一种便携式台区智能融合终端功能模块检测装置及检测方法与流程

1.本发明属于配变电技术领域，具体涉及一种便携式台区智能融合终端功能模块检测装置及检测方法。


背景技术：

2.台区智能融合终端安装在低压配变台区(380v及以下)的配电房或者jp柜中，可接入智能电能表、智能断路器、无功补偿装置、温湿度传感器等设备，并实现对相应设备感知数据的采集。采集的数据可通过台区智能融合终端传输至用电信息采集系统主站和配电自动化系统主站。其应用场景主要替代原集中器i型、台区总表和配电终端的原有场景。
3.台区智能融合终端是2021年下半年推出的新产品，与集中器、台区总表和配电终端不同的是，其采用硬件平台化，软件app化，功能模块化的设计思想，实现“软硬件解耦”。当前对台区智能融合终端的测试主要存在以下问题：
4.1.当前检测延续上一代产品的检测方法，即主要集中在实验室整机检测，对台区智能融合终端功能模块的实验室检测方法只能远程功能模块测试和本地功能模块，缺少对扩展功能模块(负荷辨识模块、状态监测模块和人工智能模块)的检测方法。
5.2.现行的台区智能融合终端功能模块检测只对单一模块进行检测，缺少多个功能模块的关联检测。
6.3.在台区智能融合终端运行现场，缺少对功能模块的检测方法和便携式检测装置。


技术实现要素：

7.本发明要解决的问题是针对台区智能融合终端的检测装置的检测功能单一，开发一种便携式台区智能融合终端功能模块检测装置及检测方法。
8.为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
9.一种便携式台区智能融合终端功能模块检测装置，包括检测部分、电源部分；
10.所述检测部分包括控制模块、虚拟电能表模块、hplc转换器、rf转换器、本地通信模块检测单元、功率测试模块a、远程通信模块检测单元、功率测试模块b、负荷辨识模块检测单元、功率测试模块c、状态监测模块检测单元、功率测试模块d、人工智能模块检测单元、功率测试模块e、5g通信模块、显示模块、打印模块、存储模块；
11.所述控制模块分别与虚拟电能表模块、功率测试模块a、远程通信模块检测单元、功率测试模块b、负荷辨识模块检测单元、功率测试模块c、状态监测模块检测单元、功率测试模块d、人工智能模块检测单元、功率测试模块e、5g通信模块、显示模块、打印模块、存储模块连接；
12.所述虚拟电能表模块分别与hplc转换器、rf转换器连接；
13.所述本地通信模块检测单元分别与hplc转换器、rf转换器、功率测试模块a连接；
14.所述远程通信模块检测单元连接功率测试模块b；
15.所述负荷辨识模块检测单元连接功率测试模块c；
16.所述状态监测模块检测单元连接功率测试模块d；
17.所述人工智能模块检测单元连接功率测试模块e；
18.所述电源部分包括电源控制模块、电源接口、电池、太阳能发电板；
19.所述电源控制模块分别连接电源接口、电池、太阳能发电板，所述电源控制模块连接检测部分，用于给检测部分的各个模块供电。
20.进一步的，本地通信模块检测单元用于连接台区智能融合终端的本地通信模块。
21.进一步的，远程通信模块检测单元用于连接台区智能融合终端的远程通信模块。
22.进一步的，负荷辨识模块检测单元用于连接台区智能融合终端的负荷辨识模块。
23.进一步的，状态监测模块检测单元用于连接台区智能融合终端的状态监测模块。
24.进一步的，人工智能模块检测单元用于连接台区智能融合终端的人工智能模块。
25.一种便携式台区智能融合终端功能模块检测方法，包括如下步骤：
26.步骤一：系统上电，5g通信模块连接主站；
27.步骤二：插入待检测的台区智能融合终端功能模块；
28.步骤三：选择测试模式，包括独立测试或同时测试；
29.步骤四：选择测试项：包括本地通信模块、远程通信模块、负荷辨识模块、状态监测模块、人工智能模块；
30.步骤五：检测插入的台区智能融合终端功能模块与选择的测试项是否匹配，如果匹配，进行步骤六，如果不匹配，返回步骤四；
31.步骤六：若选择同时测试，控制模块将测试指令同时发送给各模块检测单元，并接收测试结果和功率测试结果；若选择独立测试，跳过步骤六；
32.步骤七：若选择独立测试，控制模块按照步骤四中选择测试项的顺序，逐项测试，即向对应的模块检测单元发送测试指令，并收到测试结果和功率测试结果后，再进行下一项测试；若选择同时测试，跳过步骤七；
33.步骤八：控制模块将测试结果显示在显示模块上；
34.步骤九：打印模块按照步骤四选择的测试项，逐条打印测试信息；
35.步骤十：拔出检测模块，将打印的测试信息粘贴在对应的检测模块上。
36.进一步的，步骤五各模块检测单元分别读取待测台区智能融合终端功能模块类型代码，并将读回的代码通过spi通信的方式发送到控制模块，控制模块将读回的代码与步骤四所选择的测试项名称相比对，如果匹配，进行步骤六，如果不匹配，返回步骤四。
