CN212134809U - 一种用于嵌入式智能负荷辨识模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电力系统监测领域，尤其涉及一种用于嵌入式智能负荷辨识模块，具体包括输入接口单元、事件提取单元、负荷辨识单元、输出接口单元；本实用新型能够完成负荷特征量提取、负荷分类、负荷辨识等功能。不同于常规非侵入式负荷辨识装置，本实用新型所述装置为小型贴片型模块，内集成了接口转换、事件提取、负荷辨识等硬件功能模块。其体积小，接口简单，可以方便的嵌入各种具有标准接口的计量装置中，具有良好的性价比。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统监测领域，尤其涉及一种用于嵌入式智能负荷辨识模块。
背景技术
电能是如今数字化信息社会的重要能源载体，它是由电力部门将其他形式的能源经过相关处理转换而成的更为清洁、有效、方便的二次能源。从二次工业革命以来，电能一直支撑着世界科技水平的迅猛提高和世界经济的繁荣发展。电能被广泛应用在各个有关工业生产和人民生活领域中，已经成为社会不可或缺的“能源元素”。但随着当今世界飞速发展，能源消耗日趋紧张，电能作为一种工业社会最为依赖的二次能源，也在面临各类短缺、浪费的问题。为了更加合理地规划、分配、使用电能，需要对区域用电进行负荷监测辨识。传统的非侵入式负荷监测辨识方法，通过在用电侧总入口处加装一个非侵入式负荷监测等硬件设备，从而获取各用电设备用电行为，此种非侵入式监测方法在安装和维护方面需要花费大量的时间和资金，也不便于在实际生活中推广和使用。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于嵌入式智能负荷辨识模块，通过统一的接口嵌入至智能电表中，能有效解决传统非侵入式辨识设备带来的体积大、需要二次安装、落地推广难度高等问题，可以在。已有计量装置中便捷、低成本增加负荷辨识功能，具体技术方案如下：
一种用于嵌入式智能负荷辨识模块，包括输入接口单元、事件提取单元、负荷辨识单元、输出接口单元；所述输入接口单元、事件提取单元、负荷辨识单元、输出接口单元依次连接，并集成到计量装置上；
所述输入接口单元用于将计量装置的采集数据转换为并行数据，并将并行数据输入至事件提取单元；
所述事件提取单元用于根据并行数据高频实时计算并输出负荷事件；
所述负荷辨识单元用于对负荷事件进行鉴别与命名，给出负荷辨识结果；
所述输出接口单元用于将负荷辨识结果传输至计量装置进行结果输出与展示。
优选地，所述输入接口单元包括SC16IS752IPW芯片。
优选地，所述事件提取单元包括EPM3064A编程器。
优选地，所述负荷辨识单元包括AT91RM9200QU微处理器。
优选地，所述输出接口单元包括SC16IS752IPW芯片。
优选地，还包括模块封装，所述输入接口单元、输出接口单元分别与模块封装通过接口连接；所述输入接口单元、事件提取单元、负荷辨识单元、输出接口单元集成至模块封装内，所述模块封装集成到计量装置上，并与计量装置连接。
本实用新型的有益效果为：本实用新型能够完成负荷特征量提取、负荷分类、负荷辨识等功能。不同于常规非侵入式负荷辨识装置，本实用新型所述装置为小型贴片型模块，内集成了接口转换、事件提取、负荷辨识等硬件功能模块。其体积小，接口简单，可以方便的嵌入各种具有标准接口的计量装置中，具有良好的性价比。本实用新型的核心思想是将传统非侵入式负荷辨识装置高度集成化，使得电能数据采集功能和用户负荷辨识功能方便的应用于节能改造、电力、通信、铁路、交通、环保、石化等行业各种需要测量用电情况的计量设备中，进行精准到用电设备的用户能源监测。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例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个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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他的附图。
图1是本实用新型的功能架构图；
图2是本实用新型的模块封装示意图；
图3是本实用新型的输入接口模块的电路图；
图4是本实用新型的事件提取模块的电路图；
图5是本实用新型的负荷识别模块电路图；
图6是本实用新型的输出接口模块的电路图。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：
如图1-图2所示，一种用于嵌入式智能负荷辨识模块，包括输入接口单元、事件提取单元、负荷辨识单元、输出接口单元、模块封装；输入接口单元、事件提取单元、负荷辨识单元、输出接口单元依次连接。输入接口单元、输出接口单元分别与模块封装通过接口连接；输入接口单元、事件提取单元、负荷辨识单元、输出接口单元集成至模块封装内，模块封装集成到计量装置上，并与计量装置连接。
计量装置的采集数据直接通过本实用新型的外部串行接口输入至输入接口单元，输入接口单元将计量装置的采集数据转换为并行数据，并将并行数据输入至事件提取单元。
事件提取单元根据并行数据高频实时计算并输出负荷事件，功率事件通过并行总线输入至负荷辨识单元。
负荷辨识单元对负荷事件进行鉴别与命名，给出负荷辨识结果。
输出接口单元将负荷辨识结果通过并行转高速串行接口传输至计量装置进行结果输出与展示。
本实施例中，如图3所示，为外部输入单元接口电路，其主要芯片型号为SC16IS752IPW。外部输入单元通过引脚“TXA”,“RXA”与整体模块封装的引脚“20-RXD”，“21-TXD”连接，实现外部数据通过串行接口引入外部输入单元内部。同时，数据进入外部输入单元后，转换为并行8位数据，并通过引脚“D0”到“D7”输入到事件提取单元中。
