計(jì)算多點(diǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的rms電流和實(shí)際功率的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于監(jiān)測(cè)耦合到輸入線的多個(gè)電路支路的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括通信總線；多個(gè)傳感器電路，每個(gè)傳感器電路被配置成耦合到通信總線和多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)，其中每個(gè)傳感器電路還被配置成對(duì)多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)中的電流進(jìn)行采樣；控制器，其被配置成耦合到通信總線和輸入線，其中控制器還被配置成對(duì)輸入線上的電壓進(jìn)行采樣，并且其中控制器還被配置成經(jīng)由通信總線使由多個(gè)傳感器電路執(zhí)行的電流采樣與由控制器執(zhí)行的電壓采樣同步。
【專利說(shuō)明】計(jì)算多點(diǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的RMS電流和實(shí)際功率的系統(tǒng)和方法
[0001]發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域
[0002]根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)例一般地涉及用于監(jiān)測(cè)負(fù)載中心的電流、功率和能量的系統(tǒng)和方法。
[0003]相關(guān)技術(shù)的討論
[0004]負(fù)載中心或配電盤是供電系統(tǒng)的組件，其將來(lái)自電力線的電力供給分配到不同的輔助電路支路。每個(gè)輔助電路支路可被連接到不同的負(fù)載。因此，通過(guò)將電力供給分配到輔助電路支路，負(fù)載中心可以允許用戶單獨(dú)地控制和監(jiān)測(cè)每個(gè)負(fù)載的電流、功率和能量使用。
[0005]電流傳感器通常用于監(jiān)測(cè)負(fù)載中心的活動(dòng)。例如，電流互感器(CT)通常用于監(jiān)測(cè)負(fù)載中心的輔助或主要支路中的電流、功率和/或能量消耗。CT可用于通過(guò)產(chǎn)生減小的電流信號(hào)來(lái)測(cè)量支路中的電流，該減小的電流信號(hào)與支路中的電流成比例，可對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步處理和測(cè)量。例如，耦合到負(fù)載中心的支路的CT可以產(chǎn)生減小的交流(AC)信號(hào)，該交流信號(hào)與支路中的AC電流的大小成比例。然后，可以或者直接測(cè)量減小的交流(AC)信號(hào)，或者將其轉(zhuǎn)換成DC信號(hào)，再對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。基于接收到的信號(hào)，可以確定輔助支路中的電流的電平。
[0006]發(fā)明概述
[0007]根據(jù)本發(fā)明的各方面涉及用于監(jiān)測(cè)負(fù)載中心的系統(tǒng)和方法。
[0008]在一個(gè)方面中，本發(fā)明的特征在于電流監(jiān)測(cè)裝置，其包括被配置成可拆卸地耦合到電力線并產(chǎn)生具有與電力線的電流電平相關(guān)的電平的參考信號(hào)的電流互感器，被連接到電流互感器且被配置成可拆卸地耦合到通信總線并將參考信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字參考信號(hào)以及向通信總線提供指示電流電平的信號(hào)的傳感器電路，以及容納傳感器電路和電流互感器的殼體。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器電路被配置成從通信總線接收電力。
[0009]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，殼體包括容納電流互感器的第一部分和容納傳感器電路的第二部分，并且其中第一部分可旋轉(zhuǎn)地耦合到第二部分。在一個(gè)實(shí)施例中，殼體的第二部分包括被配置成將傳感器電路耦合到通信總線的絕緣位移連接器。在另一個(gè)實(shí)施例中，殼體的第二部分還包括被配置成將通信總線鎖定在與絕緣位移連接器相鄰的位置中的蓋。
[0010]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，殼體被配置成在第一位置和第二位置之間旋轉(zhuǎn)，其中，在第一位置中，殼體的第一部分遠(yuǎn)離第二部分旋轉(zhuǎn)以允許外部訪問(wèn)內(nèi)部腔室，并且其中，在第二位置中，殼體的第一部分朝向第二部分旋轉(zhuǎn)，使得殼體包圍內(nèi)部腔室。
[0011]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，傳感器電路還包括耦合到微控制器并被配置成接收數(shù)字參考信號(hào)以及將與數(shù)字參考信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)提供給通信總線的收發(fā)器。在一個(gè)實(shí)施例中，收發(fā)器還被配置成從通信總線接收指示電力線的電壓、頻率和相位信息中的至少一個(gè)的數(shù)據(jù)。在另一個(gè)實(shí)施例中，微控制器被配置成使用數(shù)字參考信號(hào)和來(lái)自通信總線的數(shù)據(jù)計(jì)算電力線的功率參數(shù)。[0012]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明的特征在于一種用于監(jiān)測(cè)負(fù)載中心內(nèi)的電力線的方法，該方法包括將電流互感器耦合到負(fù)載中心內(nèi)的電力線，將傳感器電路耦合到負(fù)載中心內(nèi)的通信總線，利用電流互感器產(chǎn)生具有與電力線的電流電平相關(guān)的電平的參考信號(hào)，利用傳感器電路將參考信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字參考信號(hào)，以及將數(shù)字參考信號(hào)提供給通信總線。
[0013]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，將電流互感器耦合到電力線的動(dòng)作包括將電力線包圍在電流互感器內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，將傳感器電路耦合到通信總線的動(dòng)作包括利用傳感器電路的至少一個(gè)觸點(diǎn)刺穿通信總線的外絕緣層以及將至少一個(gè)觸點(diǎn)連接到通信總線內(nèi)的適當(dāng)導(dǎo)體。
[0014]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括通過(guò)通信總線將唯一的地址分配給傳感器電路。在一個(gè)實(shí)施例中，所述提供的動(dòng)作包括在外部控制器指定的時(shí)間處將數(shù)字參考信號(hào)提供給通信總線。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括利用傳感器電路從通信總線接收電力。
[0015]在一個(gè)方面中，本發(fā)明的特征在于一種用于監(jiān)測(cè)電力線中的電流的設(shè)備，該設(shè)備包括被配置成產(chǎn)生具有與電力線的電流電平相關(guān)的電平的參考信號(hào)的電流互感器，被配置成將參考信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字參考信號(hào)并將與數(shù)字參考信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)提供給通信總線的傳感器電路，以及用于將電流互感器和傳感器電路容納在單個(gè)殼體中并將單個(gè)殼體耦合到電力線和通信總線的裝置。
[0016]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，傳感器電路被配置成從通信總線接收電力。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器電路包括耦合到微控制器并被配置成接收數(shù)字參考信號(hào)以及將與數(shù)字參考信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)提供給通信總線的收發(fā)器。
