CN214412404U - 电力需量测量设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电力需量测量设备及系统，其设备包括参数测量及转换装置、工业网关；参数测量及转换装置通信连接工业网关；参数测量及转换装置可通过物理接口与待测量方的配电柜电性连接，用于获取在第一预设时间内待测量方的电力参数，根据电力参数确定待测量方的第一电力需量，以及将电力参数和第一电力需量发送至工业网关；工业网关可通信连接电力后台系统，用于将接收的电力参数和第一电力需量发送至电力后台系统，以使电力后台系统根据电力参数和第一电力需量预测待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。该设备使用简单、便捷；为企业通过“容改需”达到降低基本用电费用提供了有效的保障。

Description

电力需量测量设备及系统

技术领域

本实用新型属于设备制造技术领域，具体涉及电力需量测量设备及系统。

背景技术

“容改需”业务是帮助用电企业降低基本电费(注：不是电度电费)的措施之一。“容改需”不需要进行线路改造，只需向电网申请，与电网签订最大需量合同，在电网后台进行相应的软件参数调整即可实现。

目前，针对“最大需量”测算所需的数据和精算模型虽已有研究成果，但尚未形成配套设备应用到企业中，使得企业因此不具备根据实际情况进行按月调整最大需量的能力。若自行进行“容改需”申请，假如企业实际用电量超过申请的“最大需量”的话，超过的部分，基本电费要加一倍缴交，这就很容易造成申请以后与企业的降费初衷背道而驰。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种电力需量测量设备及系统。

依据本实用新型的一方面，提供了一种电力需量测量设备，该设备包括参数测量及转换装置、工业网关；

参数测量及转换装置通信连接工业网关；

参数测量及转换装置可通过物理接口与待测量方的配电柜电性连接，参数测量及转换装置用于获取在第一预设时间内待测量方的电力参数，根据电力参数确定待测量方的第一电力需量，以及将电力参数和第一电力需量发送至所述工业网关；

工业网关可通信连接电力后台系统，工业网关用于将接收的电力参数和第一电力需量发送至电力后台系统，以使电力后台系统根据电力参数和第一电力需量预测待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

可选的，在上述设备中，参数测量及转换装置包括主控模块、人机交互模块、参数获取模块和通信模块；

主控模块分别电连接人机交互模块、参数获取模块和通信模块；

主控模块响应于人机交互模块接收的待测量方指令，控制参数获取模块获取在第一预设时间内待测量方的电力参数，根据电力参数确定待测量方的第一电力需量；并将电力参数和第一电力需量发送至通信模块；

通信模块将电力参数和第一电力需量发送至电力后台系统，以使电力后台系统根据电力参数和第一电力需量预测待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

可选的，在上述设备中，参数获取模块包括：依次串联的电流互感器和/或电压互感器、放大回路和模数转换芯片；

电流互感器和/或电压互感器通过物理接口与待测量方的配电柜电性连接，模数转换芯片点性连接主控模块；

电流互感器和/或电压互感器用于获取待测量方的电力参数信号，并输送到放大回路；

放大回路将电力参数信号放大后发送至模数转换芯片；

模数转换芯片将放大的电力参数信号转换为电力参数，并将电力参数发送至主控模块。

可选的，上述参数测量及转换装置还包括时间模块，时间模块与主控模块电连接，时间模块用于对设备进行时间校对。

可选的，上述所述参数测量及转换装置还包括储能模块，储能模块分别电连接主控模块、人机交互模块、参数获取模块以及通信模块；储能模块用于为设备提供电能。

可选的，在上述设备中，物理接口为以下的至少一项：电压采集接口、电流采集接口、485总线接口。

可选的，在上述设备中，参数测量及转换装置与工业网关基于modbus协议通信连接。

可选的，上述设备中还包括数据采集装置；

数据采集装置通信连接参数测量及转换装置，以接收参数测量及转换装置发送的电力参数和第一电力需量；数据采集装置通信连接工业网关，以将电力参数和第一电力需量发送至工业网关；