本实施例的事件提取单元如图4所示，其主要芯片型号为EPM3064A。该芯片为可编程逻辑芯片CPLD，通过引脚“D0”到“D7”，读取到8位输入数据，并通过事件边缘检测机制配合暂态稳态事件算法，完成对外部总线参数上事件提取任务。然后，在通过引脚“AD0”到“AD7”将事件提取结果以8位并行总线数据形式传输到负荷识别单元中。
本实施例的负荷识别单元如图5所示，其主要芯片为工业ARM芯片，采用的型号为AT91RM9200QU，通过引脚“AD0”到“AD7”获取到事件提取结果，经过遍历预制在内存中的负荷特征库，为每一个事件进行标签化命名，最终给出事件的实时辨识结果，其结果通过引脚“AD8”到“AD16”传输到输出接口单元中。
本实施例的输出接口单元如图6所示，其主要芯片和输入接口模块一致，亦为SC16IS752IPW。通过引脚“AD8”到“AD16”接收负荷辨识模块的辨识结果，同时通过SPI引脚“SI”、“SO”、“SCLK”将8位并行数据转为高速SPI串行数据输出到本实用新型之外，用户计量装置结果输出与展示。
本是实用新型所提供的一种用于嵌入式智能负荷辨识模块，此模块内嵌了基于非侵入式电力负荷分解算法，能够完成负荷特征量提取、负荷分类、负荷辨识等功能。不同于常规非侵入式负荷辨识装置，本实用新型所述装置为小型贴片型模块，内集成了接口转换、事件提取、负荷辨识等硬件功能模块。其体积小，接口简单，可以方便的嵌入各种具有标准接口的计量装置中，具有良好的性价比。本实用新型的核心思想是将传统非侵入式负荷辨识装置高度集成化，使得电能数据采集功能和用户负荷辨识功能方便的应用于节能改造、电力、通信、铁路、交通、环保、石化等行业各种需要测量用电情况的计量设备中，进行精准到用电设备的用户能源监测。
本实用新型不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于嵌入式智能负荷辨识模块，其特征在于：包括输入接口单元、事件提取单元、负荷辨识单元、输出接口单元；所述输入接口单元、事件提取单元、负荷辨识单元、输出接口单元依次连接，并集成到计量装置上；
所述输入接口单元用于将计量装置的采集数据转换为并行数据，并将并行数据输入至事件提取单元；
所述事件提取单元用于根据并行数据高频实时计算并输出负荷事件；
所述负荷辨识单元用于对负荷事件进行鉴别与命名，给出负荷辨识结果；
所述输出接口单元用于将负荷辨识结果传输至计量装置进行结果输出与展示。
2.根据权利要求1所述的一种用于嵌入式智能负荷辨识模块，其特征在于：所述输入接口单元包括SC16IS752IPW芯片。
3.根据权利要求1所述的一种用于嵌入式智能负荷辨识模块，其特征在于：所述事件提取单元包括EPM3064A编程器。
4.根据权利要求1所述的一种用于嵌入式智能负荷辨识模块，其特征在于：所述负荷辨识单元包括AT91RM9200QU微处理器。
5.根据权利要求1所述的一种用于嵌入式智能负荷辨识模块，其特征在于：所述输出接口单元包括SC16IS752IPW芯片。
6.根据权利要求1所述的一种用于嵌入式智能负荷辨识模块，其特征在于：还包括模块封装，所述输入接口单元、输出接口单元分别与模块封装通过接口连接；所述输入接口单元、事件提取单元、负荷辨识单元、输出接口单元集成至模块封装内，所述模块封装集成到计量装置上，并与计量装置连接。
Priority Applications (1)
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| CN201922479149.3U CN212134809U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种用于嵌入式智能负荷辨识模块 |
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| CN201922479149.3U CN212134809U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种用于嵌入式智能负荷辨识模块 |
Publications (1)
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| CN212134809U true CN212134809U (zh) | 2020-12-11 |
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| CN201922479149.3U Active CN212134809U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种用于嵌入式智能负荷辨识模块 |
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| CN (1) | CN212134809U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113223287A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-08-06 | 国电南瑞南京控制系统有限公司 | 一种基于spi的智能电能表与负荷辨识模块的通信方法及系统 |
| CN113285448A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-20 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 一种电气化铁路非侵入式牵引负荷分解方法 |
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2019
- 2019-12-31 CN CN201922479149.3U patent/CN212134809U/zh active Active
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