[0017]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，收發(fā)器還被配置成從通信總線接收指示電力線的電壓、頻率和相位信息中的至少一個(gè)的數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，微控制器被配置成使用數(shù)字參考信號(hào)和來(lái)自通信總線的數(shù)據(jù)計(jì)算電力線的功率參數(shù)。
[0018]在一個(gè)方面中，本發(fā)明的特征在于一種用于監(jiān)測(cè)耦合到輸入線的多個(gè)電路支路的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:通信總線；多個(gè)傳感器電路，每個(gè)傳感器電路被配置成耦合到通信總線和多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)，其中每個(gè)傳感器電路還被配置成對(duì)多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)中的電流進(jìn)行采樣；控制器，其被配置成耦合到通信總線和輸入線，其中控制器還被配置成對(duì)輸入線上的電壓進(jìn)行采樣，并且其中控制器還被配置成經(jīng)由通信總線使由多個(gè)傳感器電路執(zhí)行的電流采樣與由控制器執(zhí)行的電壓采樣同步。
[0019]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，控制器還被配置成經(jīng)由通信總線從多個(gè)傳感器電路中的至少一個(gè)接收電流采樣數(shù)據(jù)。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器還被配置成基于從多個(gè)傳感器電路中的至少一個(gè)接收到的電流采樣數(shù)據(jù)以及電壓采樣數(shù)據(jù)計(jì)算多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)的RMS電流、功率或能量使用中的至少一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器還被配置成確定在電流采樣和電壓采樣應(yīng)該發(fā)生時(shí)的電壓波形的相位角。
[0020]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)傳感器電路中的至少一個(gè)包括被耦合到多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)的電流互感器。
[0021]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明的特征在于一種用于監(jiān)測(cè)耦合到電力線的多個(gè)電路支路的方法，該方法包括將傳感器電路耦合到多個(gè)電路支路的每一個(gè)并耦合到通信總線，將控制器耦合到通信總線并耦合到電力線，利用傳感器電路中的至少一個(gè)對(duì)多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)中的電流進(jìn)行采樣，利用控制器對(duì)電力線上的電壓進(jìn)行采樣，以及利用控制器經(jīng)由通信總線使由傳感器電路中的至少一個(gè)執(zhí)行的電流的采樣和由控制器執(zhí)行的電壓的采樣同步。
[0022]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，同步的動(dòng)作包括通過(guò)控制器檢測(cè)電力線上的電壓波形，以及利用控制器確定對(duì)電流進(jìn)行采樣和對(duì)電壓進(jìn)行采樣的動(dòng)作應(yīng)該發(fā)生時(shí)的電壓波形的相位角。在一個(gè)實(shí)施例中，同步的動(dòng)作還包括利用控制器經(jīng)由通信總線向傳感器電路的每一個(gè)廣播對(duì)電流進(jìn)行采樣的動(dòng)作應(yīng)該開(kāi)始，以及在廣播的動(dòng)作后的預(yù)定延遲之后啟動(dòng)對(duì)電壓進(jìn)行采樣的動(dòng)作。在另一個(gè)實(shí)施例中，同步的動(dòng)作還包括利用控制器經(jīng)由通信總線向傳感器電路中的至少一個(gè)廣播對(duì)電流進(jìn)行采樣的動(dòng)作應(yīng)該開(kāi)始，以及在廣播的動(dòng)作后的預(yù)定延遲之后啟動(dòng)對(duì)電壓進(jìn)行采樣的動(dòng)作。
[0023]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括利用控制器經(jīng)由通信總線從傳感器電路中的至少一個(gè)接收電流采樣數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括將電流采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠靠蛻舳恕Ｔ诹硪粋€(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括基于從傳感器電路中的至少一個(gè)接收到的電流采樣數(shù)據(jù)以及電壓采樣數(shù)據(jù)利用控制器計(jì)算多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)的RMS電流、電壓或能量使用中的至少一個(gè)。
[0024]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括將RMS電流、電壓或能量使用中的至少一個(gè)傳輸?shù)酵獠靠蛻舳?。在一個(gè)實(shí)施例中，傳輸?shù)膭?dòng)作包括將RMS電流、電壓或能量使用中的至少一個(gè)無(wú)線地傳輸?shù)酵獠靠蛻舳恕Ｔ诹硪粋€(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括利用控制器經(jīng)由通信總線將唯一的地址分配給傳感器電路中的每一個(gè)。
[0025]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括利用控制器響應(yīng)于接收電流采樣數(shù)據(jù)的動(dòng)作確認(rèn)電流采樣數(shù)據(jù)被成功地接收，以及利用傳感器電路中的至少一個(gè)、響應(yīng)于確認(rèn)的動(dòng)作，進(jìn)入節(jié)電模式。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)入節(jié)電模式的動(dòng)作包括啟動(dòng)睡眠定時(shí)器，其中傳感器電路中的至少一個(gè)保持在節(jié)電模式直到睡眠定時(shí)器期滿。
[0026]在一個(gè)方面中，本發(fā)明的特征在于一種用于監(jiān)測(cè)耦合到輸入線的多個(gè)電路支路的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:通信總線；多個(gè)傳感器電路，每個(gè)傳感器電路被配置成耦合到通信總線和多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)，其中每個(gè)傳感器電路還被配置成對(duì)多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)中的電流進(jìn)行采樣；控制器，其被配置成耦合到通信總線和輸入線；用于使由多個(gè)傳感器電路中的至少一個(gè)執(zhí)行的電流采樣與由控制器執(zhí)行的電壓采樣同步的裝置。
[0027]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，控制器還被配置成經(jīng)由通信總線從多個(gè)傳感器電路中的至少一個(gè)接收電流采樣數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器還被配置成基于從多個(gè)傳感器電路中的至少一個(gè)接收到的電流采樣數(shù)據(jù)以及電壓采樣數(shù)據(jù)計(jì)算多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)的RMS電流、功率或能量使用中的至少一個(gè)。