数据采集装置还可通信连接环境参数测量设备，以获取环境参数；

数据采集装置还用于将环境参数发送至工业网关，以使工业网关将环境参数发送至电力后台系统，以使电力后台系统根据电力参数、第一电力需量和环境参数预测待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

可选的，在上述设备中，参数测量及转换装置包括主控模块、人机交互模块、参数获取模块和通信模块；

主控模块分别电连接人机交互模块、参数获取模块和通信模块；

主控模块响应于人机交互模块接收的待测量方指令，控制参数获取模块获取在第一预设时间内待测量方的电力参数，根据电力参数确定待测量方的第一电力需量；并将电力参数和第一电力需量发送至通信模块；

通信模块将电力参数和第一电力需量发送至数据采集装置，以使数据采集装置将电力参数、第一电力需量以及获取的环境参数发送至电力后台系统，以使电力后台系统根据电力参数、第一电力需量和环境参数预测待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

依据本实用新型的另一方面，提供了一种电力需量测量系统，该系统包括上述任一的电力需量测量设备、待测量方的配电柜、电力后台系统；电力需量测量设备电性连接待测量方的配电柜，且通信连接电力后台系统；

电力需量测量设备将采集的待测量方的配电柜的电力参数转化成第一用电需量，并将电力参数和第一用电需量发送至电力后台系统，以使电力后台系统根据电力参数和第一电力需量预测待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

本实用新型至少能够达到以下的有益效果：提供一种可测量需量并带由通信功能的监测设备，其连接待测量方的配电柜，利用此设备，可实时在线监测待测量方的总用电情况，与工业互联网网关技术相结合，将测量以及转化获得的待测量方的数据上送到电力后台系统，通过电力后台系统的需量预测模型分析，结合待测量方的历史第一预设时间内的需量和工况以及未来第二预设时间的运行计划，合理的预测待测量方在未来第二预设时间段的电力最大需量要求。由此可见，本申请将物联网的通讯技术、电气测量技术、电工等技术结合使用，提供了一种电力需量测量设备，该设备能够高精度测量待检量方的电力参数以及第一电力需量，为准确预测第二电力需量提供了有力的保障；本实用新型提供的设备使得测量用电需量变的、简单、便捷；且基于物联网的数据传输稳定性和快捷性，使得电力后台系统获取数据具有持续性和有效性，为企业通过“容改需”达到降低基本用电费用提供了有效的保障。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本实用新型一个实施例的电力需量测量设备的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型一个实施例的电力需量测量设备的参数测量及转换装置的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型另一个实施例的电力需量测量设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的电力需量测量设备的结构示意图，从图1中可以看出，该设备100包括参数测量及转换装置120、工业网关110；参数测量及转换装置120通信连接工业网关110。在一些实施例中，该通信连接可采用现有技术中的任意一种，如通用无线分组业务GPRS、以太网通信、低功耗广域网络通信LPWAN等技术，通信协议可为现有技术中的任意一种，如modbus协议、103协议或104协议，优选modbus协议，modbus协议为主流标准的通信协议，能够很好地兼容不同的设备。

参数测量及转换装置120可通过物理接口与待测量方的配电柜300电性连接，参数测量及转换装置120用于获取在第一预设时间内待测量方的电力参数，根据电力参数确定待测量方的第一电力需量，以及将电力参数和第一电力需量发送至所述工业网关。需要说明的是，为方便使用，该电力需量测量设备100可以长期安置在配电柜300中。

电力需量可以认为是待测量方的最大有功功率，根据现有技术的算法，可以根据配电柜300反应出的电流值和电压值经过计算所得，计算方法可参考现有技术。

第一预设时间可以为历史的一段时间，通常以月为单位，因此，第一预设时间可以为刚过去的一个月时间。在获取第一预设时间内的电力参数和第一电力需量时，可以将第一预设时间分割为多个周期相同的时间段落，进一步的还可以将这个时间段落分割为多个周期相同的子时间段落。如将一个月设置为周期为1天的30个时间段落，每个时间段落分割为周期为15min的子时间段落。

关于需量计算可参考现有技术，这里推荐一种方法仅作参考，获取每15min内的配电箱的电力参数，然后每15min计算出一个电力需量，相同时间内的电力参数和电力需量对应存储，其中电力需量可每15min内的电力需量的平均值，具体的存储位置可以为参数测量及转换装置120的可读寄存器中。