37.进一步的，步骤六或者步骤七测试过程中各功能模块的静态和动态功率的独立测量的公式如下：
[0038][0039][0040]
p
静
为台区智能融合终端功能模块的静态功率，p
动
为台区智能融合终端功能模块的动态功率，t1和w1分别为台区智能融合终端功能模块上电的时间和该时刻的电能值，t2和w2分别为台区智能融合终端功能模块开始功能测试的时间和该时刻的电能值，t3和w3分别为台区智能融合终端功能模块停止功能测试的时间和该时刻的电能值，t4和w4分别为对应
功率测试模块分析功率的截止时间和该时刻的电能值，通过公式计算，获得了p
静
和p
动
，判断若同时满足p
静
≤1w和p
动
≤6w，得出功耗合格结论，否则认定不合格。
[0041]
进一步的，步骤六或者步骤七测试过程中，本地通信模块检测时电源控制模块在输出220v交流电的基础上，按照如下公式生成谐波叠加：
[0042][0043][0044][0045]
n＝0，1，2，
…
，14，15
[0046]
t＝0.02，c＝0.15
[0047]
t＝0.02，c＝0.15
[0048]
f(t)是谐波函数，a0是当n为0时的an的值，n是谐波次数，an是余弦中间变量，bn是正弦中间变量，t为时间，t是谐波周期，c是常数；
[0049]
若本地通信检测单元返回给控制模块的检测指令与控制模块发出的指令完全相同，则判定该本地通信模块合格，否则不合格。
[0050]
本发明的有益效果：
[0051]
1.提供了一种适用于现场的台区智能融合终端功能模块的检测方法。
[0052]
2.提供了一种对扩展功能模块(负荷辨识模块、状态监测模块和人工智能模块)的检测方法。
[0053]
3.提供了一种对多个功能模块同时运行时，是否存在相互影响的检测方法，即多个模块同时检测，模拟多个模块同时工作的情况，判断是否存在某个或多个模块工作不正常。
[0054]
4.提供了一种对多个功能模块独立测试的方法，方便现场只需要测试一只模块的情形。同时与多个功能模块同时测试的方法合用，可区分出故障原因是否因其他模块工作引起，方便了故障排查。
[0055]
5.为上述检测方法提供了硬件检测平台，提供了一种台区智能融合终端功能模块便携式检测装置，该装置具备太阳能发电板和电池，能够在插电和不方便接电两种情况下运行；具备独立的功率测试模块，可以在检测模块功能的同时测试其动态和静态功率；具备hplc转换模块和rf转换模块，能够为双模通信的模块和普通单模通信模块提供检测通道；具备打印模块，方便现场对检测后模块的标记。
附图说明
[0056]
图1为本发明所述的一种便携式台区智能融合终端功能模块检测装置的结构示意图；
[0057]
图2为本发明所述的一种便携式台区智能融合终端功能模块检测装置的检测部分的结构示意图；
[0058]
图3为本发明所述的一种便携式台区智能融合终端功能模块检测装置的电源部分的结构示意图。
具体实施方式
[0059]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的具体实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的具体实施方式。通常在此处附图中描述和展示的本发明具体实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计，本发明还可以具有其他实施方式。
[0060]
因此，以下对在附图中提供的本发明的具体实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定具体实施方式。基于本发明的具体实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0061]
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下具体实施方式，并配合附图详细说明如下：
[0062]
具体实施方式一：
[0063]
一种便携式台区智能融合终端功能模块检测装置，包括检测部分、电源部分；
[0064]
所述检测部分包括控制模块1、虚拟电能表模块2、hplc转换器3、rf转换器4、本地通信模块检测单元5、功率测试模块a6、远程通信模块检测单元7、功率测试模块b8、负荷辨识模块检测单元9、功率测试模块c10、状态监测模块检测单元11、功率测试模块d12、人工智能模块检测单元13、功率测试模块e14、5g通信模块15、显示模块16、打印模块17、存储模块18；
[0065]
所述控制模块1分别与虚拟电能表模块2、功率测试模块a6、远程通信模块检测单元7、功率测试模块b8、负荷辨识模块检测单元9、功率测试模块c10、状态监测模块检测单元11、功率测试模块d12、人工智能模块检测单元13、功率测试模块e14、5g通信模块15、显示模块16、打印模块17、存储模块18连接；
