CN114002497A - 一种便携式功率检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种便携式功率检测装置，包括：罗氏线圈、电压检测部件、功率计算器件、数据传输接口。所述罗氏线圈、所述电压检测部件和所述数据传输接口分别与所述功率计算器件连接；所述罗氏线圈套设在目标设备的待监测母线上，用于监测所述待监测母线上的电流；所述电压检测部件用于监测所述待监测母线上的电压；所述功率计算器件用于根据所述罗氏线圈监测的电流和所述电压检测部件监测的电压，确定所述目标设备的功率，并通过所述数据传输接口将所述目标设备的功率传输至云平台，完成监测目标设备的功率后，解开罗氏线圈和少量线缆即可完成整体拆卸，方便功率检测装置快速挪至其他有需要的现场重复使用，方便快捷。

Description

一种便携式功率检测装置

技术领域

本申请涉及智能电网储能系统领域，尤其涉及一种便携式功率检测装置。

背景技术

随着智能电网储能行业的发展以及国家环保政策的推动，储能系统装机量大幅度增加。在用户侧储能项目中，储能系统与其他用电设备共同接入在同一个变压器下。为避免系统在充电过程中，出现充电功率与耗电设备之和超过变压器容量限值导致变压器容量超值问题，以及在放电过程中，系统放电功率超过接入变压器下其他耗电设备功率总和，出现向电网倒送电的情况，因此配置实时功率检测装置十分必要。

在用户侧储能项目建设过程中，传统实时功率检测装置不方便安装和拆卸复用，灵活性较差，导致检测效率较低。

发明内容

本申请提供一种便携式功率检测装置，用以解决传统功率检测装置安装和拆卸过程复杂，灵活性较差的问题。

一方面，本申请提供一种便携式功率检测装置，包括：罗氏线圈、电压检测部件、功率计算器件、数据传输接口；

罗氏线圈、电压检测部件和数据传输接口分别与功率计算器件连接；

罗氏线圈套设在目标设备的待监测母线上，用于监测待监测母线上的电流；

电压检测部件用于监测待监测母线上的电压；

功率计算器件用于根据罗氏线圈监测的电流和电压检测部件监测的电压，确定目标设备的功率，并通过数据传输接口将目标设备的功率传输至云平台。

本申请提供的一种便携式功率检测装置，包括罗氏线圈、电压检测部件、功率计算器件和数据传输接口。其中，罗氏线圈套设在目标设备的待监测母线上，检测目标设备待监测母线的电流，将监测的电流输出至功率计算器件。电压检测部件与目标设备的待监测母线连接，监测目标设备的电压，并将电压输出至功率计算器件。功率计算器件对接收到的电流和电压进行处理，确定目标设备的功率，并通过数据传输接口将目标设备的功率传输至云平台，完成目标设备功率监测的任务。使用该便携式功率检测装置时，将罗氏线圈套设在待监测母线上，完成必要的线缆连接，即可完成该便携式功率检测装置的安装，检测结束后，只需将罗氏线圈从待监测母线上拆卸，拆除少量电缆即可完成整体功率检测装置的拆卸，使用方便快捷。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种功率检测的场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种便携式功率检测装置结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种便携式功率检测装置结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先对本申请所涉及的名词进行解释：

罗氏线圈：又名电流测量线圈、微分电流传感器，是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。

多功能电表：适用于分布式光伏并网柜的功率监测、电力需求侧管理等应用。多功能电表可测量全部电力参数(如单相或者三相的电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、频率、功率因数)以及全面的电能监测和考核管理，同时具有多种外围接口功能。多功能电表采用液晶显示界面，通过面板按键来实现参数设置和控制，非常适合于实时电力监控系统。

接线端子：是用于实现电气连接的一种配件产品，工业上将接线端子划分为连接器的范畴。

4G模块：也可以称4G通信模块，是物联网行业具有4G通信功能的一种产品。通过4G模块，可以实现工业设备数据通过无线4G网络传输到远端控制中心，并从控制中心通过4G模块远程对工业设备进行数据通信，从而实现工业设备通过无线4G网络的集中管理集中监控。

储能系统：在对储能过程进行分析时，为了确定研究对象而划出的部分物体或空间范围，包括能量和物质的输入和输出、能量的转换和储存设备。储能系统的基本任务是克服在能量供应和需求之间的时间性或者局部性的差异。