[0028]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明的特征在于一種用于監(jiān)測(cè)耦合到負(fù)載中心內(nèi)的輸入線的多個(gè)電路支路的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)電流傳感器，每個(gè)電流傳感器被配置成耦合到多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)并產(chǎn)生具有與多個(gè)電路支路中的一個(gè)的電流電平相關(guān)的電平的信號(hào)；通信總線；多個(gè)傳感器電路，每個(gè)傳感器電路被耦合到多個(gè)電流傳感器中的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)并被配置成耦合到通信總線，其中多個(gè)傳感器電路的每一個(gè)被配置成將來(lái)自多個(gè)電流傳感器中的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字測(cè)量信號(hào)并將數(shù)字測(cè)量信號(hào)提供給通信總線；以及控制器，其被配置成耦合到通信總線并被配置成通過(guò)通信總線從每個(gè)傳感器電路接收數(shù)字測(cè)量信號(hào)以及將與數(shù)字測(cè)量信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)從每個(gè)傳感器電路傳輸?shù)酵獠靠蛻舳?。[0029]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,控制器還被配置成位于負(fù)載中心內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括耦合到控制器的無(wú)線電裝置，其中，無(wú)線電裝置被配置成將與數(shù)字測(cè)量信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)從每個(gè)傳感器電路傳輸?shù)酵獠靠蛻舳恕?br> [0030]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)傳感器電路的每一個(gè)被配置成可拆卸地耦合到通信總線。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)電流傳感器的每一個(gè)被配置成可拆卸地耦合到的多個(gè)電路支路中的一個(gè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)傳感器電路的每一個(gè)包括輔助微控制器，該輔助微控制器被耦合到多個(gè)電流傳感器中的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)并且被配置成將來(lái)自多個(gè)電流傳感器中的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)的模擬參考信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字測(cè)量信號(hào)并將數(shù)字測(cè)量信號(hào)提供給通信總線。
[0031]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，控制器包括主要微控制器，該主要微控制器被配置成從多個(gè)傳感器電路的每一個(gè)接收數(shù)字測(cè)量信號(hào)并將與來(lái)自多個(gè)傳感器電路的每一個(gè)的數(shù)字測(cè)量信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)提供給外部客戶端。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器還包括耦合到多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)的電力模塊，其中主要微控制器還被配置成測(cè)量多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)的電壓、相位和頻率中的至少一個(gè)并經(jīng)由通信總線將與電壓、相位和頻率中的至少一個(gè)相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉鄠€(gè)傳感器電路中的至少一個(gè)。
[0032]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，主要微控制器被配置成將唯一的地址分配給多個(gè)傳感器電路的每一個(gè)并控制通信總線上的通信。在一個(gè)實(shí)施例中，主要微控制器還被配置成基于來(lái)自至少一個(gè)傳感器電路的數(shù)字測(cè)量信號(hào)和所測(cè)量的多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)的電壓、相位和頻率中的至少一個(gè)計(jì)算多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)的功率和能量參數(shù)。
[0033]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，至少一個(gè)輔助微控制器被配置成接收與來(lái)自主要微控制器的電壓、相位和頻率中的至少一個(gè)相關(guān)的數(shù)據(jù)并基于數(shù)字測(cè)量信號(hào)和與電壓、相位和頻率中的至少一個(gè)相關(guān)的接收到的數(shù)據(jù)計(jì)算多個(gè)電路支路中的一個(gè)的功率和能量參數(shù)。
[0034]在一個(gè)方面中，本發(fā)明的特征在于一種用于監(jiān)測(cè)耦合到負(fù)載中心內(nèi)的電力線的多個(gè)電路支路的方法，該方法包括:將電流互感器耦合到多個(gè)電路支路的每一個(gè)，將多個(gè)傳感器電路耦合到通信總線，其中傳感器電路的每一個(gè)被耦合到電流互感器中的一個(gè)，將集中器耦合到通信總線，在每個(gè)電流互感器中產(chǎn)生具有與多個(gè)電路支路中的一個(gè)的電流電平相關(guān)的電平的參考信號(hào)，利用多個(gè)傳感器電路的每一個(gè)將來(lái)自相應(yīng)的電流互感器的參考信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字測(cè)量信號(hào)并將數(shù)字測(cè)量信號(hào)提供給通信總線，利用集中器通過(guò)通信總線從每個(gè)傳感器電路接收數(shù)字測(cè)量信號(hào)，以及將與來(lái)自每個(gè)傳感器電路的數(shù)字測(cè)量信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠靠蛻舳恕?br> [0035]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括管理通過(guò)通信總線與集中器的通信。在一個(gè)實(shí)施例中，管理的動(dòng)作包括利用集中器將唯一的地址分配給多個(gè)傳感器電路的每一個(gè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳輸?shù)膭?dòng)作包括將與來(lái)自每個(gè)傳感器電路的數(shù)字測(cè)量信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)無(wú)線地傳輸?shù)酵獠靠蛻舳恕?br> [0036]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括利用集中器測(cè)量提供給多個(gè)電路支路的電力的電壓、相位和頻率中的至少一個(gè)，以及將與電壓、相位和頻率中的至少一個(gè)相關(guān)的數(shù)據(jù)經(jīng)由通信總線傳輸?shù)蕉鄠€(gè)傳感器電路。
[0037]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括基于與電壓、相位和頻率中的至少一個(gè)相關(guān)的接收到的數(shù)據(jù)利用多個(gè)傳感器電路計(jì)算多個(gè)電路支路的功率和能量參數(shù)，經(jīng)由通信總線將與功率和能量參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)提供給集中器，以及將與功率和能量參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠靠蛻舳恕?br> [0038]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明的特征在于一種用于監(jiān)測(cè)耦合到負(fù)載中心內(nèi)的輸入線的多個(gè)電路支路的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)電流互感器，每個(gè)電流互感器被配置成耦合到多個(gè)電路支路中的一個(gè)并生成具有與多個(gè)電路支路中的一個(gè)的電流電平相關(guān)的電平的信號(hào)；多個(gè)傳感器電路，每個(gè)傳感器電路被耦合到多個(gè)電流互感器的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)，并被配置成將來(lái)自多個(gè)電流互感器的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字測(cè)量信號(hào)；集中器，其被配置成接收數(shù)字測(cè)量信號(hào)并將與數(shù)字測(cè)量信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠靠蛻舳?；以及用于?jīng)由總線將來(lái)自多個(gè)傳感器電路的數(shù)字測(cè)量信號(hào)提供給集中器的裝置。
