CN203522340U - 一种用电负荷监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用电负荷监测系统，包括：电流监测模块、无线数据收发模块、多功能电表、负控管理终端和远程系统主站，多功能电表与负控管理终端相连；用于采集电力变压器高压侧用电信息的电流监测模块将高压侧用电信息上传给无线数据收发模块；用于采集电力变压器低压侧用电信息的多功能电表将低压侧用电信息上传给负控管理终端；无线数据收发模块和负控管理终端通过无线电力专网TD-LTE230M将用电信息上传至远程系统主站。根据本实用新型提供的用电负荷监测系统，可以解决采用GPRS公网传输电力信息时存在电力信息易被窃取的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备领域，特别涉及一种用电负荷监测系统。
背景技术
近年来，随着经济的高速增长和科学技术的发展，我国的窃电现象呈现出高发和上升势态，窃电问题比以往更为严重；主要表现为窃电手段高科技化、窃电过程隐蔽化、窃电数量大额化。以往传统的用电方法，例如人工排查、传统的用电管理终端、高供高计等仍然存在很大不足。对此，一些电力设备制造商开发出各种用电装置和系统；供电企业也建立了包含系统主站、传输信道、采集设备以及智能电表在内的用电信息采集系统。在现有的用电系统架构中，从现场采集的用电数据通常是通过点对点的无线通信方式进行传输，最终传送给后台主站。例如，通过在变压器的一次侧安装数据采集装置来测量用电信息，然后通过无线通讯方式将采集装置采集的数据传送给数据接收器。
虽然这种防窃电系统运行方式能够实现应有的功能，但是负控终端与主站的数据传输主要采用无线公网GPRS的方式进行，其具有明显的缺点和不足。主要表现在：
（1）系统可靠性方面：
由于移动公司对其GPRS网的设计依据是采用不饱和运行设计，移动公司采取将15分钟未发生数据通信的在线手机脱离GPRS网的技术手段，以便其充分利用信道。为此GPRS终端必须始终检测自身是否在线，一旦离线终端必须立即重新上线，上线后必须立即将自身新的IP地址上报主站，否则就有可能错过主站此时下发的停、送电指令。由于上述原因，如果某一时段GPRS用户在线率很高，终端就有可能在此时段无法登录GPRS网，从而错失主站此时下发的停、送电指令。因此利用GPRS无线公网进行数据传输的可靠性受限于终端的在线率。
（2）运行费用相对较高：
GPRS按流量计费，每台终端每月最低需5M，按终端计费为20～100元。GPRS信道终端设备长期挂在网上，只要不发生数据通信就不会发生费用。但终端设备必须随时监视网络状况，一旦发现掉网现象需要马上重新连接上网并同时将自己新的IP地址上报主站，从而增加了数据流量，而此部分流量费用也需由用户支付。据不完全统计，电力企业每年需向中国移动公司缴纳几亿元的通讯费用。
（3）主控权：
与GSM网一样，由于利用移动公司的无线网络，如GPRS网络（例如基站等）出现故障，由于无法对其进行维护只能等待移动公司恢复，因此失去了对系统通信的主控权。
（4）信息安全性：
由于GPRS网络属于无线公网，对用户具有很大程度的开放性，在具有开放性的同时，也给不法分子窃取公网信息的机会，因此，对于用电系统使用无线公网传输用电信息极不安全。
实用新型内容
本实用新型的目的是公开一种用电负荷监测系统，以解决采用GPRS公网传输电力信息时存在电力信息易被窃取的问题。
本实用新型提供的一种用电负荷监测系统，包括：电流监测模块、无线数据收发模块、多功能电表、负控管理终端和远程系统主站，多功能电表与负控管理终端相连；用于采集电力变压器高压侧用电信息的电流监测模块将高压侧用电信息上传给无线数据收发模块；用于采集电力变压器低压侧用电信息的多功能电表将低压侧用电信息上传给负控管理终端；无线数据收发模块和负控管理终端通过无线电力专网TD-LTE230M将用电信息上传至远程系统主站。
优选的，用电负荷监测系统还包括：便携式系统主站；无线数据收发模块和负控管理终端还通过无线电力专网TD-LTE230M将用电信息上传至便携式系统主站。
优选的，电流监测模块包括：电流传感单元、信号处理及A/D转换单元、第一中央处理单元、第一时钟铁电存储单元、第一看门狗及掉电保护单元和第一射频通信单元；第一中央处理单元与信号处理及A/D转换单元、第一时钟铁电存储单元、第一看门狗及掉电保护单元、第一射频通信单元相连；电流传感单元与信号处理及A/D转换单元相连，电流传感单元获取高压侧用电信息并将高压侧用电信息发送给信号处理及A/D转换单元。
