CN112217287A - 分布式电力参数监测设备及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分布式电力参数监测设备及系统，包括了电力参数监测芯片集群、通道选择处理器、数据通信模块、采样互感装置和采样接口。采样互感装置通过采样接口完成电信号采样，得到电采样信号。由通道选择处理器来确定将电采样信号传输至对应的电力参数监测芯片完成电力参数监测处理。通过电力参数监测芯片集群的部署，实现多样化的电力参数监测。同时，由数据通信模块将监测服务器下发的调试任务信号发送至通道选择处理器，主动调整电采样信号，包括调整电采样信号的信号本身或电采样信号的传输路径，即实现远程调试又提供了结果校准参考。基于此，无需调试人员现场调试，便于分布式电力参数监测设备的分布式部署。

Description

分布式电力参数监测设备及系统
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及了一种分布式电力参数监测设备及系统。
背景技术
电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统，其过程环节包括了发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统。其中，在电力系统进行正常运行的多个环节中，需要对运行中终端或线路的电力参数进行合理的监测，为电力系统的运行调整提高参考数据。
目前，传统的监测电力参数的方式主要是通过部署电力参数表来实现。电力参数表是一种具有可用户设置、LED显示、电能累加记忆、数字通信等功能的智能三相综合电力参数监测仪表。电力参数表用于测量的电力参数包括相电压/线电压、电流、频率、功率、功率因数和电能等。同时，部分电力参数表还具有数据通信功能，以便于远程抄表。
随着电力系统的开发，电力系统的应用环境和区域范围越来越大，对应的电力参数表需求也逐渐增大。但是，即便是具备数据通信功能的电力参数表，其进行电力参数监测前仍需要相关人员根据现场的应用场景进行手动调试，而监测结果的精确度很大程度受到人员的主观因素的影响。因此，传统的电力参数表也存在大范围部署的障碍。
综上，可见传统的电力参数表的应用还存在以上缺陷。
发明内容
基于此，有必要针对传统的电力参数表的应用还存在的缺陷，提供一种分布式电力参数监测设备及系统。
一种分布式电力参数监测设备，包括电力参数监测芯片集群、通道选择处理器、数据通信模块、采样互感装置和采样接口；
电力参数监测芯片集群通过通道选择处理器连接采样互感装置，采样互感装置用于通过采样接口完成对待测目标的电采样；通道选择处理器还用于通过数据通信模块与监测服务器实现通信交互；
通道选择处理器用于调整采样互感装置与电力参数监测芯片间的电连接通道，将采样互感装置获取到的电采样信号传输至对应的电力参数监测芯片；
通道选择处理器用于通过数据通信模块获取监测服务器下发的调试任务信号，并根据调试任务信号调整电采样信号，将调整后的电采样信号传输至对应的电力参数监测芯片。
上述的分布式电力参数监测设备，包括了电力参数监测芯片集群、通道选择处理器、数据通信模块、采样互感装置和采样接口。采样互感装置通过采样接口完成电信号采样，得到电采样信号。由通道选择处理器来确定将电采样信号传输至对应的电力参数监测芯片完成电力参数监测处理。通过电力参数监测芯片集群的部署，实现多样化的电力参数监测。同时，由数据通信模块将监测服务器下发的调试任务信号发送至通道选择处理器，主动调整电采样信号，包括调整电采样信号的信号本身或电采样信号的传输路径，即实现远程调试又提供了结果校准参考。基于此，无需调试人员现场调试，便于分布式电力参数监测设备的分布式部署。
在其中一个实施例中，通道选择处理器包括微处理器和单片机；
微处理器分别连接电力参数监测芯片集群、单片机和数据通信模块；
单片机连接采样互感装置。
在其中一个实施例中，采样互感装置包括多个电压互感器和多个电流互感器；采样接口包括多个电压采样通道和多个电流采样通道；
电压互感器与电压采样通道一一对应连接，电流互感器与电流采样通道一一对应连接。