[0039]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，集中器還被配置成位于負(fù)載中心內(nèi)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述系統(tǒng)還包括耦合到集中器的無(wú)線電裝置，其中無(wú)線電裝置被配置成將與數(shù)字測(cè)量信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠靠蛻舳恕?br> [0040]附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0041]附圖沒(méi)有按比例來(lái)繪制。在附圖中，在各圖中示出的每個(gè)相同的或近似相同的組件由相似的數(shù)字表示。為了清楚起見(jiàn)，未對(duì)每幅圖中的每個(gè)組件進(jìn)行標(biāo)注。在附圖中:
[0042]圖1是根據(jù)本發(fā)明的各方面的負(fù)載中心的電路圖；
[0043]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的各方面在被耦合到電路支路之前的智能CT的示意圖；
[0044]圖2B是根據(jù)本發(fā)明的各方面在被耦合到電路支路之后的智能CT的示意圖；
[0045]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的各方面在被耦合到通信總線之前的智能CT的示意圖；
[0046]圖3B是根據(jù)本發(fā)明的各方面在被耦合到通信總線之后的智能CT的示意圖；
[0047]圖3C是根據(jù)本發(fā)明的各方面與通信總線鎖定在一起的智能CT的示意圖；
[0048]圖4是根據(jù)本發(fā)明的各方面被耦合到菊花鏈總線的智能CT的電路圖；
[0049]圖5是根據(jù)本發(fā)明的各方面的集中器的方框圖；以及
[0050]圖6是根據(jù)本發(fā)明的各方面的CT集中器的操作方法的流程圖。
[0051]詳細(xì)說(shuō)明
[0052]本發(fā)明的實(shí)施例不限于在以下的說(shuō)明中所闡述的或在附圖中所示的組件的結(jié)構(gòu)和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明的實(shí)施例能夠被以各種方式實(shí)踐或進(jìn)行。此外，本文所用的措辭和術(shù)語(yǔ)是用于說(shuō)明的目的且不應(yīng)該被認(rèn)為是限制性的。本文中“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”以及它們的變型的使用是指包括此后列出的各項(xiàng)及其等同物以及附加項(xiàng)。
[0053]如上所討論的，CT可以被用于與供電系統(tǒng)的負(fù)載中心一起監(jiān)測(cè)電路支路并幫助提供高效能量管理。例如，CT可以被耦合到負(fù)載中心的內(nèi)部或外部的電路支路。然而，CT的多個(gè)挑戰(zhàn)可能隨著供電系統(tǒng)的大小和復(fù)雜性的增加而出現(xiàn)。
[0054]現(xiàn)有的方法和系統(tǒng)通常依賴于單個(gè)的CT的系統(tǒng)，每個(gè)CT被連接到“中心輻射型”拓?fù)渲械闹骺刂破骱蜏y(cè)量單元。在這樣的系統(tǒng)中，每個(gè)CT需要將其連接到主控制器和其測(cè)量單元的專用電纜，從而使得電纜或?qū)Ь€的數(shù)量隨著傳感器的數(shù)量而線性增加。此外，一些管轄范圍對(duì)配電盤內(nèi)可用的“空白空間”(即，配電盤內(nèi)沒(méi)有導(dǎo)線和其它電子設(shè)備內(nèi)的空間)的數(shù)量具有管理要求。因此，隨著CT的數(shù)量增加，配電盤內(nèi)的電纜和電路的數(shù)量可能會(huì)變得難以管理且違反管理要求。
[0055]在一些情況下，甚至可能難以將所有所需的CT和相應(yīng)的電路物理地放置在負(fù)載中心內(nèi)，并且由于這樣的負(fù)載中心的復(fù)雜性，安裝、擴(kuò)展和維護(hù)可能是昂貴的、困難的且甚至是危險(xiǎn)的。
[0056]本文所述的至少一些實(shí)施例克服了這些問(wèn)題并提供了一種用于利用CT監(jiān)測(cè)負(fù)載中心的電路支路的相對(duì)小、不那么復(fù)雜且更易管理的方法和系統(tǒng)。
[0057]圖1不出了負(fù)載中心100,該負(fù)載中心100包括一種用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例監(jiān)測(cè)負(fù)載中心100的輔助電路支路102的系統(tǒng)。負(fù)載中心100包括殼體101。在殼體101內(nèi)，負(fù)載中心100包括第一輸入電力線104、第二輸入電力線106、多個(gè)電路支路102、中性線108以及接地連接110。第一輸入電力線104和第二輸入電力線106每個(gè)被配置成耦合到外部電源(例如，公用電力系統(tǒng))(未示出)。多個(gè)電路支路102的每一個(gè)被配置成耦合在輸入電力線104、106和外部負(fù)載112 (例如，電器、電源插座、電燈等)之間。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，輸入電力線104、106的每一個(gè)包括耦合在輸入電力線104、106和電路支路102之間的電路斷路器113。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)電路支路102的每一個(gè)包括耦合在輸入電力線104、106和外部負(fù)載112之間的電路斷路器115。在一個(gè)實(shí)施例中，電路斷路器113、115的每一個(gè)的額定電流可以在與電路支路102相關(guān)聯(lián)的電路斷路器113、115所耦合到的外部負(fù)載112所需的功率的基礎(chǔ)上加以配置。中性線108被耦合到接地連接110。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，中性線經(jīng)由中性母線116被耦合到接地連接110。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，接地連接110經(jīng)由接地母線118被耦合到中性線108。
[0058]在殼體101中，負(fù)載中心100還包括多個(gè)電流互感器(CT) 114、多個(gè)智能傳感器電路120、通信總線122和CT集中器124。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，通信總線122包括多根導(dǎo)線。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，通信總線122是包括4根導(dǎo)線(電力線、返回線、D+差分對(duì)線、D-差分對(duì)線)的帶狀電纜；然而，在其它實(shí)施例中，通信總線122可包括任意數(shù)量和類型的導(dǎo)線。多個(gè)CT114的每一個(gè)被耦合到多個(gè)電路支路102中的至少一個(gè)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CT114也可以被耦合到每條輸入線104、106。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)CT114包圍相應(yīng)的電路支路102或輸入線104、106。多個(gè)CT的每一個(gè)還被耦合到相應(yīng)的智能傳感器電路120。每個(gè)智能傳感器電路120被耦合到通信總線122。
