CN215956043U - 一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组及负荷识别装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组及负荷识别装置，其中，功能模组包括负荷识别核心板、算法库机构和运行支撑机构。负荷识别核心板用于与专变采集终端的计量芯片连接，以及获取工频波形A/D采样值数据。算法库机构与负荷识别核心板连接，算法库机构用于对工频波形A/D采样值数据进行运算后得到负荷识别算法关键参数，以及对负荷识别算法关键参数进行存储。运行支撑机构与负荷识别核心板连接，运行支撑机构用于对负荷识别算法关键参数进行传输验证后进行传输，以及与专变采集终端的核心板连接。本申请的功能模组与专变采集终端配合后可以帮助客户实时地了解自身各种电力负荷的能耗信息，从而推进用电用户节约能耗。

Description

一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组及负荷识 别装置

技术领域

本申请涉及电力系统领域，尤其涉及一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组及负荷识别装置。

背景技术

工业互联网和能源的发展使中国电力工业微观环境发生了巨大变化，对供给与需求的交互和再平衡提出更高要求，电力需求侧对于用电管理的重视度明显提升。

专变采集终端是城市和农村电网用电现场服务与管理系统及负荷管理系统中的重要终端设备，已经实现对用户实施功率定值控制和电能量定值控制，虽能在一定程度上规范专变客户安全有序用电，但未实现工业负荷的设备类型、设备属性、设备状态识别，无法帮助客户实时地了解自身各种电力负荷状态及电能质量，不利于最大限度地提高电力的用电安全及社会经济效益。

实用新型内容

本申请提供一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组及负荷识别装置，能够通过获取高频采集数据进行解析，实现对负荷设备状态识别，进而完成对专变客户运行经济性分析、节能水平分析、产线运行状态分析、用户产能与生产效率分析，供用电双向交互。

第一方面，本申请的实施例提供了一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组，包括负荷识别核心板、算法库机构和运行支撑机构。负荷识别核心板用于与专变采集终端的计量芯片连接，以及获取工频波形A/D采样值数据。算法库机构与负荷识别核心板连接，算法库机构用于对工频波形A/D采样值数据进行运算后得到负荷识别算法关键参数，以及对负荷识别算法关键参数进行存储。运行支撑机构与负荷识别核心板连接，运行支撑机构用于对负荷识别算法关键参数进行传输验证后进行传输，以及与专变采集终端的核心板连接。

在其中一些实施例中，负荷识别核心板的电量输入端和算法库机构的电量输入端均与运行支撑机构的电量输出端连接，运行支撑机构的电量输入端与专变采集终端的开关电源连接。

在其中一些实施例中，功能模组还包括基体和盖体。基体承载负荷识别核心板、算法库机构和运行支撑机构。盖体与基体连接，且覆盖负荷识别核心板、算法库机构和运行支撑机构。

在其中一些实施例中，基体具有卡槽。盖体具有卡勾，卡勾卡接在卡槽中。

在其中一些实施例中，卡槽的数量为至少两个，各卡槽分别位于基体的两对设置的两侧。卡勾的数量为与卡槽一一对应的至少两个。

在其中一些实施例中，卡槽的底壁具有卡接面和过渡面，卡接面用于供卡勾卡接，过渡面用于供卡勾划过。

在其中一些实施例中，基体经定位机构与盖体连接。定位机构包括定位槽和定位凸，定位凸插入至定位槽中。

在其中一些实施例中，定位结构的数量为至少两个，各定位机构分别位于基体的相对设置的两侧。

第二方面，本申请的实施例提供了一种负荷识别装置，包括专变采集终端和上述任一实施例中的功能模组。专变采集终端具有计量芯片、核心板和开关电源。功能模组的负荷识别核心板与计量芯片连接，功能模组的运行支撑机构与核心板连接。

在其中一些实施例中，专变采集终端具有安装槽，功能模组安装至安装槽中。

根据本申请的实施例提供的一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组，包括负荷识别核心板、算法库机构和运行支撑机构。负荷识别核心板用于与专变采集终端的计量芯片连接，以及获取工频波形A/D采样值数据。算法库机构与负荷识别核心板连接，算法库机构用于对工频波形A/D采样值数据进行运算后得到负荷识别算法关键参数，以及对负荷识别算法关键参数进行存储。运行支撑机构与负荷识别核心板连接，运行支撑机构用于对负荷识别算法关键参数进行传输验证后进行传输，以及与专变采集终端的核心板连接。本申请的功能模组与专变采集终端配合后形成非侵入式数据采集、负荷识别一体化设计的装置，其可以直接响应用电用户实施监测用电设备状态的需求，帮助客户实时地了解自身各种电力负荷的能耗信息，推进客户进行运行经济性分析和节能水平分析，从而推进用电用户节约能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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他的附图。