随着智能电网储能行业的发展，储能系统的需求也不断增加。储能系统主要由储能电池、储能双向变流器(Power Conversion System，PCS)、变压器、配电设备、线缆等组成，最基本的功能是存储电能和发出电能。常见的储能系统应用场景可以包括电源侧、电网侧和用户侧等，在不同的应用场景下，储能系统的设备组成基本相同。以用户侧储能项目为例，储能系统与其他用电设备共同接入在同一个变压器下，系统充电过程中，储能系统作为耗电设备从电网取电；系统放电过程中，储能系统作为电源为同一变压器下其他耗电设备供电，故储能系统的充放电过程存在以下限制：

在储能系统作为耗电设备进行充电的过程中，储能系统的充电功率与耗电设备之和不能超过变压器容量限值，否则将导致储能系统接入变压器超限。

在储能系统作为电源进行放电的过程中，储能系统的放电功率不能超过接入变压器下其他耗电设备功率总和，否则将产生向电网倒送电情况。

为避免上述问题的发生，监测储能系统和其他耗电设备的功率是十分必要的。但现有技术中，功率检测装置需要在现场进行各个部件的组装，组装过程所需时间较长，不利于安装和拆卸复用，灵活性较差，检测效率较低。

本申请提供的一种便携式功率检测装置，包括罗氏线圈、电压检测部件、功率计算器件、数据传输接口。罗氏线圈可套设在目标设备的待监测母线上，监测待监测母线上的电流。电压检测部件用于监测待监测母线上的电压。罗氏线圈和电压检测部件均与功率计算器件相连，功率计算器件接收来自罗氏线圈监测的电流和电压检测部件监测的电压，进而确定目标设备的功率。数据传输接口与功率计算器件连接，功率计算器件通过数据传输接口，将目标设备的功率传输至云平台，实现远程读取，完成目标设备功率的监测。使用该便携式功率检测装置时，只需将罗氏线圈套设在目标设备的待监测母线上，完成必要的线缆连接，即完成了装置的安装工作，检测结束后，将罗氏线圈从待监测母线上拆卸，拆除少量电缆即可完成整体功率检测设备的拆卸，能够快速移动至有需要的现场重复使用，方便快捷，提高功率检测效率。

图1为本申请实施例提供的功率检测的场景示意图，如图1所示，功率检测是在对储能系统充电过程的场景下，对例如储能系统的充电功率进行检测。还可以是储能系统作为电源进行放电的过程中，对储能系统的放电功率进行检测。

其中，待监测母线为储能系统上的三相母线。本申请提供的便携式功率检测装置，其中的罗氏线圈套设在三相母线上以采集待监测母线的电流信号，电压检测部件采集待监测母线的电压信号，功率计算器件接收电流信号和电压信号，并根据电压信号和电流信号进行计算，得到储能系统上目标监测点的功率，可以进一步将监测的功率数据进行本地读取，也可通过网络模块构建的网络将监测的功率数据上传至云平台，实现远程读取。

完成监测任务后只需将罗氏线圈从三相母线上拆卸，拆除少量电缆即可完成整体功率监测设备的拆卸，从而使功率监测设备可以在多种应用场景方便快捷、重复使用。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

图2为本申请实施例提供的一种便携式功率检测装置结构示意图，如图2所示，便携式功率检测装置，可以包括：

罗氏线圈201、电压检测部件202、功率计算器件203及数据传输接口204。

罗氏线圈201、电压检测部件202和数据传输接口204分别与功率计算器件203连接。

罗氏线圈201套设在目标设备的待监测母线上，用于监测待监测母线上的电流；

电压检测部件202用于监测待监测母线上的电压；

功率计算器件203用于根据罗氏线圈201监测的电流和电压检测部件202监测的电压，确定目标设备的功率，并通过数据传输接口204将目标设备的功率传输至云平台。

其中，目标设备即为待检测功率的设备，本申请中主要针对储能系统的功率进行检测，可以是储能系统充电过程中的充电功率，也可以是储能系统作为电源放电时的放电功率。监测功率可以在设定的时间点进行，时间点的设定可以是指定时间，也可以是周期性的，还可以进行实时监测。

待监测母线可以是目标设备的三相母线，三相母线一般采用铜排或线缆。本实施例提供的便携式功率检测装置中，罗氏线圈201套设在目标设备的待监测母线上，罗氏线圈201的物理形态为环状，可以方便套设在待监测母线上用以监测待监测母线上的电流。由于罗氏线圈201为环状，因此在检测目标设备的功率时，罗氏线圈201受目标设备的铜排或线缆的形状和间隙影响较小。