在其中一个实施例中，数据通信模块包括485通信模块、3G/4G通信模块、蓝牙通信模块和/或WIFI通信模块。
在其中一个实施例中，电力参数监测芯片集群包括电压检测芯片、电流检测芯片、功率计量芯片和/或电能专用计量芯片。
在其中一个实施例中，微处理器用于将各电力参数监测芯片的处理结果发送至监测服务器。
在其中一个实施例中，微处理器包括AT91SAM9X35处理器。
在其中一个实施例中，电能专用计量芯片包括ATT7022EU芯片。
一种分布式电力参数监测系统，包括监测服务器以及上述任一实施例的分布式电力参数监测设备。
上述的分布式电力参数监测系统，包括了监测服务器和分布式电力参数监测设备。分布式电力参数监测设备的采样互感装置通过采样接口完成电信号采样，得到电采样信号。由通道选择处理器来确定将电采样信号传输至对应的电力参数监测芯片完成电力参数监测处理。通过电力参数监测芯片集群的部署，实现多样化的电力参数监测。同时，由数据通信模块将监测服务器下发的调试任务信号发送至通道选择处理器，主动调整电采样信号，包括调整电采样信号的信号本身或电采样信号的传输路径，即实现远程调试又提供了结果校准参考。基于此，无需调试人员现场调试，便于分布式电力参数监测设备的分布式部署。
在其中一个实施例中，监测服务器还用于获取调整后的电采样信号，并根据调整后的电采样信号与目标信号调整电力参数监测芯片的处理结果；其中，目标信号与调试任务信号相对应。
附图说明
图1为一实施方式的分布式电力参数监测设备模块结构图；
图2为分布式电力参数监测设备的分布式通信示意图；
图3为另一实施方式的分布式电力参数监测设备模块结构图；
图4为另一实施方式的分布式电力参数监测设备模块结构图；
图5为一实施方式的分布式电力参数监测系统组网示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种分布式电力参数监测设备。
图1为一实施方式的分布式电力参数监测设备模块结构图，如图1所示，一实施方式的分布式电力参数监测设备包括电力参数监测芯片集群100、通道选择处理器101、数据通信模块102、采样互感装置103和采样接口104；
电力参数监测芯片集群100通过通道选择处理器101连接采样互感装置103，采样互感装置103用于通过采样接口104完成对待测目标的电采样；通道选择处理器101还用于通过数据通信模块102与监测服务器实现通信交互；
通道选择处理器101用于调整采样互感装置103与电力参数监测芯片间的电连接通道，将采样互感装置103获取到的电采样信号传输至对应的电力参数监测芯片；
通道选择处理器101用于通过数据通信模块102获取监测服务器下发的调试任务信号，并根据调试任务信号调整电采样信号，将调整后的电采样信号传输至对应的电力参数监测芯片。
其中，采样接口104与待测目标连接，获取待测目标的电信号。采样互感装置103与采样接口104连接，将电信号转换为电采样信号，并通过通道选择处理器101将电采样信号发送至电力参数监测芯片集群100内特定的一个或多个电力参数监测芯片。电力参数监测芯片根据电采样信号完成电力参数监测处理，得到处理结果，即可用于上报的电力参数。
其中，数据通信模块102与监测服务器连接，获取监测服务器下发的调试任务信号。通道选择处理器101根据调试任务信号调整电采样信号本身或电采样信号的传输路径。例如，将传输至第一电力参数监测芯片的电采样信号改为将传输至第二电力参数监测芯片。或，以电采样信号为电压信号为例，提高电压信号的峰值等。
在其中一个实施例中，数据通信模块102包括有线通信模块和无线通信模块。有线通信方式包括总线通信等。作为一个较优的实施方式，数据通信模块102包括485通信模块、3G/4G通信模块、蓝牙通信模块和/或WIFI通信模块，以兼容多类型的数据通信。
其中，电力参数监测芯片在获得处理结果后，依次通过通道选择处理器101和数据通信模块102将处理结果上传至监测服务器，已完成结果收集。
在其中一个实施例中，图2为分布式电力参数监测设备的分布式通信示意图，如图2所示，一分布式电力参数监测设备A的数据通信模块102还用于与另一分布式电力参数监测设备B的数据通信模块102连接。一分布式电力参数监测设备A的数据通信模块102借由另一分布式电力参数监测设备B与监测服务器完成数据交互，以实现分布式电力参数监测设备的分布式部署。