[0059]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)智能傳感器電路120被連接到通信總線122，從而使得每個(gè)智能傳感器電路120與CT集中器124進(jìn)行電通信。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)智能傳感器電路120被夾到通信總線122上。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，智能傳感器電路120的電觸點(diǎn)(未示出)被壓到通信總線122上，從而使得電觸點(diǎn)刺穿通信總線122的絕緣層并被電耦合到通信總線122內(nèi)的適當(dāng)導(dǎo)體。在其它實(shí)施例中，智能傳感器電路120可以被不同地耦合到通信總線122。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，智能傳感器電路120可經(jīng)由母線或菊花鏈?zhǔn)竭B接器(未示出)被耦合到通信總線122。
[0060]下面更詳細(xì)地討論智能傳感器電路120到通信總線122的連接。
[0061]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CT集中器124包括數(shù)字接口 125、至少一個(gè)模擬接口 127、電力模塊126和ZigbeeRF接口 128。通信總線122被耦合到數(shù)字接口 125。電力模塊126經(jīng)由至少一個(gè)支路電路102被耦合到至少一個(gè)輸入電力線104、106。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例(未示出)，至少一個(gè)CTl 14被直接地耦合到至少一個(gè)模擬接口 127。
[0062]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，將AC電力從外部源(例如，公用電力系統(tǒng))提供到輸入線104、106。來(lái)自輸入線104、106的AC電力經(jīng)由電路支路102被提供到外部負(fù)載112的每一個(gè)。如果在輸入線104、106中檢測(cè)到過(guò)載或短路，電路斷路器113被配置成自動(dòng)地打開(kāi)并阻止輸入線104、106中的電流。如果在電路支路102中檢測(cè)到過(guò)載或短路，電路斷路器115被配置成自動(dòng)地打開(kāi)并阻止電路支路102中的電流。
[0063]CT集中器124的電力模塊126從至少一條輸入線104、106接收AC電力。使用AC電力，電力模塊126向CT集中器124供電。此外，CT集中器124測(cè)量AC電力的AC電壓、頻率和/或相位。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CT集中器124被配置成經(jīng)由通信總線122將所測(cè)量的AC電壓、頻率和/或相位信息傳送到智能傳感器電路120。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，CT集中器124將AC電力的相位信息傳輸?shù)街悄軅鞲衅麟娐?20，從而使得CT集中器124可以與智能傳感器電路120同步。下文將更詳細(xì)地討論CT集中器124與智能傳感器電路120的同步。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CT集中器還能由電池供電。
[0064]通過(guò)電路支路102或輸入線104、106的AC電流在其相關(guān)聯(lián)的CTl 14中感應(yīng)出成比例的AC電流，相關(guān)聯(lián)的CT114包圍電路支路102或輸入線104、106。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在CTl 14可被耦合到多個(gè)電路支路102處，在包圍多個(gè)電路支路的CTl 14中感應(yīng)出與多個(gè)電路支路中的組合的電流成比例的AC電流。
[0065]耦合到CTl 14的智能傳感器電路120將來(lái)自CTl 14的成比例的AC電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，且然后通過(guò)通信總線122將數(shù)字值傳輸?shù)紺T集中器124。另外，智能傳感器電路120可被配置成通過(guò)通信總線122利用從CT集中器124接收到的電壓、頻率和/或相位信息。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，智能傳感器電路120利用從CT集中器124接收到的相位信息與CT集中器124進(jìn)行同步操作，從而使得由智能傳感器電路120執(zhí)行的電流測(cè)量可以與CT集中器124進(jìn)行的電壓測(cè)量同步。在另一個(gè)實(shí)例中，智能傳感器電路120利用電壓、頻率和/或相位信息計(jì)算功率和能量參數(shù)，如電路支路102或輸入線104、106的RMS電流、實(shí)際功率和視在功率以及功率因數(shù)。此信息還被轉(zhuǎn)換成數(shù)字值并通過(guò)通信總線122被發(fā)送到CT集中器124的數(shù)字接口 125。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，至少一個(gè)CTl 14還可以直接向CT集中器124的模擬接口 127提供與通過(guò)電路支路102的AC電流成比例的模擬信號(hào)。
[0066]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)從智能傳感器電路120接收電流信息時(shí)，CT集中器124利用所測(cè)量的電壓、頻率和/或相位信息計(jì)算功率和能量參數(shù)，如電路支路102或輸入線104、106的RMS電流、實(shí)際功率和視在功率以及功率因數(shù)。
[0067]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)接收電流信息以及接收和/或計(jì)算功率信息時(shí)，CT集中器124經(jīng)由無(wú)線ZigbeeRF接口 128將電流、功率和能量信息傳輸?shù)酵獠靠蛻舳?例如，web服務(wù)器、家用顯示器、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等)，以幫助負(fù)載中心100的電力管理并幫助包含所述系統(tǒng)的住所或其它設(shè)施的電力管理和控制。CT集中器124還可以經(jīng)由有線連接或不同類型的無(wú)線連接將電流、功率和能量信息傳輸?shù)酵獠靠蛻舳恕?br> [0068]通過(guò)包括所有智能傳感器電路120所耦合到的單個(gè)通信總線122，提供了一種用于利用多個(gè)CT114監(jiān)測(cè)負(fù)載中心100的電路支路102的相對(duì)小的、不那么復(fù)雜的且更易管理的方法和系統(tǒng)。
[0069]圖2A和2B示出了將CTl 14耦合到電路支路102的過(guò)程的一個(gè)實(shí)施例。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，殼體205包括CTl 14和封裝在其內(nèi)的智能傳感器電路120。在一個(gè)實(shí)施例中，殼體205的第一部分214包括CT114以及第二部分216包括智能傳感器電路120。圖2A示出了在被耦合到電路支路102之前的第一部分214以及圖2B示出了在被耦合到電路支路102之后的第一部分214。[0070]第一部分214經(jīng)由鉸鏈206被耦合到第二部分216。第二部分216包括耦合到桿204的按鈕202。在第一部分214被耦合到電路支路102之前，桿114在向上的位置，允許第一部分214遠(yuǎn)離第二部分216擺動(dòng)并產(chǎn)生開(kāi)口 208，通過(guò)該開(kāi)口 208電路支路102可被插入。當(dāng)需要連接到電路支路102時(shí)，用戶可配置第一部分214，從而使得電路支路102通過(guò)開(kāi)口 208被插入到內(nèi)部腔室209中。然后，用戶可以向下按壓按鈕202，使得桿204沿向下的方向運(yùn)行。桿204壓靠第一部分214的外側(cè)部分210，使得第一部分214朝向第二部分216擺動(dòng)并捕獲第一部分214的內(nèi)部腔室209內(nèi)的電路支路102。根據(jù)其它實(shí)施例，第一部分214可以被不同地連接到電路支路102。例如，第一部分214可以被手動(dòng)地放置在電路支路102周圍。如上所討論的，在電路支路102被第一部分214 (并因此也為CT114)包圍之后，在電路支路102中的AC電流將在CT114內(nèi)產(chǎn)生成比例的AC電流。