优选的，无线数据收发模块包括：第一485通信单元，第一485通信单元与负控管理终端相连；第一485通信单元将高压侧用电信息发送给负控管理终端；负控管理终端还通过无线电力专网TD-LTE230M将高压侧用电信息上传至远程系统主站。
优选的，无线数据收发模块还包括：第二射频通信单元、第二中央处理单元、第一230M无线电力专网传输单元、第二看门狗及掉电保护单元、第二时钟铁电存储单元和片外存储器单元；第二中央处理单元与第二射频通信单元、第一230M无线电力专网传输单元、第二看门狗及掉电保护单元、第二时钟铁电存储单元、片外存储器单元相连。
优选的，无线数据收发模块还包括：磁场检测单元；磁场检测单元与第二中央处理单元相连。
优选的，负控管理终端包括：第二485通信单元、专用计量采样单元、第三中央处理单元、存储单元、第二230M无线电力专网传输单元、显示单元和红外通信单元；第三中央处理单元与第二485通信单元、专用计量采样单元、存储单元、第二230M无线电力专网传输单元、显示单元、红外通信单元相连；第二485通信单元与多功能电表相连。
优选的，当无线数据收发模块包括第一485通信单元时，第二485通信单元还与第一485通信单元相连。
优选的，电流监测模块通过无线微功耗信道将高压侧用电信息上传给无线数据收发模块；多功能电表通过RS485通信信道将低压侧用电信息上传给负控管理终端。
本实用新型的提供的一种用电负荷监测系统，通过无线电力专网TD-LTE230M将高压侧用电信息和低压侧用电信息上传至系统主站，根据分析两组数据的重合度可以确定是否存在窃电嫌疑。利用TD-LTE230M无线通信技术保证远程通信数据的安全性、可靠性及实时性，同时可以降低电力企业的成本。通过便携式系统主站接收用电信息，可以更加方便地对用户用电信息进行管理。
附图说明
图1是本实用新型中第一种用电负荷监测系统的结构图；
图2是本实用新型中第二种用电负荷监测系统的结构图；
图3是本实用新型中电流监测模块的结构图；
图4是本实用新型中信号处理及A/D采样单元的原理图；
图5是本实用新型中第一中央处理单元的原理图；
图6是本实用新型中第一时钟铁电存储单元的原理图；
图7是本实用新型中第一看门狗及掉电保护单元的原理图；
图8是本实用新型中第一射频通信单元的原理图；
图9是本实用新型中电源电池控制模块的原理图；
图10是本实用新型中无线数据收发模块的结构图；
图11是本实用新型中第一230M无线电力专网传输单元的原理图；
图12是本实用新型中负控管理终端的结构图。
结合附图在其上标记以下附图标记：
101-电流监测模块、102-无线数据收发模块、103-多功能电表、104-负控管理终端、105-远程系统主站、106-便携式系统主站、107-电源电池控制模块；
1011-电流传感单元、1012-信号处理及A/D转换单元、1013-第一中央处理单元、1014-第一时钟铁电存储单元、1015-第一看门狗及掉电保护单元、1016-第一射频通信单元、1017-第一磁场检测单元；
1021-第二射频通信单元、1022-第一485通信单元、1023-第二中央处理单元、1024-第一230M无线电力专网传输单元、1025-第二看门狗及掉电保护单元、1026-第二时钟铁电存储单元、1027-片外存储器单元、1028-第二磁场检测单元；
1041-第二485通信单元、1042-专用计量采样单元、1043-第三中央处理单元、1044-存储单元、1045-第二230M无线电力专网传输单元、1046-显示单元、1047-红外通信单元。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的几个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
TD-LTE230M是受到国家无线电管理委员会批准并保护专供电力管理系统使用的一个无线电力专网频段，该频段一共有十五对双工频点和十个单工频点，是最早运用于用电信息采集的通信组网方式。主要适用于大、中型专变用户终端的用电信息采集的上报。由于其使用权全部归属电力企业，因此具有极好的独占式通讯资源。而且TD-LTE230M无线电力专网运行费用主要是无线电管理委员会收取的频道占用费，因此经济成本不高。
如图1所示，本实用新型提供的一种用电负荷监测系统，包括：电流监测模块101、无线数据收发模块102、多功能电表103、负控管理终端104和远程系统主站105，其中：