在其中一个实施例中，图3为另一实施方式的分布式电力参数监测设备模块结构图，如图3所示，采样互感装置103包括多个电压互感器200和多个电流互感器201；采样接口104包括多个电压采样通道300和多个电流采样通道301；
电压互感器200与电压采样通道300一一对应连接，电流互感器201与电流采样通道301一一对应连接。
电压互感器200与电压采样通道300一一对应连接，且电流互感器201与电流采样通道301一一对应连接。例如，若待测目标为三相四线的供电线路，则线路数为4，那么电压互感器200、电流互感器201、电压采样通道300和电流采样通道301的数量均为4-1＝3个。3路电压采样通道300和3路电流采样通道301，分别用于测量A、B和C三相的电压和电流。若供电电路为三相三线的供电线路，则线路数为3，那么电压互感器200、电流互感器201、电压采样通道300和电流采样通道301的数量均为3-1＝2个。2路电压采样通道300和2路电流采样通道301，分别用于测量A和C三相的电压和电流。如图3所示，每个电压互感器200对应连接一个电压采样通道300，每个电流互感器201对应连接一个电流采样通道301。
在其中一个实施例中，图4为另一实施方式的分布式电力参数监测设备模块结构图，如图4所示，通道选择处理器101包括微处理器400和单片机401；
微处理器400分别连接电力参数监测芯片集群100、单片机401和数据通信模块102；
单片机401连接采样互感装置103。
其中，单片机401连接采样互感装置103，将电采样信号转换为数字信号，并将数字信号发送至微处理器400。由微处理器400将数字信号形式的电采样信号发送至相应的电力参数监测芯片。
在其中一个实施例中，微处理器400为ARM处理器。ARM处理器能够快速地读取到大量的采样数据，实现对多类型采样数据的快速通信处理，以提高通过数据通信模块102发送数据的效率，使监测服务器或另一分布式电力参数监测设备能够及时地从远程获取数据。作为一个较优的实施方式，微处理器400选用AT91SAM9X35处理器。
在其中一个实施例中，微处理器400通过总线连接单片机401，以提高微处理器400与单片机401之间的通信效率。
在其中一个实施例中，单片机401选用STM32系列单片机401，以应对多路电采样信号，提高处理效率。
其中，电力参数监测芯片集群100内包括多类型的电力参数监测芯片，包括电压检测芯片、电流检测芯片、功率计量芯片和/或电能专用计量芯片。
在其中一个实施例中，电能专用计量芯片包括ATT7022EU芯片。
上述任一实施例的分布式电力参数监测设备，包括了电力参数监测芯片集群100、通道选择处理器101、数据通信模块102、采样互感装置103和采样接口104。采样互感装置103通过采样接口104完成电信号采样，得到电采样信号。由通道选择处理器101来确定将电采样信号传输至对应的电力参数监测芯片完成电力参数监测处理。通过电力参数监测芯片集群100的部署，实现多样化的电力参数监测。同时，由数据通信模块102将监测服务器下发的调试任务信号发送至通道选择处理器101，主动调整电采样信号，包括调整电采样信号的信号本身或电采样信号的传输路径，即实现远程调试又提供了结果校准参考。基于此，无需调试人员现场调试，便于分布式电力参数监测设备的分布式部署。
本发明实施例还提供一种分布式电力参数监测系统。
图5为一实施方式的分布式电力参数监测系统组网示意图，如图5所示，一实施方式的分布式电力参数监测系统包括监测服务器1000以及上述任一实施例的分布式电力参数监测设备1001。
如图5所示，部分分布式电力参数监测设备1001直接与监测服务器1000进行通信交互，部分分布式电力参数监测设备1001通过另一部分分布式电力参数监测设备1001与监测服务器1000进行通信交互。
基于此，监测服务器1000通过直接通信交互或间接通信交互获取各分布式电力参数监测系统的处理结果。相关用户可通过登录监测服务器1000查询或导出处理结果。