在第一预设时间内获得的电力参数和电力需量组成了第一预设时间内待测量方的电力参数以及待测量方的第一电力需量。

需要说明的是，第一预设时间并不仅可以是设定的历史中的一段具体确定的时间，也可以设定一个时间周期，以当前时间为基准，随着时间的推移，该第一预设时间可以自动向前推移，以达到实时监控的目的。

参数测量及转换装置120在确定电力参数以及第一电力需量后，将二者发送至工业网关。

在本申请的一些实施例中，上述物理接口为以下的至少一项：电压采集接口、电流采集接口、485总线接口，其中，电压采集接口可连接电压互感器；电流采集接口可连接电流互感器；485总线接口可连接485总线也可用于连接传感器类也可以连接仪表类，如水流量计、烟雾传感器、母排温度传感器、智能电表、温湿度传感器等。

工业网关可通信连接电力后台系统，工业网关用于将接收的电力参数和第一电力需量发送至电力后台系统，以使电力后台系统根据电力参数和第一电力需量预测待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

工业网关在接收到电力参数以及第一电力需量后，负责将这些数据通过通信连接传输至电网公司的电力后台系统。在电力后台系统中设有精度高的数字化的电力需量预测模型，基于该模型，可根据电力参数和第一电力需量预测待测量方在第二预设时间内的第二电力需量，如根据待测量方的一月份的电力参数和第一电力需量预测得到待测量方的二月份的第二电力需量。

待测量方的可根据第二电力需量向电网公司申购二月份的电力，在第二电力需量范围内的电力的费用相对较少，超出该范围，电力的费用急剧增加，因此，准确预测出第二电力需量，能够为待测量方节省大量的经济成本。

由图1所示的设备可以看出，本申请将物联网的通讯技术、电气测量技术、电工等技术结合使用，提供了一种电力需量测量设备，该设备能够高精度测量待检量方的电力参数以及第一电力需量，为准确预测第二电力需量提供了有力的保障；本实用新型提供的设备使得测量用电需量变的非常简单，便捷；且基于物联网的数据传输稳定性和快捷性，使得电力后台系统获取数据具有持续性和有效性，为企业通过“容改需”达到降低基本用电费用提供了有效的保障。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的电力需量测量设备的参数测量及转换装置的结构示意图，从图2可以看出，参数测量及转换装置120包括主控模块121、人机交互模块123、参数获取模块122和通信模块124。

主控模块121分别电连接人机交互模块123、参数获取模块122和通信模块124。

主控模块121响应于人机交互模块123接收的待测量方指令，控制参数获取模块122获取在第一预设时间内待测量方的电力参数，根据电力参数确定待测量方的第一电力需量；并将电力参数和第一电力需量发送至通信模块124。

通信模块124将电力参数和第一电力需量发送至电力后台系统200，以使电力后台系统200根据电力参数和第一电力需量预测待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

也就是说，参数测量及转换装置120的主控模块121是其中心控制模块，待测量方的工作人员可在人机交互模块123提供的界面上输入指令，主控模块121根据该指令可控制参数获取模块122获取在第一预设时间内待测量方的电力参数，并计算出第一电力需量，然后将电力参数和第一电力需量发送至通信模块124。通信模块124负责与电力后台系统200进行数据交互，二者之间的通信技术可参考现有技术中的任意一种，优选无线远距离可稳定传输数据的通信技术，如低功耗广域网络通信LPWAN等。

在本申请的一些实施例中，参数测量及转换装置120还包括时间模块125，时间模块125与主控模块121电连接，时间模块125用于对设备进行时间校对，如实时对标可以使设备的时间达到准确无误。

在本申请的一些实施例中，上述设备有两种电源形式，一种通过外接电源的形式为设备提供电能，可以为AC/DC85～265V电源；另一种，参数测量及转换装置120还包括储能模块126，储能模块126分别电连接主控模块121、人机交互模块123、参数获取模块122以及通信模块124；储能模块126用于为该设备提供电能。