用于采集电力变压器高压侧用电信息的电流监测模块101，通过无线微功耗信道将高压侧用电信息上传给无线数据收发模块102；
用于采集电力变压器低压侧用电信息的多功能电表103，通过RS485通信信道将低压侧用电信息上传给负控管理终端104；
无线数据收发模块102和负控管理终端104通过无线电力专网TD-LTE230M将用电信息上传至远程系统主站105。
本实用新型实施例中，电流监测模块101具体可以通过电流互感器实现。电流监测模块101装设在电力变压器的高压侧，测量电力变压器高压侧A、B、C三相的电流，并通过无线微功耗信道将用电信息上传给无线数据收发模块102；无线数据收发模块102通过内部的一系列处理，通过无线电力专网TD-LTE230M将接收到的高压侧用电信息上传至远程系统主站105；同时，多功能电表103也把所采集到的电力变压器低压侧的用电信息通过RS485通信信道上传给负控管理终端104，然后负控管理终端104通过无线电力专网TD-LTE230M将低压侧用电信息上传至远程系统主站105；远程系统主站105内部集成用电分析模块，用电分析模块对比上述高压侧用电信息和低压侧用电信息，通过对比两组数据的重合程度判断是否存在窃电嫌疑。倘若数据重合程度较好，说明该用户用电良好，没有窃电嫌疑，反之，说明该用户有窃电嫌疑。
无线数据收发模块102在上传高压侧用电信息时，也可以将接收到的高压侧用电信息发送至负控管理终端104，由负控管理终端104统一通过无线电力专网TD-LTE230M将高压侧用电信息和低压侧用电信息上传至远程系统主站105。
本实施例中，负控管理终端104主要用于采集现场用电信息，具体包括对无线数据收发模块102的数据采集、多功能电表103的数据采集等；采集的数据可以包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、状态量、脉冲量等。负控管理终端104通过安全、稳定以及可靠的TD-LTE230M数据通道，将采集的用电信息上传至远程系统主站105并接收远程系统主站105下发的命令，进而实现相应的控制功能。
远程系统主站105是一个实时和离线管理相结合的系统，远程系统主站105将电网设备数据和用户数据、实时数据和历史数据、电网接线图和地理信息图、图形与数据结合在一起，具有很高的安全性和集成性。远程系统主站105不仅具备数据采集（遥信、遥测）、报警、时间顺序记录、事故追忆、远方控制（遥控）、远方调节（遥调）、计算、趋势曲线、历史数据存储和制表打印、时间记录等常规SCADA（Supervisory Control AndData Acquisition，监视控制与数据采集）功能，还具有配电网络运行、控制、故障诊断、故障隔离、网络重组等功能，支持无人值班变电站接口，实现馈线保护的远方投切、定值的远方设置和修改、线路的动态着色、AM/FM/GIS等功能。远程系统主站105的技术已经成熟，此处不做详述。
优选的，参见图2所示，本实用新型提供的一种用电负荷监测系统还包括：便携式系统主站106。无线数据收发模块102和负控管理终端104还用于通过无线电力专网TD-LTE230M将用电信息上传至便携式系统主站106，便携式系统主站106与远程系统主站105功能相同。便携式系统主站106具体可以为手机、平板电脑或PC等便携式装置。
下面通过实施例一详细描述用电负荷监测系统的各个组成部分。
实施例一
实施例一提供的一种用电负荷监测系统，包括：电流监测模块101、无线数据收发模块102、多功能电表103、负控管理终端104和远程系统主站105。
参见图3所示，电流监测模块101由电源电池控制模块107供电，电流监测模块101包括：电流传感单元1011、信号处理及A/D转换单元1012、第一中央处理单元1013、第一时钟铁电存储单元1014、第一看门狗及掉电保护单元1015、第一射频通信单元1016和第一磁场检测单元1017。其中：
电流传感单元1011为带有磁芯的电流互感器，负责从中高压电力线提取中高压电力线的电流以及进行电场抽能。具体的，电流互感器由铁芯以及缠绕在铁芯上的线圈组成，线圈用来进行电流采样以及电场抽能，其所采样的感应电流用于向信号处理及A/D转换单元1012提供采样电流，所抽取的能量用来给电流监测模块101供电。电流互感器的结构为现有技术，此处不做详述。