罗氏线圈201通过套设在待监测母线上的方式，无需固定，即可监测待监测母线的电流，方便快捷。罗氏线圈201监测待监测母线上的电流后，将监测的电流传输至功率计算器件203。

电压检测部件202用于监测待监测母线上的电压，并将监测的电压传输至功率计算器件203。

功率计算器件203用于根据罗氏线圈201监测的电流和电压检测部件202监测的电压，来计算目标设备的功率，并通过数据传输接口204将目标设备的功率传输至云平台，实现远程读取。

需要说明的是，在使用该便携式功率检测装置时，只需将罗氏线圈201套设在目标设备的待监测母线的上，完成必要的线缆连接，即可完成装置的安装，用于检测目标设备的功率，可以理解的，在当前检测任务完成后，只需解开罗氏线圈201和少量线缆即可完成整体功率检测装置的拆卸。该便携式功率检测装置可快速完成安装和拆卸，可重复使用，方便快捷，提高功率检测效率。

本申请提供一种便携式功率检测装置，当检测某一目标设备的功率时，罗氏线圈201套设在目标设备的待监测母线上，即可监测待监测母线的电流，并将电流信号传输给功率计算器件203。电压检测部件202检测待监测母线的电压，也将电压信号传输给功率计算器件203。根据罗氏线圈201监测的电流和电压检测部件202监测的电压，功率计算器件203可确定目标设备的功率，并通过数据传输接口204将目标设备的功率传输至云平台，实现远程读取。在监测任务结束后，只需解开罗氏线圈201，拆除少量线缆，即可完成整体的拆卸，快速挪至其他有需要的现场重复利用，方便快捷。

本申请提供的便携式功率检测装置，其中的功率计算器件203可以采用各种具有功率计算功能的器件来实现。作为一种可选的实施方式，在上述实施例的基础上，便携式功率检测装置可以包括多功能电表，上述实施例中的功率计算器件203可以为多功能电表的中央处理单元，电压检测部件202可以为多功能电表的电压采样线。

由于多功能电表本身具有多种检测部件能够实现例如电压、电流等检测功能，因此，能够进一步简化功率检测装置的结构，从而使功率检测装置更加方便携带和使用。

在功率计算器件203为多功能电表的实施场景下，罗氏线圈201与多功能电表中的中央处理单元连接；数据传输接口204与多功能电表的中央处理单元连接。

罗氏线圈201套设在目标设备的待监测母线上，监测待监测母线的电流，并将监测的电流输出至中央处理单元。电压采样线与待监测母线连接，可监测待监测母线的电压，并将监测的电压输出至中央处理单元。中央处理单元将接收到的电流和电压转化为数字信号进行功率的计算，从而得到目标设备的功率。

进一步的，为存储目标设备的功率，便携式功率检测装置还可以包括：存储器，存储器与功率计算器件203连接，用于存储目标设备的功率。

存储器可能为高速随机存取存储器(random-access memory，RAM)，也可以为非易失性存储器(non-volatile memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。在便携式功率检测装置本地设置存储器，能够方便对检测的功率数据进行存储，并方便进行读取，提高了功率检测设备使用的便捷性。

为保护便携式功率检测装置的安全运行，便携式功率检测装置还可以包括：电流保险部件，电流保险部件与多功能电表连接，用于对便携式功率检测装置进行过流保护。

电流保险部件可以是在电流产生异常时，能够切断电流，保护电路的器件，例如：可以是电流保险丝。

电流保险部件可以安装在保险座上，保险座固定在多功能电表上，可为电流保险部件提供绝缘保护。

由于本申请提供的便携式功率检测装置可能应用在各个场景下，对各种不同的储能系统的功率进行检测。为了便于各个场景下的功率数据的读取，以及对功率异常情况进行及时的处理。可以进一步在便携式功率检测装置上设置数据传输接口204来传输数据。可选的，在上述实施例中，功率计算器件203可以通过数据传输接口204将目标设备的功率传输至云平台，实现远程读取。因此，便携式功率检测装置还可以包括：与功率计算器件203和数据传输接口204连接的网络模块，网络模块用于与云平台进行数据传输。

其中，数据传输接口204可以为与网络模块连接的接线端子，实现电气连接。网络模块可以为数据传输提供网络支持，例如：网络模块可以为4G模块，通过4G模块构建的网络，将目标设备的功率传输至云平台，实现远程读取。

