阅读说明：本技术 一种测试负荷识别功能的系统 (System for testing load recognition function ) 是由 周美娜 胡珊妹 于春玲 李永琴 陈雅男 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种测试负荷识别功能的系统,包括电网录波装置,与电网录波装置连接的用于分解电压波形和电流波形的第一处理器,与第一处理器连接的低压传输电路,以及与低压传输电路连接的用于运行待测负荷识别软件的负荷识别装置。由于在进行负荷识别时需要将电力信息转换为低压信号后输入负荷识别装置,因此现有技术中将录取的波形还原成220V高压后,还需要再对波形进行降压采样。而本发明提供的测试负荷识别功能的系统直接将电网录波装置录取的波形以低压的形式回放给负荷识别装置,既能够实现测试需求,又无需高压回放的器件,因此相较于现有技术既降低了负荷识别功能测试的复杂度,又降低了测试成本。(The invention discloses a system for testing a load identification function, which comprises a power grid wave recording device, a first processor connected with the power grid wave recording device and used for decomposing voltage waveforms and current waveforms, a low-voltage transmission circuit connected with the first processor, and a load identification device connected with the low-voltage transmission circuit and used for running load identification software to be tested. Because the power information needs to be converted into a low-voltage signal and then input into the load identification device when load identification is performed, in the prior art, the recorded waveform needs to be subjected to voltage reduction sampling after being restored to 220V high voltage. The system for testing the load identification function directly plays back the waveform recorded by the power grid wave recording device to the load identification device in a low-pressure mode, can meet the test requirement, does not need a high-pressure playback device, and therefore reduces the complexity of the load identification function test and reduces the test cost compared with the prior art.)

一种测试负荷识别功能的系统

技术领域

本发明涉及电网系统测试技术领域，特别是涉及一种测试负荷识别功能的系统。

背景技术

在智能电网时代，必须突破目前用户家用电表只能读取用电总量，不能深入分析用户内部负荷成分，获取负荷信息有限的这一瓶颈，以完善用电信息采集系统和智能用电系统。非侵入式负荷监测(non-intrusive load monitoring,NILM)技术应运而生，只需获得总负荷的电压、电流等承载电力信息的信号，这些信息包含了不同特性负荷成分的信息，通过提取这些电气量的特征信息，非侵入式负荷监测系统就能实现负荷分解，判断出各个负荷的电力信息。而实现负荷分解的前提就是负荷识别。因此，对电网检测装置的负荷识别能力的测试非常重要。

现有技术中测试负荷识别功能的方案之一是采用实际的用电器进行系统搭建，需要单独的一个实验室摆放各类电器，空间资源浪费严重，移动性差。为此，在改良的技术方案中，通过采用录波仪等设备进行波形回放，输入电网监测装置进行负荷识别能力的测试，能够有效节约空间资源，但现有技术中为了模拟实际用电场合，往往将录取的波形还原成220V高压，设备复杂，内部耦合器件等会导致波形失真，且制造成本高，应用不够灵活。

提供一种易于实现、降低成本的负荷识别功能的测试方案，是本领域技术人员需要解决的技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种测试负荷识别功能的系统，用于降低负荷识别功能测试的复杂度，降低测试成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种测试负荷识别功能的系统，包括：

电网录波装置，与所述电网录波装置连接的用于分解电压波形和电流波形的第一处理器，与所述第一处理器连接的低压传输电路，以及与所述低压传输电路连接的用于运行待测负荷识别软件的负荷识别装置。

可选的，所述低压传输电路具体包括电流传输电路，电压传输电路和计量芯；

其中，所述电流传输电路的第一端与所述第一处理器的电流信号输出端连接，所述电流传输电路的第二端与所述计量芯的电流信号输入端连接；所述电压传输电路的第一端与所述第一处理器的电压信号输出端连接，所述电压传输电路的第二端与所述计量芯的电压信号输入端连接；所述计量芯的电流信号输出端与所述负荷识别装置的电流信号输入端连接，所述计量芯的电压信号输出端与所述负荷识别装置的电压信号输入端连接。