[0066]
所述虚拟电能表模块2分别与hplc转换器3、rf转换器4连接；
[0067]
所述本地通信模块检测单元5分别与hplc转换器3、rf转换器4、功率测试模块a6连接；
[0068]
所述远程通信模块检测单元7连接功率测试模块b8；
[0069]
所述负荷辨识模块检测单元9连接功率测试模块c10；
[0070]
所述状态监测模块检测单元11连接功率测试模块d12；
[0071]
所述人工智能模块检测单元13连接功率测试模块e14；
[0072]
所述电源部分包括电源控制模块19、电源接口20、电池21、太阳能发电板22；
[0073]
所述电源控制模块19分别连接电源接口20、电池21、太阳能发电板22，所述电源控制模块19连接检测部分，用于给检测部分的各个模块供电。
[0074]
进一步的，本地通信模块检测单元5用于连接台区智能融合终端的本地通信模块。
[0075]
进一步的，远程通信模块检测单元7用于连接台区智能融合终端的远程通信模块。
[0076]
进一步的，负荷辨识模块检测单元9用于连接台区智能融合终端的负荷辨识模块。
[0077]
进一步的，状态监测模块检测单元11用于连接台区智能融合终端的状态监测模块。
[0078]
进一步的，人工智能模块检测单元13用于连接台区智能融合终端的人工智能模块。
[0079]
进一步的，控制模块与虚拟电能表相连，用于将本地通信标准测试指令下发给虚拟电能表模块；虚拟电能表模块分别通过hplc转换器与rf转换器与本地通信模块检测单元(可以插双模通信模块，也可以插单模通信模块)相连，测试时虚拟电能表模块将本地通信标准测试指令通过hplc和rf两种通道传输给本地通信模块检测单元上的本地通信模块，再由本地通信检测单元将接收到的数据返回控制模块；功率测试模块a分别与本地通信模块检测单元和控制模块相连，测试时分别计算本地通信模块静态功率(本地通信模块仅上电时)和动态功率(本地通信模块传输数据时)，并将计算的数据传输给控制模块。
[0080]
进一步的，控制模块分别与远程通信模块检测单元和5g通信模块相连，测试时控制模块将远程通信标准测试指令发送给远程通信模块检测单元，通过5g通信模块接收远程主站传回数据，检验传回数据是否及时准确。功率测试模块b分别与远程通信模块检测单元和控制模块相连，测试时分别计算远程通信模块静态功率(远程通信模块仅上电时)和动态功率(远程通信模块传输数据时)，并将计算的数据传输给控制模块。
[0081]
进一步的，控制模块与负荷辨识模块检测单元相连，测试时控制模块将负荷辨识标准测试指令发送给负荷辨识模块检测单元，负荷辨识模块检测单元依据收到的指令生成用电器特征波信号，并发送给待检测的负荷辨识模块。负荷辨识模块识别出用电器类型后，将识别结果通过负荷辨识模块检测单元发送给控制模块，由控制模块将识别结果与之前发送的测试指令对比，得到检测结果。功率测试模块c分别与负荷辨识模块检测单元和控制模块相连，测试时分别计算负荷辨识模块静态功率(负荷辨识模块仅上电时)和动态功率(负荷辨识模块分析数据时)，并将计算的数据传输给控制模块。
[0082]
进一步的，控制模块与状态监测模块检测单元相连，测试时控制模块将状态监测标准测试指令发送给状态监测模块检测单元。状态监测模块检测单元将状态监测模块发出的监测数据传送给控制模块，由控制模块将传回结果与之前发送测试指令对比，得到检测结果。功率测试模块d分别与状态监测模块检测单元和控制模块相连，测试时分别计算状态监测模块静态功率(状态监测模块仅上电时)和动态功率(状态监测模块分析数据时)，并将计算的数据传输给控制模块。
[0083]
进一步的，控制模块与人工智能模块检测单元相连，测试时控制模块将环境火情标准测试指令发送给人工智能模块检测单元。人工智能模块检测单元将人工智能模块发出的火情判断数据传送给控制模块，由控制模块将传回结果与之前发送测试指令对比，得到检测结果。功率测试模块e分别与人工智能模块检测单元和控制模块相连，测试时分别计算人工智能模块静态功率(人工智能模块仅上电时)和动态功率(人工智能模块分析数据时)，并将计算的数据传输给控制模块。
[0084]
进一步的，存储模块与控制模块相连，用于存储标准检测指令和检测结果数据。
[0085]
进一步的，显示模块与控制模块相连，用于显示各模块的测试状态与检测装置的状态。
[0086]
进一步的，打印模块与控制模块相连，用于打印2cm*4cm贴纸，贴于检测完成的模
块表面，打印信息包括模块名称、检测时间、是否合格、不合格项代码。
[0087]
进一步的，待测的本地通信模块，远程通信模块，负荷辨识模块，状态监测模块和人工智能模块的检测相互独立，可同时测试，也可单独或选择不同模块组合测试。
[0088]