信号处理及A/D转换单元1012主要用来处理由电流传感单元1011提供的采样电流信息，经过A/D转换后，把采样电流信息转换成第一中央处理单元1013可识别的数字信号。信号处理及A/D采样单元1012的原理图参见图4所示。
第一中央处理单元1013用于数据处理。根据信号处理及A/D转换单元1012发送的电流信息，第一中央处理单元1013计算瞬时功率，并控制第一射频通信单元1016将计算出的瞬时功率以无线的形式发送出去；同时，第一中央处理单元1013还用于接收并处理第一磁场检测单元1017发送的数据，以此判断周围磁场是否为干扰磁场，并做出相应的一系列告警动作。第一中央处理单元1013的原理图如图5所示。
第一时钟铁电存储单元1014为第一中央处理单元1013提供精准时钟，保证收发对时的精准性。实施例一中，第一时钟铁电存储单元1014的时钟功能由RX8025T芯片实现。RX8025T芯片是一款拥有I2C接口和温度补偿功能的新型实时时钟芯片，内部集成高稳定度的32.768KHz温度补偿晶体振荡器，可用于各种需要高精度时钟的场合。通过设置相应补偿的控制位，可以实现不同间隔的温度补偿功能，从而大大提高了时钟的精度。芯片可设置四种不同的时段进行温度补偿，默认设置是2S补偿。该芯片采用C-MOS工艺生产，具有极低的功能消耗，可长期使用电池供电。RX8025T芯片支持I2C总线的高速模式（400K），具有定时报警功能（可设定：天，日期，小时，分钟），宽范围接口电压：2.2V到5.5V，低电流功耗：0.8uA/3V(Typ.)，工作温度：-45℃～85℃，日计时误差≤±1s/d。
同时，由于第一中央处理单元1013程序庞大，仅使用其内部的存储单元无法满足庞大的程序存储，因此需要使用外扩的第一时钟铁电存储单元1014来完成程序存储。在实施例一中，第一时钟铁电存储单元1014可采用64K位非易失性铁电存储器FM24CL64，但不限于此，可根据需求选择其它芯片。第一时钟铁电存储单元1014的原理图如图6所示。
第一看门狗及掉电保护单元1015用于确保电流监测模块101不会因为程序跑飞而死机，确保电流监测模块101能够从由外部原因导致的异常中复位，并确保在电压降低到设定阈值时，能够使系统复位。第一看门狗及掉电保护单元1015原理图如图7所示。
第一射频通信单元1016用于将电力变压器的高压侧用电信息上传至无线数据收发模块102，实现电流监测模块101与无线数据收发模块102之间的通信，通信方式主要以射频通信的方式进行，通信频率可以采用433MHz或915MHz。第一射频通信单元1016的原理图如图8所示。
第一磁场检测单元1017用于检测电流监测模块101周围的磁场强度。第一磁场检测单元1017主要由模拟霍尔位置传感器SS490和运算放大器LM358组成。模拟霍尔位置传感器SS490采用5V供电方式，当周围没有磁场时，模拟霍尔位置传感器SS490输出2.5V电压；当周围有磁场时，其输出与所检测的磁场强度成正比的电压值。运算放大器LM358的作用是驱动模拟霍尔位置传感器SS490。模拟霍尔位置传感器SS490的输出电压通过运算放大器LM358后输入给第一中央处理单元1013的AD口，第一中央处理单元1013通过检测此电压信号，并做相应的处理；当检测到的磁场强度超出预设阈值时，随即通过射频的方式发出报警信息，提示某一高压电力线的电流监测模块101周围存在强磁场干扰。
电源电池控制模块107主要以电流传感单元1011中的电流互感器线圈电场抽能的方式为电流监测模块101供电。具体的，在电流互感器线圈的后端接有两个LDO电源芯片，分别输出5V、3.3V电压。考虑到电压输入输出特性，LDO芯片可采用78L05和LM1117IMPX-3.3。电源电池控制模块107的原理图如图9所示。此处需要说明的是，供电部分不限于此，也可使用锂电池进行供电，同样，芯片可以选择其他芯片。
参见图10所示，无线数据收发模块102包括：第二射频通信单元1021、第一485通信单元1022、第二中央处理单元1023、第一230M无线电力专网传输单元1024、第二看门狗及掉电保护单元1025、第二时钟铁电存储单元1026、片外存储器单元1027和第二磁场检测单元1028。
第二射频通信单元1021用于接收电流监测模块101的第一射频通信单元1016上传的电力变压器高压侧用电信息，并将该用电信息发送给第二中央处理单元1023，实现电流监测模块101与无线数据收发模块102之间的通信。具体的，第二射频通信单元1021通信频率可以采用433MHz或915MHz，通信频率与第一射频通信单元1016相同；第二射频通信单元1021的核心芯片采用NRF905。该芯片片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率放大器等组件，曼彻斯特编码/解码由片内硬件完成，无需用户对数据进行曼彻斯特编码，使用非常方便。