本申请实施例提供一种便携式功率检测装置，包括多功能电表。功率计算器件203为多功能电表中的中央处理单元，电压检测部件202为多功能电表中的电压采样线。中央处理单元接收到来自罗氏线圈201监测的电流和电压采样线检测的电压，将电流和电压转化为数字信号进行计算，得到目标设备的功率。便携式功率检测装置中设置存储器，对目标设备的功率数据进行存储，并方便读取，提高了功率检测设备使用的便捷性。为了便于功率数据的读取，以及对功率异常情况进行及时的处理，通过网络模块构建的网络，将目标设备的功率传输至云平台，实现远程读取。同时，便携式功率检测装置中的电流保险部件对装置进行过流保护，实现安全检测。

在上述实施例的基础上，本申请实施例提供一种具体的便携式功率检测装置。图3为本申请实施例提供的一种便携式功率检测装置结构示意图，如图3所示，该便携式功率检测装置可以包括：

罗氏线圈201(包含A、B、C三相线圈各一个)、电压检测部件202、终端固定件301、接线端子302、4G模块303、多功能电表304、保险座305、电流保险部件306及固定架307。电流保险部件306安装在保险座305上，保险座305通过固定架307固定安装。罗氏线圈201与多功能电表304相连。

其中，罗氏线圈201中的A/B/C三个线圈可分别套设在目标设备待监测的三相母线上，即可采集目标设备待监测母线的电流。

目标设备为待监测功率的设备，本申请中主要针对储能系统的功率进行检测，可以是储能系统充电过程中的充电功率，也可以是储能系统作为电源放电时的放电功率。监测功率可以在设定的时间点进行，时间点的设定可以是指定时间，也可以是周期性的，还可以进行实时监测。

待监测母线可以是目标设备的三相母线，三相母线一般采用铜排或线缆，由于罗氏线圈201的物理形态为环状，方便套设在待监测母线上，因此罗氏线圈201受目标设备的铜排或线缆的形状和间隙的影响较小。

可选的，电流互感器也可采集待监测母线的电流信号，需要注意的是，电流互感器在使用时需要螺栓和螺母进行固定。

电压检测部件202可以为多功能电表304的电压采样线，将电压采样线与目标设备的待监测母线连接，用于监测目标设备待监测母线的电压。

多功能电表304接收监测的电流和电压，并进行数据处理，将电流和电压转换为数字信号，多功能电表中304的中央处理单元进行计算，得到目标设备的功率，同时多功能电表304中设置存储器，对检测的功率数据进行存储，以方便读取。

由于本申请提供的便携式功率检测装置可能应用在各个场景下，对各种不同的储能系统的功率进行检测。为了便于各个场景下的功率数据的读取，以及对功率异常情况进行及时的处理。4G模块303为数据传输提供网络支持，多功能电表304可通过4G模块303构建的网络，将目标设备的功率传送至云平台，实现远程读取，当功率发生异常时，能够及时进行处理。

在一种实施场景下，监测的数据可通过多功能电表304的显示屏就地读取。

在另一种实施场景下，多功能电表304也可将监测的数据通过通信线，上传至储能系统本地控制器，进行本地读取。

电流保险部件306与多功能电表304连接，对整个装置起过电流保护作用，例如：可以是电流保险丝，当电流异常时会发生熔断，从而切断电流，起到过电流保护作用。电流保险部件306可安装在保险座305上，保险座305通过固定架307固定在多功能电表304上，为电流保险部件306提供绝缘保护。接线端子302用于线缆连接；便携式功率检测装置还包括与接线端子302连接的终端固定件301，终端固定件301用于固定便携式功率检测装置。

其中，罗氏线圈201和多功能电表304一般需要经调试校准后配套使用。

在进行监测任务前，可先对硬件301-307进行组装，以保证在进行监测任务时，只需安装少量电缆，将罗氏线圈201套设在目标设备的待监测母线上即可进行目标设备功率的监测。

在监测某一目标设备的功率时，将便携式功率检测装置安置在现场合适空间，完成必要的线缆连接，随后将便携式功率检测装置的罗氏线圈201套设在目标设备的待监测母线上，监测待监测母线的电流，将电压采样线分别与待监测母线连接，监测待监测母线的电压信号。罗氏线圈201采集的电流和电压采样线采集的电压均传输至多功能电表304，多功能电表304将电流和电压处理为数字信号，并进行计算，从而得到目标设备的功率。为便于多个场景下功率数据的读取，多功能电表304可以通过4G模块303构建的网络将目标设备的功率，传输至云平台实现远程读取，也可以通过多功能电表304的显示屏就地读取，或者多功能电表304将数据上传至储能系统本地控制器进行读取。若待监测母线的电流发生异常，升高到一定的高度和热度时，电流保险部件306可通过熔断等方式切断电流，从而保护装置安全运行。