[0071]圖3A、3B和3C示出了將第二部分216耦合到通信總線122的過(guò)程。圖3A示出了在被連接到通信總線122之前的第二部分216。圖3B示出了在被連接到通信總線122之后的第二部分216。圖3C示出了與通信總線122鎖定在一起的第二部分216。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第二部分216包括絕緣位移連接器(IDC) 302 (例如，AVX系列9176IDC)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，IDC302可包括多個(gè)葉片304。例如，如果，如上所討論的，第二部分216 (并因此為智能傳感器電路120)被配置成耦合到四線帶狀電纜，IDC302將包括四個(gè)葉片，每個(gè)葉片被配置成耦合到電纜內(nèi)的相應(yīng)的導(dǎo)體。然而，根據(jù)其它實(shí)施例，IDC302可包括任意數(shù)量的葉片以充分地將智能傳感器電路120連接到通信總線122。
[0072]第二部分216還可以包括經(jīng)由鉸鏈308耦合到第二部分216的鎖定蓋306。在被耦合到通信總線122之前，第二部分216的鎖定蓋306擺動(dòng)遠(yuǎn)離IDC302，允許用戶將通信總線122靠近IDC302放置。用戶向下按壓通信總線122，使得通信總線122壓靠IDC302。IDS302的多個(gè)葉片304刺穿通信總線122的外絕緣層310，多個(gè)葉片304的每一個(gè)與通信總線122內(nèi)的相應(yīng)的導(dǎo)體連接。然后，用戶可以朝向IDC302擺動(dòng)鎖定蓋并向下按壓鎖定蓋以將通信總線122鎖定在位置中。根據(jù)其它實(shí)施例，第二部分216(并因此為智能傳感電路120)可能以不同的方式被耦合到通信總線122。例如，智能傳感器電路也可經(jīng)由母線被耦合到通信總線122。當(dāng)被耦合到通信總線122時(shí)，智能傳感器電路120與CT集中器124進(jìn)行電通信。
[0073]圖4是多個(gè)CT114以及耦合到通信總線122的智能傳感器電路120的電路圖。如上所討論的，每個(gè)CTl 14被耦合到電路支路102或輸入線104、106。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)CT114被配置成包圍電路支路102或輸入線104、106，如關(guān)于圖2A和圖2B所討論的。每個(gè)智能傳感器電路120如上所討論的被耦合到通信總線122。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，通信總線122可以是包括電力線122d、D-差分對(duì)線122c、D+差分對(duì)線122b和返回(接地)線122a的四線帶狀電纜。在一個(gè)實(shí)施例中，通信總線122是RS-485總線；然而，根據(jù)其它實(shí)施例，可以使用不同類型的總線。
[0074]每個(gè)智能傳感器電路120包括微控制器402。在一個(gè)實(shí)施例中，微控制器402是低功率微控制器(例如，STM8低功率微控制器)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，微控制器402包括模擬接口 404、參考接口 406、電力接口 408、返回接口 410、傳輸接口 412和接收接口 414。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電力接口 408被耦合到電力線122d且返回接口 410被耦合到返回線122a。以這種方式，每個(gè)智能傳感器電路120由通信總線122供電。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)CT114被并聯(lián)耦合在模擬接口 404和參考接口 406之間。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)智能傳感器電路120還包括并聯(lián)耦合在模擬接口 404和參考接口 406之間的負(fù)載電阻415。
[0075]每個(gè)智能傳感器電路120還包括收發(fā)器403 (例如，RS-485收發(fā)器)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，收發(fā)器403包括耦合在傳輸接口 412和通信總線122之間的第一二極管416，以及耦合在接收接口 414和通信總線122之間的第二二極管418。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，收發(fā)器403被并聯(lián)耦合在電力線122d和返回線122a之間。
[0076]如先前所討論的，CTl 14與之相耦合的電路支路102或輸入線104、106中的AC電流416將在CTl 14中產(chǎn)生成比例的AC電流418。負(fù)載電阻415將成比例的AC電流418轉(zhuǎn)換成成比例的AC電壓。經(jīng)由模擬接口 404，微控制器402接收成比例的AC電壓并將成比例的AC電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。然后，微控制器402經(jīng)由傳輸接口 412和收發(fā)器403向傳輸線122b提供數(shù)字值，并通過(guò)通信總線122將數(shù)字值傳輸?shù)紺T集中器124。此外，微控制器402被配置成經(jīng)由接收線122c、收發(fā)器403和接收接口 414從CT集中器124接收電壓、頻率和/或相位信息。如上所討論的，微控制器402可以使用從CT集中器124接收到的附加的電壓、頻率和/或相位信息連同接收到的成比例的AC電流418計(jì)算電路支路102或輸入線104、106的功率和能量參數(shù)，如RMS電流、實(shí)際功率和視在功率以及功率因數(shù)。此信息也可以被轉(zhuǎn)換成數(shù)字值并經(jīng)由傳輸接口 412、收發(fā)器403和傳輸線122b被傳輸?shù)紺T集中器124。在一個(gè)實(shí)施例中，微控制器402也可以使用從CT集中器124接收到的相位信息使智能傳感器電路120中的電流測(cè)量與CT集中器124中的電壓測(cè)量同步。
[0077]圖5是CT集中器124的方框圖。如上所討論的，CT集中器124具有耦合到通信總線122的數(shù)字接口 125。通信總線被耦合到多個(gè)智能傳感器電路120和多個(gè)CT114。
[0078]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CT集中器124包括電力模塊126。在一個(gè)實(shí)施例中，電力模塊126包括被配置成耦合到單相電源的單相電力接口 502。在另一個(gè)實(shí)施例中，電力模塊126包括被配置成耦合到三相電源的三相電力接口 504。例如，三相電力接口 504可以被配置成從三相A形或Y形電力連接接收電力。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是，耦合到單相接口 502或三相接口 504的電源與耦合到輸入線104、106的電源相同并且如關(guān)于圖1所述。因此，由電力模塊126接收到的電力與提供給電路支路102的電力實(shí)質(zhì)上相同。
[0079]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電力模塊126還包括DC接口 506、傳感器接口 508和額外的引腳接口 510。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，額外的引腳接口 510包括四個(gè)額外的引腳(例如，傳輸引腳、接收引腳、電力模塊型引腳和輔助電力引腳)。然而，在其它實(shí)施例中，額外的引腳接口 510可包括任何數(shù)量和類型的引腳。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，CT集中器124還可以包括具有DC接口514的電池組512。在一個(gè)實(shí)施例中，電力模塊126和/或電池組512是模塊化的并且可以從CT集中器124拆除。
[0080]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CT集中器124包括被配置成耦合到電池組512的DC接口 514的第一 DC接口 516，被配置成耦合到電力模塊126的DC接口 506的第二 DC接口 518，被配置成耦合到電力模塊126的傳感器接口 508的傳感器接口 520，以及被配置成耦合到電力模塊126的額外的引腳接口 510的額外的引腳接口 522。額外的引腳接口 522包括四個(gè)額外的引腳(例如，傳輸引腳、接收引腳、電力模塊型引腳和輔助電力引腳)。然而，在其它實(shí)施例中，額外的引腳接口 522可以包括任何數(shù)量和類型的引腳。
