CN211955647U

CN211955647U - 一种非入侵式负荷监测装置

Info

Publication number: CN211955647U
Application number: CN202020361135.1U
Authority: CN
Inventors: 曾森杨; 汤业强; 陈优; 冯逸
Original assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Qingyuan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Current assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Qingyuan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2020-11-17
Anticipated expiration: 2030-03-20

Abstract

本申请公开了一种非入侵式负荷监测装置，在现有技术的基础上，增加了一个用于更新电器模型数据库的数据接口单元。微控制单元提取总电流的电流特征和端电压的电压特征，并将电流特征和电压特征与存储单元中的电器模型数据库比较，根据电流特征和电压特征与电器的用电特征进行比对，确定当前运行的电器，实现估算用户用电情况。本实用新型实施例提供的一种非入侵式负荷监测装置，可以在较低的成本上实现电器模型数据库的更新，以适应市场上日新月异的电器产品，提高识别的正确率，为了实现构建智能电网和提高电网运行效率，收集所需要的用户用电情况数据，同时其较低的成本也可便于市场推广，降低电网公司的资本负担，降低建设电网的成本。

Description

一种非入侵式负荷监测装置

技术领域

本实用新型属于电力技术领域，尤其涉及一种非入侵式负荷监测装置。

背景技术

在配网供电中，负荷监测技术可以帮助用户了解家中电器使用情况，提高用户参与需求响应的意识，促进用户科学合理用电。此外，在电力需求侧管理、盗电监管、实时电价等多个智能电网的应用领域，负荷监测技术都扮演着关键的角色。

目前，负荷监测技术主要分为侵入式负荷监测和非侵入式负荷监测两种。其中，侵入式负荷监测的方法需要在总负荷内部的每个用电器上都配备传感器，该方法虽然准确性高，但可靠性低，实施困难；非侵入式的方法只需在用户的用电入口处安装一个传感器，通过分析监测得到的总负荷数据，来获知用户各用电设备的工作状态和用电功率，该方法成本低，安装方便，是近年来负荷监测技术的研究重点。

目前市场上现有的非入侵式电力负荷监测装置很多都是采用在实验室建模的方式，形成产品后无法导入新的电器模型，但是电器产品技术发展很快而造成识别率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种非入侵式负荷监测装置，通过更新模型数据库，能够识别新的电器模型，以解决现有技术存在的识别率低的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种非入侵式负荷监测装置，包括微控制单元、存储单元、数据接口单元、电流采样单元和电压采样单元；

所述存储单元、所述数据接口单元、所述电流采样单元和所述电压采样单元分别与所述微控制单元连接；

所述电流采样单元用于实时采集用户用电进线处的总电流，所述电压采样单元用于实时采集用户用电进线处的端电压；

所述存储单元存储有电器模型数据库，所述电器模型数据库包括电器的用电特征；

所述数据接口单元用于连接外部数据，以更新所述电器模型数据库；

所述微控制单元用于提取所述总电流的电流特征和所述端电压的电压特征，并将所述电流特征和所述电压特征与所述电器模型数据库比较，确定当前运行的电器。

作为本实用新型的一种可选技术方案，所述数据接口单元至少包括RJ45接口、SD卡接口和USB接口中的任意一种。

作为本实用新型的一种可选技术方案，所述非入侵式负荷监测装置还包括高速AD采样单元；

所述高速AD采样单元分别连接于所述微控制单元、所述电流采样单元和所述电压采样单元；

所述高速AD采样单元用于将所述电流采样单元和所述电压采样单元输出的模拟量转换为供所述微控制单元使用的数字量。

作为本实用新型的一种可选技术方案，所述存储单元为非易失性存储器。

作为本实用新型的一种可选技术方案，所述非入侵式负荷监测装置还包括显示单元；所述显示单元用于显示所述微控制单元确定的所述电器的用户用电情况。

作为本实用新型的一种可选技术方案，所述非入侵式负荷监测装置还包括电源单元；所述电源单元用于将交流电转换成供所述非入侵式负荷监测装置使用的直流电。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：

在现有技术的基础上，增加了一个用于更新电器模型数据库的数据接口单元。微控制单元提取总电流的电流特征和端电压的电压特征，并将电流特征和电压特征与存储单元中的电器模型数据库比较，根据电流特征和电压特征与电器的用电特征进行比对，确定当前运行的电器，实现估算用户用电情况。本实用新型实施例提供的一种非入侵式负荷监测装置，可以在较低的成本上实现电器模型数据库的更新，以适应市场上日新月异的电器产品，提高识别的正确率，为了实现构建智能电网和提高电网运行效率，收集所需要的用户用电情况数据，同时其较低的成本也可便于市场推广，降低电网公司的资本负担，降低建设电网的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的一种非入侵式负荷监测装置的原理框图。