图1为本申请实施例中功能模组的装配结构示意图；

图2-3为本申请实施例中盖体在两个角度的结构示意图；

图4为本申请实施例中负荷识别装置的结构示意图；

图5为本申请实施例中功能模组与专变采集终端的连接结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

参阅图1-3，本申请的实施例提供了一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组10，具体地说是一种在专变采集终端的控制模块上集成开发负荷识别的功能模组，以通过获取实时电压波形、电流波形、有功功率、无功功率等电力信息，通过非侵入式负荷识别算法对负荷种类进行识别。其包括负荷识别核心板11、算法库机构12和运行支撑机构13。

负荷识别核心板11用于与专变采集终端20的计量芯片21连接，以及获取工频波形A/D采样值数据。可选地，负荷识别核心板11为工业级，主频最高可达 800MHz，采用cortex-A8内核，核心板板载主控芯片512MB DDR3L内存，8GB eMMC，核心板PCB采用8层黑色沉金设计，单面放元件，整体尺寸39×39mm，共140个引脚，引脚间距1.0mm，除了SEMC总线引脚外，芯片其余IO均引出，峰值电流1.5A，常规功耗500mA，待机电流1.5mA。可选地，负荷识别核心板11通过SPI接口与专变采集终端20的计量芯片21进行数据交互，SPI接口主要负责读取工频波形AD采样值数据(单周波128个采样点)。

算法库机构12与负荷识别核心板11连接，算法库机构12用于对工频波形 A/D采样值数据进行运算后得到负荷识别算法关键参数，以及对负荷识别算法关键参数进行存储。负荷识别算法关键参数可以包括设备属性特征值、设备类别特征值。可选地，算法库机构12与负荷识别核心板11通过UART串口连接，具备生产调试接口。

运行支撑机构13与负荷识别核心板11连接，运行支撑机构13用于对负荷识别算法关键参数进行传输验证后进行传输，以及与专变采集终端20的核心板22 连接，同时还负责负荷识别核心板11和算法库机构12的供电和接口保护。可选地，运行支撑机构13与负荷识别核心板11通过UART串口相连，通信波特率为 57600bps。可选地，运行支撑机构13通过SCI接口与专变采集终端20的核心板 22进行数据交互，SCI接口为负荷识别分析结果及中间变量的传输，波特率为57600bps。

负荷识别核心板11的电量输入端和算法库机构12的电量输入端均与运行支撑机构13的电量输出端连接，运行支撑机构13的电量输入端与专变采集终端20 的开关电源22连接。

另外，功能模组10还提供microUSB、miniUSB两种程序升级接口。

本申请的功能模组10通过获取实时电压、电流、有功功率、无功功率等电力信息，通过非侵入式负荷识别算法对负荷种类进行识别。具体地，负荷识别核心板11通过获取工频波形A/D采样值数据，将波形数据传输到算法库机构12。算法库机构12对波形数据进行运算，得到设备属性特征值、设备类别特征值等负荷识别关键参数并进行存储。负荷识别核心板11对算法库机构12存储的负荷识别关键参数读取并识别，将结果传输给负荷识别运行支撑机构13。负荷识别运行支撑机构13将负荷识别核心板11传送的数据经过验证后传输给专变采集终端20。负荷识别运行支撑机构13还负责负荷识别核心板11和算法库机构12的供电和接口保护。

功能模组10可以还包括基体14和盖体15。基体14可以承载负荷识别核心板 11、算法库机构12和运行支撑机构13。盖体15可以与基体14连接，且覆盖负荷识别核心板11、算法库机构12和运行支撑机构13。

基体14可以具有卡槽140。盖体15可以具有卡勾150，卡勾150卡接在卡槽140 中。卡槽140的数量可以为至少两个，各卡槽140分别位于基体14的两对设置的两侧。卡勾150的数量可以为与卡槽140一一对应的至少两个。卡槽140的底壁可以具有卡接面和过渡面141，卡接面用于供卡勾150卡接，过渡面141用于供卡勾 150划过。