[0081]第一 DC接口 516和第二 DC接口 518被耦合到電力管理模塊524。電力管理模塊524被耦合到微控制器528。傳感器接口 520和額外的引腳接口 522被耦合到微控制器528。CT集中器124還包括耦合在數(shù)字接口 125和微控制器528之間的收發(fā)器530和耦合到微控制器528的非易失性存儲(chǔ)器模塊532。在一個(gè)實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器模塊532包括電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM);然而，在其它實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器模塊532可以包括任何類型的非易失性存儲(chǔ)器(例如，如串行閃存存儲(chǔ)器)。
[0082]CT集中器124還包括耦合到微控制器的用戶接口 534。在一些實(shí)施例中，用戶接口可以包括任何類型的控制，其允許用戶與CT集中器124進(jìn)行交互。(例如，這種控制包括開(kāi)關(guān)、按鈕、LED等)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CT集中器124還包括USB端口 536和串行端口 538。
[0083]CT集中器124還包括無(wú)線電裝置模塊和天線540。在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線電裝置模塊是ZigBee無(wú)線電裝置；然而，在其它實(shí)施例中，可以使用不同的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)對(duì)無(wú)線電模塊540進(jìn)行配置。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，無(wú)線電裝置和天線540被耦合到微控制器528、0n/0ff斷路器542和串行存儲(chǔ)器模塊544。
[0084]電力模塊126從電源(例如，單相或三相電源)(未示出)接收AC電力，調(diào)制并轉(zhuǎn)換接收到的AC電力為DC電力，以及經(jīng)由DC接口 506和第二 DC接口 518將DC電力提供給CT集中器124。電力管理模塊524從第二 DC接口 518接收DC電力并將適當(dāng)?shù)腄C電力提供給CT集中器124的組件(例如，微控制器528)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，電池組512可經(jīng)由DC接口 514和第一 DC接口 516將DC電力提供給CT集中器124。電力管理模塊524從第一DC接口 516接收DC電力并將適當(dāng)?shù)腄C電力提供給CT集中器124的組件(例如，微控制器528)。
[0085]電力模塊126經(jīng)由傳感器接口 508、520向微控制器528提供從電源(例如，單相或三相電源)接收到的電力信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，電力信號(hào)包括電壓感測(cè)信號(hào)和相位同步信號(hào)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，電力模塊126還經(jīng)由額外的引腳接口 510、522向微控制器提供附加的信息。例如，可以經(jīng)由傳輸引腳、接收引腳、電力模塊型引腳和輔助電力引腳將附加的信息提供給微控制器。
[0086]微控制器528經(jīng)由傳感器接口 520從電力模塊126接收電力信號(hào)信息。微控制器528測(cè)量被提供給電力模塊126的電力的電壓、頻率和相位。要理解的是，提供給電力模塊126的電力與提供給電路支路102的電力實(shí)質(zhì)上相同(如上所討論的)，由微控制器528測(cè)量的與電力模塊126有關(guān)的電壓、頻率和相位與被提供給電路支路102的電力的電壓、頻率和相位相同。
[0087]當(dāng)被供電時(shí)，微控制器528開(kāi)始經(jīng)由收發(fā)器530、數(shù)字接口 125和通信總線122與智能傳感器電路120進(jìn)行通信。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，微控制器528可利用RS-485物理通信協(xié)議通過(guò)通信總線122進(jìn)行通信。然而，可以使用其它的物理通信協(xié)議。作為主要控制器起作用的微控制器528識(shí)別哪一個(gè)智能傳感器電路120被耦合到通信總線122。主要微控制器528將微控制器402作為輔助控制器并向每個(gè)輔助微控制器402 (并因此為智能傳感器電路120)分配唯一的地址。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每次新的智能傳感器電路120被耦合到通信總線122時(shí)，都被主要微控制器528分配新的地址。
[0088]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，主要微控制器528利用Modbus串行通信協(xié)議定義通信總線122上的通信和尋址。主要微控制器528，使用Modbus協(xié)議，向智能傳感器電路120分配唯一的地址，并設(shè)置通過(guò)通信總線122傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和格式。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如2011年4月 19 日提交的，標(biāo)題為“SYSTEM AND METHOD FOR TRASNFERRING DATA IN A MULT1-DROPNETWORK”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)13/089，686中所描述的可以使用Modbus協(xié)議執(zhí)行通過(guò)通信總線122的通信，通過(guò)引用將該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容并入本文。在一個(gè)實(shí)施例中，主要微控制器528利用自動(dòng)尋址方案。例如，如2011年4月19日提交的，標(biāo)題為“SYSTEM AND METHODFOR AUTOMATICALLY ADDRESSING DEVICES IN A MULT 1-DROP NETWORK” 的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3/089，678中所描述的主要微控制器528利用自動(dòng)尋址方案，通過(guò)引用將該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容并入本文。
[0089]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，Modbus協(xié)議允許高達(dá)255個(gè)智能傳感器電路120被同時(shí)附接到通信總線122。還要理解的是，智能傳感器電路120的數(shù)量可以由負(fù)載中心100本身來(lái)限制。例如，在普通住宅的負(fù)載中心中，支路電路(并因此為智能傳感器電路)的最大數(shù)量為72。然而，根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例，主要微控制器528和輔助微控制器402可以使用不同的通信協(xié)議，以允許任意數(shù)量的智能傳感器電路120被耦合到通信總線122 (例如，用于大型商業(yè)負(fù)載中心)。
[0090]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一旦所有的智能傳感器電路120被主要微控制器528識(shí)別出并分配了地址，用戶經(jīng)由用戶接口 534可將每個(gè)智能傳感器電路120與特定的負(fù)載相關(guān)聯(lián)(例如，傳感器# 12被分配給空調(diào)器；傳感器# 13被分配給冰箱，等等)。
[0091]一旦完成智能傳感器電路120的識(shí)別和尋址，主要微控制器528監(jiān)測(cè)智能傳感器電路120。主要微控制器528確定哪些智能傳感器電路120正試圖通過(guò)通信總線122進(jìn)行通信并控制總線122上的通信以消除沖突或數(shù)據(jù)擁堵。此外，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，主要微控制器528向智能傳感器電路120提供功率參數(shù)信息。例如，如上所討論的，主要微控制器528測(cè)量被提供給電力模塊126 (并因此為電路支路102)的電力的電壓、頻率和相位。當(dāng)智能傳感器電路120需要時(shí)，主要微控制器528經(jīng)由收發(fā)器530和通信總線122將參數(shù)信息傳輸?shù)街悄軅鞲衅麟娐?20。