图示说明：

显示单元10、微控制单元11、存储单元12、数据接口单元13、高速AD采样单元14、电流采样单元15、电压采样单元16。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1所示。

本实施例提供了一种非入侵式负荷监测装置，包括微控制单元11、存储单元12、数据接口单元13、电流采样单元15和电压采样单元16。

存储单元12、数据接口单元13、电流采样单元15和电压采样单元16分别与微控制单元11连接。

电流采样单元15用于实时采集用户用电进线处的总电流，电压采样单元16用于实时采集用户用电进线处的端电压。

存储单元12存储有电器模型数据库，电器模型数据库包括电器的用电特征。

数据接口单元13用于连接外部数据，以更新电器模型数据库。

微控制单元11用于提取总电流的电流特征和端电压的电压特征，并将电流特征和电压特征与电器模型数据库比较，确定当前运行的电器，并以确定的电器估算用户用电情况。

进一步的，非入侵式负荷监测装置还包括显示单元10；显示单元10用于显示微控制单元11确定的电器的用户用电情况。

进一步的，非入侵式负荷监测装置还包括高速AD采样单元14。

高速AD采样单元14分别连接于微控制单元11、电流采样单元15和电压采样单元16。

高速AD采样单元14用于将电流采样单元15和电压采样单元16输出的模拟量转换为供微控制单元11使用的数字量。

非入侵式负荷监测装置还包括电源单元，电源单元用于将交流电转换成供非入侵式负荷监测装置使用的直流电。

具体的，数据接口单元13至少包括RJ45接口、SD卡接口和USB接口中的任意一种。因此，该非入侵式负荷监测装置可以通过多种方式更新电器模型数据库。

需要说明的是，本实用新型的实施例相比于现有技术，主要改进点在于增加了数据接口单元13，至于微控制单元11如何提取总电流的电流特征和端电压的电压特征、如何将电流特征和电压特征与电器模型数据库比较、如何确定当前运行的电器，以及如何以确定的电器估算用户用电情况，均为已知的现有技术，此处不再赘述。

在上述实施例中，存储单元12为非易失性存储器，还可用于存储用户用电情况数据。微控制单元11可选用ST32F4XX系列，该系列的微控制单元11集成了FPU(Float PointUnit，浮点运算单元)，可以用来快速运行DFT(Discrete Fourier Transform，离散傅里叶变换)、FFT(fast Fourier transform，快速傅里叶变换)等数字信号处理算法，完成对监测对象的特征识别；该系列的微控制单元11集成了NAND接口，可以使用低成本大容量的NANDFlash存储数据。高速AD采样单元14选用16Bit高速AD，即保证了过载时的采样精度，又满足了采样速率，用以保证准确捕捉设备的暂态过程。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种非入侵式负荷监测装置，通过数据接口单元13导入新的电器模型数据库，完成对新电器的识别，提高识别率，而且实现的成本低，便于推广应用。

在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”可以意指为也包括复数形式。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。

当元件或者层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层，其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层，也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反，当元件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层，则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示，在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此，在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。

空间的相对术语，诸如“内”、“外”、“在下面”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，在此可出于便于描述的目的使用，以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置，则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此，示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种非入侵式负荷监测装置，其特征在于，包括微控制单元、存储单元、数据接口单元、电流采样单元和电压采样单元；

2.根据权利要求1所述的一种非入侵式负荷监测装置，其特征在于，所述数据接口单元至少包括RJ45接口、SD卡接口和USB接口中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种非入侵式负荷监测装置，其特征在于，所述非入侵式负荷监测装置还包括高速AD采样单元；

4.根据权利要求1所述的一种非入侵式负荷监测装置，其特征在于，所述存储单元为非易失性存储器。

5.根据权利要求1所述的一种非入侵式负荷监测装置，其特征在于，所述非入侵式负荷监测装置还包括显示单元，所述显示单元用于显示所述微控制单元确定的所述电器的用户用电情况。

6.根据权利要求1所述的一种非入侵式负荷监测装置，其特征在于，所述非入侵式负荷监测装置还包括电源单元，所述电源单元用于将交流电转换成供所述非入侵式负荷监测装置使用的直流电。