第一485通信单元1022用于将高压侧用电信息发送给负控管理终端104，实现无线数据收发模块102与负控管理终端104之间通信，保证负控管理终端104可以读取瞬时功率及其他所需数据。第一485通信单元1022可以设两路485通信电路，一路用于与负控管理终端104进行通信，另一路为备用电路；此时由于两路485通信电路需要隔离，需要两路带有隔离输出的电源供电，同时考虑到无线电力专网TD-LTE230M功耗比较大，因此采用可以提供较大功率的电源。实施例一中，无线数据收发模块102的供电电压主要有3.3V，5V，其电源部分采用MSH05D-05DC-DC模块，输入范围在DC56V-DC650V，双路输出5V，总功率输出5W。3.3V使用TI公司的LM1117-3.3。
当无线数据收发模块102通过无线电力专网TD-LTE230M将高压侧用电信息上传至远程系统主站105时，第一485通信单元1022与负控管理终端104之间不存在数据传输。基于板型尺寸大小的考虑、同时为保证满足系统隔离度、传输速率以及低功耗的要求，第一485通信单元1022的光耦采用TLP781。485通信技术已经成熟，此处不做详述。
第二中央处理单元1023用于数据处理以及控制无线数据收发模块102的工作过程。第二中央处理单元1023接收第二射频通信单元1021发送的的电力变压器高压侧用电信息，同时控制第一230M无线电力专网传输单元1024将上述用电信息发送给远程系统主站105；第二中央处理单元1023还接收并处理第二磁场检测单元1028发送的数据，以此判断周围磁场是否为干扰磁场，并做出相应的告警的一系列动作。
第一230M无线电力专网传输单元1024用于将高压侧用电信息通过无线电力专网TD-LTE230M发送给远程系统主站105。TD-LTE230M电力无线通信技术具有低成本广覆盖、系统兼容性好、安全性强、海量实时在线终端用户等特点，避免了原有使用GPRS传输用电信息时所发生的容易受到攻击、易丢失数据、安全性低、误动作危险高等缺点。第一230M无线电力专网传输单元1024原理图如图11所示。
第二看门狗及掉电保护单元1025用于确保无线数据收发模块102不会因为程序跑飞而死机，确保无线数据收发模块102能够从由外部原因导致的异常中复位，并确保在电压降低到设定阈值时，能够使系统复位。
第二时钟铁电存储单元1026为第二中央处理单元1023提供精准时钟，保证收发对时的精准性。实施例一中，第二时钟铁电存储单元1026的时钟功能由RX8025T芯片实现，RX8025T芯片的结构和功能已经做过介绍，此处不做详述。同时，由于第二中央处理单元1023程序庞大，仅使用其内部的存储单元无法满足庞大的程序存储，因此需要使用外扩的第二时钟铁电存储单元1026来完成程序存储。在实施例一中，第二时钟铁电存储单元1026可采用64K位非易失性铁电存储器FM24CL64，但不限于此，可根据需求选择其它芯片。
片外存储器单元1027用于为第二中央处理单元1023提供扩展存储空间。由于用户用电信息通常都是海量数据，因此单靠第二中央处理单元1023的存储器是不能满足存储容量的，因此必须外扩存储器单元来满足海量数据的存储。
第二磁场检测单元1028用于检测装置周围的磁场强度。第二磁场检测单元1028主要由模拟霍尔位置传感器SS490和运算放大器LM358组成，模拟霍尔位置传感器SS490采用5V供电方式。当周围没有磁场时，模拟霍尔位置传感器SS490输出2.5V电压；当周围有磁场时，其输出与所检测的磁场强度成正比的电压值。运算放大器LM358的作用是驱动模拟霍尔位置传感器SS490。模拟霍尔位置传感器SS490的输出电压通过运算放大器LM358后输入给第二中央处理单元1023的AD口，第二中央处理单元1023通过检测此电压信号，并做相应的处理；当检测到的磁场强度超出预设阈值时，随即通过射频的方式发出报警信息，提示无线数据收发模块102周围存在强磁场干扰。
参见图12所示，负控管理终端104包括：第二485通信单元1041、专用计量采样单元1042、第三中央处理单元1043、存储单元1044、第二230M无线电力专网传输单元1045、显示单元1046和红外通信单元1047。其中：