在本申请的一些实施例中，参数获取模块包括：依次串联的电流互感器和/或电压互感器、放大回路和模数转换芯片；电流互感器和/或电压互感器通过物理接口与待测量方的配电柜电性连接，模数转换芯片点性连接主控模块；电流互感器和/或电压互感器用于获取所述待测量方的电力参数信号，并输送到放大回路；放大回路将电力参数信号放大后发送至模数转换芯片；模数转换芯片将放大的电力参数信号转换为电力参数，并将电力参数发送至主控模块。

参数获取模块负责待测量方的电力参数的测量，具体的将先获取电力参数信号，包括但不限于电流信号和/或电压信号，然后将获得的信号放大，并将放大后的信号进行模数转换，得到电力参数，电力参数包括但不限于电流和/或电压。

图3示出了根据本实用新型的另一个实施例的电力需量测量设备的结构示意图，从图3可以看出，上述设备还包括数据采集装置130；数据采集装置130设置于参数测量及转换装置120与工业网关110之间，即参数测量及转换装置120通信连接数据采集装置130，以接收参数测量及转换装置120发送的电力参数和第一电力需量；数据采集装置130通信连接工业网关110，以将电力参数和第一电力需量发送至工业网关110。

也就是说，参数测量及转换装置120与工业网关110之间的数据交互可以通过数据采集装置130实现，数据采集装置130与参数测量及转换装置120和工业网关110之间的通信技术可以采用无线技术，也可以采用物理接口实现，本实用新型不做限制。

数据采集装置130还可通信连接环境参数测量设备(图中未示出)，以获取环境参数；数据采集装置130还用于将环境参数发送至工业网关110，以使工业网关110将环境参数发送至电力后台系统200，以使电力后台系统200根据电力参数、第一电力需量和环境参数预测待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

其中，环境参数包括但不限于温度、湿度等，这些因素也影响到电力的消耗量，在本实施例中，数据采集装置130还设有一些接口，可以用来电性连接或通信连接环境参数测量设备，以获得上述的环境参数，电力后台系统200可根据这些环境参数对预测结果进行校正，以得到更加准确、合理的预测结果。

相对于没有设置数据采集装置130的情况，参数测量及转换装置120的结构没有改变，只是与连接关系有所改变，具体的，参数测量及转换装置仍然至少包括主控模块121、人机交互模块123、参数获取模块122和通信模块124；主控模块121分别电连接人机交互模块123、参数获取模块122和通信模块124。

主控模块121响应于人机交互模块123接收的待测量方指令，控制参数获取模块122获取在第一预设时间内待测量方的电力参数，根据电力参数确定待测量方的第一电力需量；并将电力参数和第一电力需量发送至通信模块124。

通信模块124将电力参数和第一电力需量发送至数据采集装置130，以使数据采集装置130将电力参数、第一电力需量以及获取的环境参数发送至电力后台系统200，以使电力后台系统200根据电力参数、第一电力需量和环境参数预测待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

综上所述，本实用新型至少能够达到以下的有益效果：提供一种可测量需量并带由通信功能的监测设备，其连接待测量方的配电柜，利用此设备，可实时在线监测待测量方的总用电情况，与工业互联网网关技术相结合，将测量以及转化获得的待测量方的数据上送到电力后台系统，通过电力后台系统的需量预测模型分析，结合待测量方的历史第一预设时间内的需量和工况以及未来第二预设时间的运行计划，合理的预测待测量方在未来第二预设时间段的电力最大需量要求。由此可见，本申请将物联网的通讯技术、电气测量技术、电工等技术结合使用，提供了一种电力需量测量设备，该设备能够高精度测量待检量方的电力参数以及第一电力需量，为准确预测第二电力需量提供了有力的保障；本实用新型提供的设备使得测量用电需量变的非常简单，便捷；且基于物联网的数据传输稳定性和快捷性，使得电力后台系统获取数据具有持续性和有效性，为企业通过“容改需”达到降低基本用电费用提供了有效的保障。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

Claims (10)