进一步的，电源部分包括电源控制模块，电源接口，电池，太阳能发电板。电源控制模块连接检测部分，用于提供电能。电源接口与电源控制模块相连，用于接入220v电源。太阳能发电板与电源控制模块相连，用于将太阳能转化为电能。电池与电源控制模块相连，用于存储电源接口与太阳能发电板提供的电能，并在有需要的时候释放给电源控制模块。
[0089]
具体实施方式二：
[0090]
根据具体实施方式一所述的一种便携式台区智能融合终端功能模块检测方法，依托于所述的一种便携式台区智能融合终端功能模块检测装置实现，包括如下步骤：
[0091]
步骤一：系统上电，5g通信模块连接主站；
[0092]
步骤二：插入待检测的台区智能融合终端功能模块；
[0093]
步骤三：选择测试模式，包括独立测试或同时测试；
[0094]
步骤四：选择测试项：包括本地通信模块、远程通信模块、负荷辨识模块、状态监测模块、人工智能模块；
[0095]
步骤五：检测插入的台区智能融合终端功能模块与选择的测试项是否匹配，如果匹配，进行步骤六，如果不匹配，返回步骤四；
[0096]
步骤六：若选择同时测试，控制模块将测试指令同时发送给各模块检测单元，并接收测试结果和功率测试结果；若选择独立测试，跳过步骤六；
[0097]
步骤七：若选择独立测试，控制模块按照步骤四中选择测试项的顺序，逐项测试，即向对应的模块检测单元发送测试指令，并收到测试结果和功率测试结果后，再进行下一项测试；若选择同时测试，跳过步骤七；
[0098]
步骤八：控制模块将测试结果显示在显示模块上；
[0099]
步骤九：打印模块按照步骤四选择的测试项，逐条打印测试信息；
[0100]
步骤十：拔出检测模块，将打印的测试信息粘贴在对应的检测模块上。
[0101]
进一步的，步骤五各模块检测单元分别读取待测台区智能融合终端功能模块的类型代码，并将读回的代码通过spi通信的方式发送到控制模块，控制模块将读回的代码与步骤四所选择的测试项名称相比对，如果匹配，进行步骤六，如果不匹配，返回步骤四。
[0102]
表1测试项目对应代码
[0103][0104]
[0105]
进一步的，步骤六或者步骤七测试过程中各功能模块的静态和动态功率的独立测量的公式如下：
[0106][0107][0108]
p
静
为台区智能融合终端功能模块的静态功率，p
动
为台区智能融合终端功能模块的动态功率，t1和w1分别为台区智能融合终端功能模块上电的时间和该时刻的电能值，t2和w2分别为台区智能融合终端功能模块开始功能测试的时间和该时刻的电能值，t3和w3分别为台区智能融合终端功能模块停止功能测试的时间和该时刻的电能值，t4和w4分别为对应功率测试模块分析功率的截止时间和该时刻的电能值，通过公式计算，获得了p
静
和p
动
，判断若同时满足p
静
≤1w和p
动
≤6w，得出功耗合格结论，否则认定不合格。
[0109]
进一步的，所述检测方法中负荷辨识模块的检测，按照下表序号的顺序，将电压、电流、有功功率和无功功率的数据通过spi通信的方法，以间隔10s的方式逐一发送至负荷辨识模块检测单元，判断负荷辨识模块返回的识别数据是否与下表中的负荷设备一一对应的。若完全对应，则检测合格，否则不合格。
[0110]
表2负荷辨识模块的检测
[0111]
序号负荷设备电压(v)电流(a)有功功率(w)无功功率(var)1热水器21612259002电视机2300.5108103电饭煲220488004电水壶2157150505电冰箱(启动)2232.53202606电冰箱(待机)2300.12307日光灯2200.2450
[0112]
进一步的，步骤六或者步骤七测试过程中，本地通信模块检测时电源控制模块在输出220v交流电的基础上，按照如下公式生成谐波叠加：
[0113][0114][0115][0116]
n＝0，1，2，
…
，14，15
[0117]
t＝0.02，c＝0.15
[0118]
f(t)是谐波函数，a0是当n为0时的an的值，n是谐波次数，an是余弦中间变量，bn是正弦中间变量，t为时间，t是谐波周期，c是常数；
[0119]
若本地通信检测单元返回给控制模块的检测指令与控制模块发出的指令完全相同，则判定该本地通信模块合格，否则不合格。
[0120]
需要说明的是，术语“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。
[0121]
虽然在上文中已经参考具体实施方式对本技术进行了描述，然而在不脱离本技术的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本技术所披露的具体实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本技术并不局限于文中公开的特定具体实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。