基体14可以经定位机构与盖体15连接。定位机构可以包括定位槽和定位凸 16，定位凸16插入至定位槽中。定位结构的数量可以为至少两个，如四个，各定位机构分别位于基体14的相对设置的两侧，如四个定位机构分别位于基体14 的四个角。

参阅图4-5，本申请的实施例还提供了一种负荷识别装置1，具体的说是一种在专变采集终端20的控制模块上集成实现对专变客户用电设备类型、设备属性、设备状态实施监测的负荷识别装置1，其包括专变采集终端20和上述任一实施例中的功能模组10。

专变采集终端20具有计量芯片21、核心板22和开关电源22。专变采集终端 20可以为现有国网2013标准专变采集终端。

功能模组10的负荷识别核心板11与计量芯片21连接，功能模组10的运行支撑机构13与核心板22连接。

专变采集终端20可以具有安装槽，功能模组10安装至安装槽中。在安装槽的开口处设计翻盖，从而方便操作。

本申请的负荷识别装置1相当于在专变采集终端20的控制模块上集成负荷识别功能，经济投入小，安全性实用性高，易实现标准化。需要注意的是，本申请的功能模组10集成在专变采集终端20的控制模块上时，需不影响控制模块的其他功能，MCU需单独设计，通讯采用其他引脚及通道，也就是说，本申请在专变采集终端20的控制模块的通信接口处只增加了一些管脚定义，用以实现在控制模块上集成负荷识别功能，专变采集终端20的现有设计不涉及改动，使得负荷识别造成的改动量很小，从而有利于市场其他采集终端的供货厂家快速响应。

专变采集终端20可以与老旧电机、减排设备、污染设备连接。使得本申请的负荷识别装置1对在运污染设备、减排设备、老旧电机等负荷进行有效识别，完成对专变客户运行经济性分析、节能水平分析、产线运行状态分析、用户产能与生产效率分析，同时结构小巧、操作简单。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组，其特征在于，包括：

负荷识别核心板，用于与专变采集终端的计量芯片连接，以及获取工频波形A/D采样值数据；

算法库机构，与所述负荷识别核心板连接，所述算法库机构用于对所述工频波形A/D采样值数据进行运算后得到负荷识别算法关键参数，以及对所述负荷识别算法关键参数进行存储；

运行支撑机构，与所述负荷识别核心板连接，所述运行支撑机构用于对所述负荷识别算法关键参数进行传输验证后进行传输，以及与所述专变采集终端的核心板连接；

基体，承载所述负荷识别核心板、所述算法库机构和所述运行支撑机构；

盖体，与所述基体连接，且覆盖所述负荷识别核心板、所述算法库机构和所述运行支撑机构。

2.如权利要求1所述的一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组，其特征在于，

所述负荷识别核心板的电量输入端和所述算法库机构的电量输入端均与所述运行支撑机构的电量输出端连接，所述运行支撑机构的电量输入端与所述专变采集终端的开关电源连接。

3.如权利要求1所述的一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组，其特征在于，

所述基体具有卡槽；

所述盖体具有卡勾，所述卡勾卡接在所述卡槽中。

4.如权利要求3所述的一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组，其特征在于，

所述卡槽的数量为至少两个，各所述卡槽分别位于所述基体的两对设置的两侧；

所述卡勾的数量为与所述卡槽一一对应的至少两个。

5.如权利要求3所述的一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组，其特征在于，

所述卡槽的底壁具有卡接面和过渡面，所述卡接面用于供所述卡勾卡接，所述过渡面用于供所述卡勾划过。

6.如权利要求1所述的一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组，其特征在于，

所述基体经定位机构与所述盖体连接；

所述定位机构包括定位槽和定位凸，所述定位凸插入至所述定位槽中。

7.如权利要求6所述的一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组，其特征在于，

所述定位结构的数量为至少两个，各所述定位机构分别位于所述定位槽的相对设置的两侧。

8.一种负荷识别装置，其特征在于，包括：

专变采集终端，具有计量芯片、核心板和开关电源；和

权利要求1-7任一所述的一种适用于专变用户非侵入式负荷识别的功能模组，所述功能模组的负荷识别核心板与所述计量芯片连接，所述功能模组的运行支撑机构与所述核心板连接。

9.如权利要求8所述的一种负荷识别装置，其特征在于，

所述专变采集终端具有安装槽，所述功能模组安装至所述安装槽中。

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