1.一种电力需量测量设备，其特征在于，包括参数测量及转换装置、工业网关；

所述参数测量及转换装置通信连接所述工业网关；

所述参数测量及转换装置可通过物理接口与待测量方的配电柜电性连接，所述参数测量及转换装置用于获取在第一预设时间内所述待测量方的电力参数，根据所述电力参数确定待测量方的第一电力需量，以及将所述电力参数和所述第一电力需量发送至所述工业网关；

所述工业网关可通信连接电力后台系统，所述工业网关用于将接收的所述电力参数和所述第一电力需量发送至所述电力后台系统，以使所述电力后台系统根据所述电力参数和所述第一电力需量预测所述待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述参数测量及转换装置包括主控模块、人机交互模块、参数获取模块和通信模块；

所述主控模块分别电连接所述人机交互模块、所述参数获取模块和所述通信模块；

所述主控模块响应于所述人机交互模块接收的待测量方指令，控制所述参数获取模块获取在第一预设时间内所述待测量方的电力参数，根据所述电力参数确定待测量方的第一电力需量；并将所述电力参数和所述第一电力需量发送至所述通信模块；

所述通信模块将所述电力参数和所述第一电力需量发送至所述电力后台系统，以使所述电力后台系统根据所述电力参数和所述第一电力需量预测所述待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述参数获取模块包括：依次串联的电流互感器和/或电压互感器、放大回路和模数转换芯片；

所述电流互感器和/或电压互感器通过物理接口与待测量方的配电柜电性连接，模数转换芯片点性连接所述主控模块；

所述电流互感器和/或电压互感器用于获取所述待测量方的电力参数信号，并输送到所述放大回路；

所述放大回路将所述电力参数信号放大后发送至模数转换芯片；

所述模数转换芯片将放大的电力参数信号转换为电力参数，并将所述电力参数发送至所述主控模块。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述参数测量及转换装置还包括时间模块，所述时间模块与所述主控模块电连接，所述时间模块用于对所述设备进行时间校对。

5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述参数测量及转换装置还包括储能模块，所述储能模块分别电连接所述主控模块、所述人机交互模块、所述参数获取模块以及所述通信模块；所述储能模块用于为所述设备提供电能。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述物理接口为以下的至少一项：电压采集接口、电流采集接口、485总线接口。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述参数测量及转换装置与所述工业网关基于modbus协议通信连接。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括数据采集装置；

所述数据采集装置通信连接所述参数测量及转换装置，以接收所述参数测量及转换装置发送的所述电力参数和所述第一电力需量；所述数据采集装置通信连接所述工业网关，以将所述电力参数和所述第一电力需量发送至所述工业网关；

所述数据采集装置还可通信连接环境参数测量设备，以获取环境参数；

所述数据采集装置还用于将所述环境参数发送至工业网关，以使工业网关将所述环境参数发送至所述电力后台系统，以使所述电力后台系统根据所述电力参数、所述第一电力需量和所述环境参数预测所述待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述参数测量及转换装置包括主控模块、人机交互模块、参数获取模块和通信模块；

所述主控模块分别电连接所述人机交互模块、所述参数获取模块和所述通信模块；

所述主控模块响应于所述人机交互模块接收的待测量方指令，控制所述参数获取模块获取在第一预设时间内所述待测量方的电力参数，根据所述电力参数确定待测量方的第一电力需量；并将所述电力参数和所述第一电力需量发送至所述通信模块；

所述通信模块将所述电力参数和所述第一电力需量发送至所述数据采集装置，以使所述数据采集装置将所述电力参数、所述第一电力需量以及获取的环境参数发送至所述电力后台系统，以使所述电力后台系统根据所述电力参数、所述第一电力需量和所述环境参数预测所述待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

10.一种电力需量测量系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1～9中任一项所述的电力需量测量设备、待测量方的配电柜、电力后台系统；所述电力需量测量设备电性连接所述待测量方的配电柜，且通信连接所述电力后台系统；

所述电力需量测量设备将采集的所述待测量方的配电柜的电力参数转化成第一用电需量，并将所述电力参数和所述第一用电需量发送至电力后台系统，以使电力后台系统根据所述电力参数和所述第一电力需量预测所述待测量方在第二预设时间内的第二电力需量。

Images