当得到目标设备的功率后，只需解开套设在待监测母线上的A/B/C三相罗氏线圈201和拆除少量线缆即可完成整体拆卸，以方便功率检测装置快速挪至其他有需要的现场重复使用，同理，在监测其他目标设备时，该便携式功率检测装置无需进行重复组装，只需将罗氏线圈201套设在目标设备的待监测母线上，连接必要的线缆即完成了本装置的安装工作，可用于目标设备功率的监测，使用方便快捷。

需要说明的是，该便携式功率检测装置可作为永久性设备，长期对某一目标设备进行功率的监测。

本申请实施例提供一种便携式功率检测装置，罗氏线圈201套设在待监测母线上，监测待监测母线的电流信号，电压采样线监测待监测母线的电压信号。多功能电表304接收电流和电压，并将电流和电压转化为数字信号，多功能电表304中的中央处理单元进行计算得到目标设备的功率，将监测的数据可通过多功能电表304的显示屏就地读取，也可将数据上传至储能系统本地控制器，进行本地读取，也可通过4G模块303构建的网络将数据上传至云平台，实现远程读取，完成目标设备的功率监测，以上多种数据读取方式方便本申请的便携式功率检测装置应用于多种场景，并能够对功率异常情况进行及时处理。当监测任务结束后，只需解开套设在待监测母线上的罗氏线圈201和拆除少量电缆即可快速完成拆卸，重复利用，方便快捷。

本申请提供的便携式功率检测装置可应用多个场景，举例而言，该便携式功率检测装置可用于用户侧储能项目中。用户侧储能项目可分为用户侧储能项目前期开发阶段和用户侧储能项目建设阶段。

在用户侧储能项目开发阶段需要了解储能系统拟接入变压器下的用电数据，进而准确计算储能系统的配置规模。依托本申请提供的便携式功率检测装置可快速安装和拆卸的特点，通过在储能拟接入点布置一套便携式功率检测装置，可准确得知储能拟接入点的用电情况，精确测算储能系统配置规模，并且测算完成后及时拆除该便携式功率检测装置，回收方便，以便快速挪至其他需要监测的现场重复利用。

在用户侧储能项目建设阶段，便携式功率检测装置可作为永久性设备快速安装使用，长期检测储能系统的功率，并在储能系统接入点变化或储能系统拆除后便利的回收和复用。

除用户侧储能项目外，其他有需要检测电网某处实时功率监测的工作，也可由该便携式功率检测装置完成。

需要说明的是，上述只是以示例的形式给出了一种便携式功率检测装置的结构，通过改变该便携式功率检测装置的结构组成和电气线路，同样能够实现目标设备功率的监测。本申请实施例对此不作具体限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种便携式功率检测装置，其特征在于，包括：罗氏线圈、电压检测部件、功率计算器件、数据传输接口；

所述罗氏线圈、所述电压检测部件和所述数据传输接口分别与所述功率计算器件连接；

所述罗氏线圈套设在目标设备的待监测母线上，用于监测所述待监测母线上的电流；

所述电压检测部件用于监测所述待监测母线上的电压；

所述功率计算器件用于根据所述罗氏线圈监测的电流和所述电压检测部件监测的电压，确定所述目标设备的功率，并通过所述数据传输接口将所述目标设备的功率传输至云平台。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括多功能电表，所述功率计算器件为所述多功能电表的中央处理单元，所述电压检测部件为所述多功能电表的电压采样线；

所述罗氏线圈与所述多功能电表中的所述中央处理单元连接；所述数据传输接口与所述多功能电表的所述中央处理单元连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：电流保险部件，所述电流保险部件与所述多功能电表连接，用于对所述便携式功率检测装置进行过流保护。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电流保险部件安装在保险座上，所述保险座固定在所述多功能电表上。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述保险座通过固定架固定在所述多功能电表上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：分别与所述功率计算器件和所述数据传输接口连接的网络模块，用于与所述云平台进行数据传输。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据传输接口为与所述网络模块连接的接线端子。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：与所述接线端子连接的终端固定件。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述网络模块为4G模块。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：与所述功率计算器件连接的存储器，用于存储所述目标设备的功率。

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