一种低压供电台区各层级电能参数监测终端、系统及方法与流程

本发明涉及供电设备运行监测领域，具体涉及一种低压供电台区各层级电能参数监测终端、系统及方法。

背景技术：

1、分布式光伏发电特指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。分布式光伏发电采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

2、光伏发电并网接入层级设备，图1是低压设备层级架构示意图，包括三个层级，第一级为台区总开关设备，包括jp柜、各型低压柜；第二级为分路开关设备，主要是低压分支箱；第三级为末端开关设备，主要是用户侧的表箱等。当前对于低压分布式光伏网络的能效测评和电能质量治理，电能数据来源一般是主要从发电处和表箱处获取，发电处和智能表箱将电能数据传输到后台，后台这些数据进行网络的能效测评和电能质量治理。然而，这种方式只关注了发电来源和电能使用端的电能数据，而没有中间设备的电能数据，影响网络能效测评和电能质量治理的效果。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种低压供电台区各层级电能参数监测终端、系统及方法，为各层级设备配置监测终端，由监测终端实现对各层级设备的电能采集，进而实现低压分布式光伏网络的运行全景式监测，提高网络能效测评和电能质量治理的效果。

2、第一方面，本发明的技术方案提供一种低压供电台区各层级电能参数监测终端，包括电能计量芯片和监测控制器，其中：

3、所述电能计量芯片，用于根据采集的电流和电压计算设备电能参数，并将所计算设备电能参数传输给监测控制器；

4、所述监测控制器，用于将所接收设备电能参数传输给监测后台。

5、在一个可选的实施方式中，还包括终端壳体，所述电能计量芯片和监测控制器设置在终端壳体内。

6、在一个可选的实施方式中，终端壳体上侧面设置电压接口和开关量输入接口，下侧面设置电流接口和通讯接口；

7、电压接口、电流接口分别与电能计量芯片连接，开关量输入接口、通讯接口分别与监测控制器连接；

8、其中，电流接口用于与一电流互感器的二次侧连接，该电流互感器的一次侧与层级设备回路连接，采集层级设备回路电流，电流互感器的二次侧以接头形式与电流接口可拆卸插接。

9、在一个可选的实施方式中，电流接口为rj11接口；

10、电流接口包括第一相线回路电流接口、第二相线回路电流接口、第三相线回路电流接口和零线回路电流接口。

11、在一个可选的实施方式中，电流接口通过电流采集电路与电能计量芯片连接，电流采集电路包括：电阻r17、电阻r18、电阻r16、电阻r19、电容c11和电容c12；

12、电阻r17的第一端和电阻r18的第二端为输入端口，电阻r17的第二端和电阻r18的第一端接地；电阻r17的第一端还与电阻r16的第一端连接，电阻r16的第二端连接电能计量芯片的一输入端口，电阻r16的第二端还连接电容c11的第一端，电容c11的第二端接地；电阻r18的第二端还与电阻r19的第一端连接，电阻r19的第二端连接电能计量芯片的一输入端口，电阻r19的第二端还连接电容c12的第一端，电容c12的第二端接地。

13、在一个可选的实施方式中，层级设备内设置有具有电压采集功能的电源模块；电压接口为级联接口，与所述电源模块连接。

14、在一个可选的实施方式中，终端壳体的下侧面还设置有温度接口，与采集层级设备内接头温度的温度传感器连接。

15、在一个可选的实施方式中，终端壳体的前侧面设置显示屏和指示灯，指示灯包括电源指示灯、告警指示灯和通讯指示灯。

16、第二方面，本发明的技术方案提供一种低压台区各层级电能参数监测系统，包括监测后台，设置在各层级设备的上述任一项所述的监测终端；监测后台分别与各个监测终端无线通信。