在其中一个实施例中，监测服务器1000在向特定分布式电力参数监测设备1001下发调试任务信号后，还向特定分布式电力参数监测设备1001获取调整后的电采样信号，并根据调整后的电采样信号与目标信号调整电力参数监测芯片的处理结果；其中，目标信号与调试任务信号相对应。
其中，调试任务信号被下发后，分布式电力参数监测设备1001内的通道选择处理器调整电采样信号，并将调整后的电采样信号发送至监测服务器1000。在其中一个实施例中，监测服务器1000存储有调试任务信号与目标信号的映射关系。
根据调整后的电采样信号与目标信号调整电力参数监测芯片的处理结果，以修正处理结果。
上述的分布式电力参数监测系统，包括了监测服务器1000和分布式电力参数监测设备1001。分布式电力参数监测设备1001的采样互感装置通过采样接口完成电信号采样，得到电采样信号。由通道选择处理器来确定将电采样信号传输至对应的电力参数监测芯片完成电力参数监测处理。通过电力参数监测芯片集群的部署，实现多样化的电力参数监测。同时，由数据通信模块将监测服务器下发的调试任务信号发送至通道选择处理器，主动调整电采样信号，包括调整电采样信号的信号本身或电采样信号的传输路径，即实现远程调试又提供了结果校准参考。基于此，无需调试人员现场调试，便于分布式电力参数监测设备的分布式部署。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种分布式电力参数监测设备，其特征在于，包括电力参数监测芯片集群、通道选择处理器、数据通信模块、采样互感装置和采样接口；
所述电力参数监测芯片集群通过所述通道选择处理器连接所述采样互感装置，所述采样互感装置用于通过所述采样接口完成对待测目标的电采样；所述通道选择处理器还用于通过数据通信模块与监测服务器实现通信交互；
所述通道选择处理器用于调整所述采样互感装置与所述电力参数监测芯片间的电连接通道，将所述采样互感装置获取到的电采样信号传输至对应的电力参数监测芯片；
所述通道选择处理器用于通过所述数据通信模块获取所述监测服务器下发的调试任务信号，并根据所述调试任务信号调整所述电采样信号，将调整后的电采样信号传输至对应的所述电力参数监测芯片。
2.根据权利要求1所述的分布式电力参数监测设备，其特征在于，所述通道选择处理器包括微处理器和单片机；
所述微处理器分别连接所述电力参数监测芯片集群、所述单片机和所述数据通信模块；
所述单片机连接所述采样互感装置。
3.根据权利要求1所述的分布式电力参数监测设备，其特征在于，所述采样互感装置包括多个电压互感器和多个电流互感器；所述采样接口包括多个电压采样通道和多个电流采样通道；
所述电压互感器与所述电压采样通道一一对应连接，所述电流互感器与所述电流采样通道一一对应连接。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的分布式电力参数监测设备，其特征在于，所述数据通信模块包括485通信模块、3G/4G通信模块、蓝牙通信模块和/或WIFI通信模块。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的分布式电力参数监测设备，其特征在于，所述电力参数监测芯片集群包括电压检测芯片、电流检测芯片、功率计量芯片和/或电能专用计量芯片。
6.根据权利要求2所述的分布式电力参数监测设备，其特征在于，所述微处理器用于将各所述电力参数监测芯片的处理结果发送至所述监测服务器。
7.根据权利要求2任意一项所述的分布式电力参数监测设备，其特征在于，所述微处理器包括AT91SAM9X35处理器。
8.根据权利要求5所述的分布式电力参数监测设备，其特征在于，所述电能专用计量芯片包括ATT7022EU芯片。
9.一种分布式电力参数监测系统，其特征在于，包括监测服务器以及如权利要求1至8任意一项所述的分布式电力参数监测设备。
10.根据权利要求8所述的分布式电力参数监测系统，其特征在于，所述监测服务器还用于获取调整后的电采样信号，并根据调整后的电采样信号与目标信号调整电力参数监测芯片的处理结果；其中，所述目标信号与所述调试任务信号相对应。
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