可选的，所述电流传输电路具体包括第一音频输出装置，功率放大装置以及电流采样电路；

其中，所述第一音频输出装置的第一端为所述电流传输电路的第一端，所述第一音频输出装置的第二端与所述功率放大装置的第一端连接，所述功率放大装置的第二端与所述电流变换装置的第一端连接，所述电流采样电路的第二端为所述电流传输电路的第二端；所述功率放大装置用于将所述第一音频输出装置的电流信号转换为1mA～20A的电流信号。

可选的，所述电流采样电路具体包括分流器和/或电路互感器。

可选的，所述电压传输电路具体包括第二音频输出装置，程控电源电压输出装置和电压采样电路；

其中，所述第二音频输出装置的第一端为所述电压传输电路的第一端，所述第二音频输出装置的第二端与所述程控电源电压输出装置的第一端连接，所述程控电源电压输出装置的第二端与所述电压采样电路的第一端连接，所述电压采样电路的第二端为所述电压传输电路的第二端；所述程控电源电压输出装置用于将所述第二音频输出装置的电压信号转换为0.5～22V的电压信号。

可选的，所述电压采样电路具体为电阻分压电路。

可选的，所述低压传输电路具体包括用于将所述电网录波装置的输出数据转换为与所述负荷识别装置一致的协议的协议转换装置。

可选的，所述协议转换装置具体用于将所述电网录波装置的输出数据转换为698通信协议。

可选的，所述协议转换装置具体通过SPI总线与所述负荷识别装置的SPI接口连接。

可选的，还包括：

分别与所述电压录波装置以及所述负荷识别装置连接的第二处理器，用于控制向所述电压录波装置录入预设负荷的波形，获取所述负荷识别装置的负荷识别结果，根据所述预设负荷与所述负荷识别结果得到对负荷识别功能的测试结果。

本发明所提供的测试负荷识别功能的系统，包括电网录波装置，与电网录波装置连接的用于分解电压波形和电流波形的第一处理器，与第一处理器连接的低压传输电路，以及与低压传输电路连接的用于运行待测负荷识别软件的负荷识别装置。由于在进行负荷识别时需要将电力信息转换为低压信号后输入负荷识别装置，因此现有技术中将录取的波形还原成220V高压后，还需要再对波形进行降压采样。而本发明提供的测试负荷识别功能的系统直接将电网录波装置录取的波形以低压的形式回放给负荷识别装置，既能够实现测试需求，又无需高压回放的器件，因此相较于现有技术既降低了负荷识别功能测试的复杂度，又降低了测试成本。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明实施例提供的第一种测试负荷识别功能的系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第二种测试负荷识别功能的系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电压采样电路的电路图；

图4为本发明实施例提供的第三种测试负荷识别功能的系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种测试负荷识别功能的系统，用于降低负荷识别功能测试的复杂度，降低测试成本。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的第一种测试负荷识别功能的系统的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的测试负荷识别功能的系统包括：

电网录波装置101，与电网录波装置101连接的用于分解电压波形和电流波形的第一处理器102，与第一处理器102连接的低压传输电路103，以及与低压传输电路103连接的用于运行待测负荷识别软件的负荷识别装置104。

在具体实施中，电网录波装置101是用于录取线路上的三相电流、零序电流的波形和有效值，母线上三相电压、零序电压的波形和有效值等电力信息的装置。第一处理器102用于运行波形编辑软件(具体可以参考现有技术)，用于拆解出负荷的电压波形和电流波形。低压传输电路103用于将电压波形信号和电流波形信号转换到适配负荷识别装置104的范围，实现对电网录波装置101的低压回放。

应用本发明实施例提供的测试负荷识别功能的系统进行负荷识别功能测试时，先控制多负荷分时段运行，将各负荷的波形录入电网录波装置101进行存储；而后通过第一处理器102及低压传输电路103将电压波形的数据和电流波形的数据同步输出、采样，提供给运行待测负荷识别软件的负荷识别装置104，查看负荷识别装置104的负荷识别结果，与事先运行的负荷进行对比，即可得到负荷识别装置104的负荷识别能力的测试结果，具体可以以识别时间、识别准确率等作为评估依据。

进一步的，在低压传输电路103中，可以设置滤波装置、稳压装置等，保证信号传输质量，提高测试成功率。

图2为本发明实施例提供的第二种测试负荷识别功能的系统的结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种电压采样电路的电路图。