17、第三方面，本发明的技术方案提供一种低压供电台区各层级电能参数监测方法，包括以下步骤：

18、将上述任一项所述的监测终端接入层级设备；

19、接收监测后台连接请求；

20、响应监测后台连接请求，与监测后台建立通信连接；

21、采集层级设备的电压、电流、开关量和接头温度；

22、根据所采集电压、电流计算有功功率、无功功率、视在功率和功率因数；

23、存储各电能参数的标准值；

24、将实时采集和计算的电能参数与标准值比对，判断层级设备是否有故障；

25、响应于层级设备故障，进行故障本地报警，并将故障信息发送至监测后台；

26、接收监测后台查询请求；

27、将存储的电压、电流、开关量、接头温度、有功功率、无功功率、视在功率和功率计算发送给监测后台。

28、本发明提供的一种低压供电台区各层级电能参数监测终端、系统及方法，相对于现有技术，具有以下有益效果：使用电能计量芯片根据采集的电流和电压计算设备电能参数，并由监测控制器将设备电能参数传输给后台，后台与所有层级设备内的监测终端通信，获得所有层级设备的电能参数，实现低压分布式光伏网络的运行全景式监测，提高网络能效测评和电能质量治理的效果；监测终端配置电能采集接口，适配于各层级设备，可快捷方便的实现各个层级设备的电能参数采集，并将所采集电能参数传输给后台，结构简单成本低。

技术特征：

1.一种低压供电台区各层级电能参数监测终端，其特征在于，包括电能计量芯片和监测控制器，其中：

2.根据权利要求1所述的低压供电台区各层级电能参数监测终端，其特征在于，还包括终端壳体，所述电能计量芯片和监测控制器设置在终端壳体内。

3.根据权利要求2所述的低压供电台区各层级电能参数监测终端，其特征在于，终端壳体上侧面设置电压接口和开关量输入接口，下侧面设置电流接口和通讯接口；

4.根据权利要求3所述的低压供电台区各层级电能参数监测终端，其特征在于，电流接口为rj11接口；

5.根据权利要求4所述的低压供电台区各层级电能参数监测终端，其特征在于，电流接口通过电流采集电路与电能计量芯片连接，电流采集电路包括：电阻r17、电阻r18、电阻r16、电阻r19、电容c11和电容c12；

6.根据权利要求5所述的低压电台区各层级电能参数监测终端，其特征在于，层级设备内设置有具有电压采集功能的电源模块；电压接口为级联接口，与所述电源模块连接。

7.根据权利要求6所述的低压电台区各层级电能参数监测终端，其特征在于，终端壳体的下侧面还设置有温度接口，与采集层级设备内接头温度的温度传感器连接。

8.根据权利要求7所述的低压电台区各层级电能参数监测终端，其特征在于，终端壳体的前侧面设置显示屏和指示灯，指示灯包括电源指示灯、告警指示灯和通讯指示灯。

9.一种低压台区各层级电能参数监测系统，其特征在于，包括监测后台，设置在各层级设备的权利要求1-8任一项所述的监测终端；

10.一种低压供电台区各层级电能参数监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及供电设备运行监测领域，具体公开一种低压供电台区各层级电能参数监测终端、系统及方法，包括电能计量芯片和监测控制器，其中：所述电能计量芯片，用于根据采集的电流和电压计算设备电能参数，并将所计算设备电能参数传输给监测控制器；所述监测控制器，用于将所接收设备电能参数传输给监测后台。本发明为各层级设备配置监测终端，由监测终端实现对各层级设备的电能采集，进而实现低压分布式光伏网络的运行全景式监测，提高网络能效测评和电能质量治理的效果。

技术研发人员：丁月明,崔荣喜,卢兴旺,路军,刘昊,贾伟,程云祥,相智才,杨小婷,杜善慧,许家余,王锋,季金豹,王伟,于皓杰,李来珍,厉华梅,张秋实,刘静,宋宜飞,费扬,姜丹,李清源,徐凯凯,李梦真,何淼,薛纯,王晶晶,付铮
受保护的技术使用者：国网智能电网研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15