第二485通信单元1041用来接收无线数据收发模块102和多功能电表103通过485通信信道发送的用电信息，并将此用电信息传输到第三中央处理单元1043进行处理。
专用计量采样单元1042用于采集计量数据和谐波数据。
第三中央处理单元1043用于通过与各通讯口进行通讯，完成与外设数据的交换；并且对数据进行统计分析；同时将设置数据、统计数据及计算数据等保存在存储单元1044中；通过遥信/脉冲接入口，获取无线数据收发模块102或多功能电表103的用电信息。
存储单元1044用于存储用户的用电信息，具体可以为FLASH、FRAM、SRAM等。
第二230M无线电力专网传输单元1045用于把接收到的用电信息通过TD-LTE230M技术以安全、稳定，以及可靠的方式上传至远程系统主站105，同时接收远程系统主站105下发的命令，实现相应的控制功能。
显示单元1046用于显示负控管理终端104的状态信息，实现人机交互功能。
红外通信单元1047用于接收外部配置信息，通过该外部配置信息可以对负控管理终端104进行配置。
远程系统主站105包括配电网SCADA子系统、自动制图/设备管理/地理信息子系统（AM/FM/GIS）、配网自动化模块（完整的配网自动化功能包括变、配电站自动化和馈线自动化）、配电管理系统和配网高级分析软件。远程系统主站105和多功能电表103都为现有技术，此处不做详述。
本实用新型提供的一种用电负荷监测系统，通过无线电力专网TD-LTE230M将高压侧用电信息和低压侧用电信息上传至系统主站，根据分析两组数据的重合度可以确定是否存在窃电嫌疑。利用TD-LTE230M无线通信技术保证远程通信数据的安全性、可靠性及实时性，同时可以降低电力企业的成本。通过便携式系统主站接收用电信息，可以更加方便地对用户用电信息进行管理。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种用电负荷监测系统，其特征在于，包括：电流监测模块、无线数据收发模块、多功能电表、负控管理终端和远程系统主站，所述多功能电表与所述负控管理终端相连；
用于采集电力变压器高压侧用电信息的所述电流监测模块将高压侧用电信息上传给所述无线数据收发模块；
用于采集电力变压器低压侧用电信息的所述多功能电表将低压侧用电信息上传给所述负控管理终端；
所述无线数据收发模块和所述负控管理终端通过无线电力专网TD-LTE230M将用电信息上传至所述远程系统主站。
2.根据权利要求1所述的用电负荷监测系统，其特征在于，还包括：便携式系统主站；
所述无线数据收发模块和所述负控管理终端还通过无线电力专网TD-LTE230M将用电信息上传至所述便携式系统主站。
3.根据权利要求1所述的用电负荷监测系统，其特征在于，所述电流监测模块包括：电流传感单元、信号处理及A/D转换单元、第一中央处理单元、第一时钟铁电存储单元、第一看门狗及掉电保护单元和第一射频通信单元；
所述第一中央处理单元与所述信号处理及A/D转换单元、所述第一时钟铁电存储单元、所述第一看门狗及掉电保护单元、所述第一射频通信单元相连；
所述电流传感单元与所述信号处理及A/D转换单元相连，所述电流传感单元获取高压侧用电信息并将所述高压侧用电信息发送给所述信号处理及A/D转换单元。
4.根据权利要求1所述的用电负荷监测系统，其特征在于，所述无线数据收发模块包括：第一485通信单元，所述第一485通信单元与所述负控管理终端相连；
所述第一485通信单元将高压侧用电信息发送给所述负控管理终端；
所述负控管理终端还通过无线电力专网TD-LTE230M将高压侧用电信息上传至所述远程系统主站。
5.根据权利要求1或4所述的用电负荷监测系统，其特征在于，所述无线数据收发模块还包括：第二射频通信单元、第二中央处理单元、第一230M无线电力专网传输单元、第二看门狗及掉电保护单元、第二时钟铁电存储单元和片外存储器单元；
所述第二中央处理单元与所述第二射频通信单元、所述第一230M无线电力专网传输单元、所述第二看门狗及掉电保护单元、所述第二时钟铁电存储单元、所述片外存储器单元相连。
6.根据权利要求5所述的用电负荷监测系统，其特征在于，所述无线数据收发模块还包括：磁场检测单元；
所述磁场检测单元与所述第二中央处理单元相连。
7.根据权利要求1所述的用电负荷监测系统，其特征在于，所述负控管理终端包括：第二485通信单元、专用计量采样单元、第三中央处理单元、存储单元、第二230M无线电力专网传输单元、显示单元和红外通信单元；
