Tk+1时刻子负荷投入，并且经过一个周期间隔T在Tk+2时刻达到稳定状态，则子负荷的特征量ID值表示为如下：
[0025]CHx＝FLAGk+2
‑
FLAGk+1
[0026]＝(Ik+2,Pk+2,Qk+2,Irk+2)
‑
(Ik+1,Pk+1,Qk+1,Irk+1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统，其特征在于，包括：电源模块、交流采集模块、MCU模块、输入模块、存储模块、告警指示模块、继电输出模块、GPRS模块和液晶模块，交流信号采集模块包括总负荷线路电压、电流信号接入，其电流信号通过主负荷回路霍尔电流互感器输出到采集模块，采集模块通过主回路零火线引入至电压信号，其中，采集模块包括降压电路、板载电流互感器、滤波电路等，板载电流互感器通过主回路霍尔电流互感器输出的转换电流转换为小电流模拟信号，其中，小电流模拟信号通过微电压型号输入至MCU模块模拟引脚，主负荷回路电压通过降压电路输入至MCU模拟引脚。2.根据权利要求1所述的一种基于非侵入式负荷监测技术的配电监测系统，其特征在于：MCU模块GPIO口包括放大电路，放大电路与继电开出模块中继电器连接，继电器的触点与主回路分合开关连接。3.根据权利要求1所述的一种基于非侵...

【专利技术属性】
技术研发人员：周显俊，李昭强，习静，
申请(专利权)人：昇辉控股有限公司，
类型：新型
国别省市：