如图2所示，在上述实施例的基础上，在本发明实施例提供的测试负荷识别功能的系统中，低压传输电路103具体包括电流传输电路201，电压传输电路202和计量芯203；

其中，电流传输电路201的第一端与第一处理器102的电流信号输出端连接，电流传输电路201的第二端与计量芯203的电流信号输入端连接；电压传输电路202的第一端与第一处理器102的电压信号输出端连接，电压传输电路202的第二端与计量芯203的电压信号输入端连接；计量芯203的电流信号输出端与负荷识别装置104的电流信号输入端连接，计量芯203的电压信号输出端与负荷识别装置104的电压信号输入端连接。

本发明实施例提供的测试负荷识别功能的系统中的低压传输电路103能够模拟实际的电表采集电力信息后转换成的数字信号的过程。在第一处理器102将电网录波装置101录取的波形分解为电压波形和电流波形时，将电压信号和电流信号分为两路进行低压回放、采样，通过计量芯203进行数据收集后输入负荷识别装置104。

在具体实施中，电流传输电路201具体可以包括第一音频输出装置，功率放大装置以及电流采样电路；

其中，第一音频输出装置的第一端为电流传输电路201的第一端，第一音频输出装置的第二端与功率放大装置的第一端连接，功率放大装置的第二端与电流变换装置的第一端连接，电流采样电路的第二端为电流传输电路201的第二端；功率放大装置用于将第一音频输出装置的电流信号转换为1mA～20A的电流信号。

具体地，电流采样电路可以采用分流器和/或电路互感器。

电压传输电路202具体包括第二音频输出装置，程控电源电压输出装置和电压采样电路；

其中，第二音频输出装置的第一端为电压传输电路202的第一端，第二音频输出装置的第二端与程控电源电压输出装置的第一端连接，程控电源电压输出装置的第二端与电压采样电路的第一端连接，电压采样电路的第二端为电压传输电路202的第二端；程控电源电压输出装置用于将第二音频输出装置的电压信号转换为0.5～22V的电压信号。

具体地，电压采样电路可以采用电阻分压电路。如图3所示，电阻分压电路由分压电阻R2、R3、R4及RC滤波电路(包括电阻R5和电容C1)组成，其中，分压电阻R2、R3、R4均可以采用100kΩ的电阻，电阻R5采用1kΩ的电阻，电容C1可以采用333F的电容。电阻分压电路的第一端VIN用于连接程控电源电压输出装置的第二端，电阻分压电路的第二端EMU IN用于连接计量芯203的电压输入端。

计量芯203为由计量芯片配合MCU组成的装置。

图4为本发明实施例提供的第三种测试负荷识别功能的系统的结构示意图。

如图4所示，在上述实施例的基础上，在本发明实施例提供的测试负荷识别功能的系统中，低压传输电路103具体包括用于将电网录波装置101的输出数据转换为与负荷识别装置104一致的协议的协议转换装置401。

相较于图3中的低压传输电路103，本发明实施例中的低压传输电路103仅由协议转换装置401组成，省去了实际电表采集的功能进一步简化了测试系统和测试方案。

在具体实施中，协议转换装置401具体用于将电网录波装置101的输出数据转换为698通信协议。协议转换装置401具体可以通过SPI总线与负荷识别装置104的SPI接口连接。

在上述实施例的基础上，在另一实施例中，测试负荷识别功能的系统还包括：

分别与电压录波装置以及负荷识别装置104连接的第二处理器，用于控制向电压录波装置录入预设负荷的波形，获取负荷识别装置104的负荷识别结果，根据预设负荷与负荷识别结果得到对负荷识别功能的测试结果。

为提高测试的自动化水平，本发明提供的测试负荷识别功能的系统中还设有第二处理器，用于在启动测试后，控制将多负荷分时段录入电压录波装置，获取负荷识别装置104的负荷识别结果，根据预设负荷与负荷识别结果得到对负荷识别功能的测试结果。对每个已知负荷，记录负荷识别装置104的负荷识别结果是否正确。根据负荷识别装置104对全部参与测试的负荷的识别时间和识别准确率对负荷识别装置104的识别能力进行评估，还可以与预设阈值进行对比，得到负荷识别能力合格与否的判断。

需要说明的是，以上所描述的装置、设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上对本发明所提供的一种测试负荷识别功能的系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。