所述第三中央处理单元与所述第二485通信单元、所述专用计量采样单元、所述存储单元、所述第二230M无线电力专网传输单元、所述显示单元、所述红外通信单元相连；
所述第二485通信单元与所述多功能电表相连。
8.根据权利要求7所述的用电负荷监测系统，其特征在于，当所述无线数据收发模块包括第一485通信单元时，所述第二485通信单元还与所述第一485通信单元相连。
9.根据权利要求1所述的用电负荷监测系统，其特征在于，
所述电流监测模块通过无线微功耗信道将高压侧用电信息上传给所述无线数据收发模块；
所述多功能电表通过RS485通信信道将低压侧用电信息上传给所述负控管理终端。
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Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN104374993A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-02-25 | 国家电网公司 | 基于电力物联网的反窃电方法、反窃电装置和处理器 |
| CN106291097A (zh) * | 2016-07-20 | 2017-01-04 | 国网天津市电力公司 | 一种防窃电用光伏分支监测系统 |
| CN107863825A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-03-30 | 赣州欧唯科技有限公司 | 用电监测系统及其方法 |
| CN109445359A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-03-08 | 武汉华信数据系统有限公司 | 一种数据采集设备 |
| CN113872318A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-12-31 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种基于230m-lte网络的配电变压器监测系统 |
| CN114039806A (zh) * | 2021-10-17 | 2022-02-11 | 通号万全信号设备有限公司 | 一种信号机的无线监测系统及方法 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104374993A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-02-25 | 国家电网公司 | 基于电力物联网的反窃电方法、反窃电装置和处理器 |
| CN104374993B (zh) * | 2014-11-25 | 2017-05-10 | 国家电网公司 | 基于电力物联网的反窃电方法、反窃电装置和处理器 |
| CN106291097A (zh) * | 2016-07-20 | 2017-01-04 | 国网天津市电力公司 | 一种防窃电用光伏分支监测系统 |
| CN107863825A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-03-30 | 赣州欧唯科技有限公司 | 用电监测系统及其方法 |
| CN109445359A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-03-08 | 武汉华信数据系统有限公司 | 一种数据采集设备 |
| CN113872318A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-12-31 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种基于230m-lte网络的配电变压器监测系统 |
| CN114039806A (zh) * | 2021-10-17 | 2022-02-11 | 通号万全信号设备有限公司 | 一种信号机的无线监测系统及方法 |
| CN114039806B (zh) * | 2021-10-17 | 2023-05-12 | 通号万全信号设备有限公司 | 一种信号机的无线监测系统及方法 |
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