[0092]如上所討論的，每個(gè)智能傳感器電路120測(cè)量通過(guò)相關(guān)聯(lián)的電路支路102或輸入線104、106的電流。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，使用來(lái)自主要微控制器528的所測(cè)量的電流和接收到的附加參數(shù)(例如，電壓、頻率和相位)信息，智能傳感器電路120計(jì)算功率信息，如相關(guān)聯(lián)的電路支路102或輸入線104、106的RMS電流、實(shí)際功率和視在功率和功率因數(shù)。計(jì)算出的電流和/或功率信息經(jīng)由通信總線122、數(shù)字接口 125和收發(fā)器530被傳輸?shù)街饕⒖刂破?28。在一個(gè)實(shí)施例中，在由微控制器528確定的時(shí)間和速率處，將功率信息傳輸給主要微控制器528。如以上所討論的，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，主要微控制器528也可以經(jīng)由模擬接口127直接從CTl 14接收模擬電流信息。
[0093]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)從智能傳感器電路120接收計(jì)算出的電流時(shí)，主要微控制器528利用所測(cè)量的電壓、頻率和/或相位信息計(jì)算功率和能量參數(shù)，如電路支路102或輸入線104、106的RMS電流、實(shí)際功率和視在功率和功率因數(shù)。
[0094]主要微控制器528將電流、功率和能量信息提供給無(wú)線電裝置模塊和天線540。無(wú)線電裝置模塊和天線540將電流、功率和能量信息無(wú)線地傳輸?shù)酵獠靠蛻舳?例如，web服務(wù)器、家用顯示器或互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān))以向終端用戶或其它權(quán)益方提供電力和能量消耗數(shù)據(jù)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電流、功率和能量信息也可通過(guò)有線連接被提供給外部客戶端(例如，經(jīng)由USB端口 536或串行端口 538)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，電流、功率和能量信息可以通過(guò)另一種類型的接口被提供到外部客戶端，如以太網(wǎng)或電力線通信(PLC)端口(未示出)。
[0095]在如上所述的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)智能傳感器電路120確定用于其相關(guān)聯(lián)的支路電路的功率信息并將該信息傳輸?shù)紺T集中器124。在另一個(gè)實(shí)施例中，現(xiàn)在將參照?qǐng)D6對(duì)其進(jìn)行描述，CT集中器124使由每個(gè)智能傳感器電路120執(zhí)行的電流測(cè)量與由CT集中器124執(zhí)行的電壓測(cè)量同步。這允許CT集中器124僅基于從智能傳感器電路120接收到的電流息計(jì)算功率息。
[0096]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，圖6是圖5的CT集中器124的操作的方法的流程圖。在方框602，CT集中器124，并因此為智能傳感器電路120，被加電。在方框604，CT集中器的主要微控制器528經(jīng)由通信總線122向每個(gè)智能傳感器電路120分配唯一的地址。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，主要微控制器528利用自動(dòng)尋址方案，如上所討論的。在方框606，主要微控制器528經(jīng)由通信總線122向每個(gè)智能傳感器電路120廣播參數(shù)信息。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，參數(shù)信息包括頻率(或周期)、每個(gè)周期的采樣的數(shù)量和定義的睡眠定時(shí)器中的至少一個(gè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，廣播信息包括縮放參數(shù)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，廣播信息包括先前周期的計(jì)算結(jié)果(例如，用于RMS電流、功率、能量)。
[0097]在方框608，主要微控制器528請(qǐng)求每個(gè)智能傳感器電路120經(jīng)由通信總線122確認(rèn)廣播信息的接收。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在方框608，主要微控制器528還請(qǐng)求每個(gè)智能傳感器電路120經(jīng)由通信總線122將其傳感器類型(例如，20A、80A或200A的電流互感器)傳輸?shù)街饕⒖刂破?28。在方框610，主要微控制器528創(chuàng)建所有傳感器電路120和它們的類型(例如，型號(hào))的清單。在方框612，主要微控制器528向每個(gè)智能傳感器電路120傳輸智能傳感器電路120應(yīng)該進(jìn)入節(jié)電模式。
[0098]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一旦智能傳感器120進(jìn)入節(jié)電模式,啟用睡眠定時(shí)器。在一個(gè)實(shí)施例中，睡眠定時(shí)器的使用目的是限制系統(tǒng)的總體功率消耗。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)智能傳感器120處于節(jié)電模式時(shí)，智能傳感器120將無(wú)法在通訊總線上進(jìn)行通信，并因此將需要較低電平的功率，直到睡眠定時(shí)器期滿。通過(guò)將智能傳感器120的至少一部分放置在節(jié)電模式下，需要全功率的智能傳感器120的總數(shù)量是有限的并且系統(tǒng)的總功率消耗可以被降低。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，睡眠定時(shí)器是可編程的。在一個(gè)實(shí)施例中，利用等于或稍小于智能傳感器120的總數(shù)量的時(shí)間乘以對(duì)電流進(jìn)行采樣的周期對(duì)睡眠定時(shí)器進(jìn)行配置。
[0099]例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，利用下面的公式計(jì)算的時(shí)間(T)對(duì)睡眠定時(shí)器進(jìn)行配置:
[0100]T=(s-2)*t+(t/2)；
[0101]其中:
[0102]s表示智能傳感器120的總數(shù)量，以及
[0103]t表示由主要微控制器528定義的采樣周期。
[0104]在一個(gè)實(shí)例中，其中采樣周期是20ms且系統(tǒng)包括總共6個(gè)智能傳感器120，計(jì)算時(shí)間T為90ms。在這個(gè)實(shí)例中，智能傳感器120進(jìn)行測(cè)量并完成傳輸電流采樣原始數(shù)據(jù)之后，將進(jìn)入節(jié)點(diǎn)模式90ms并且將不再對(duì)電流進(jìn)行采樣，直到時(shí)間T (90ms)期滿。然而，在其它實(shí)施例中，睡眠定時(shí)器可以被不同地配置。
[0105]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)前在節(jié)電模式下的智能傳感器120被配置成早些退出節(jié)電模式(即在時(shí)間T期滿之前)，以為電流采樣做準(zhǔn)備，當(dāng)時(shí)間T期滿時(shí)所述電流采樣將開(kāi)始。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)前在節(jié)電模式下的智能傳感器120被配置成早些退出節(jié)電模式10ms。在這樣的實(shí)施例中，每個(gè)智能傳感器120將被喚醒的總時(shí)間是30毫秒(除了 IOms喚醒周期，20ms周期)。因此，通過(guò)錯(cuò)開(kāi)智能傳感器120執(zhí)行的電流采樣，對(duì)同一時(shí)間需要電力的智能傳感器120的數(shù)量進(jìn)行限制并作為結(jié)果，系統(tǒng)的總體功率消耗降低。這對(duì)于電池操作系統(tǒng)是特別有用的。
[0106]在方框614，主要微控制器528經(jīng)由傳感器接口 520感測(cè)從電力模塊126接收到的電力信號(hào)信息的電壓、頻率和/或相位。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，主要微控制器528通過(guò)電壓感測(cè)信號(hào)感測(cè)電壓和/或頻率并且主要微控制器528通過(guò)相位同步信號(hào)感測(cè)相位。如上所討論的，根據(jù)一些實(shí)施例，從電力模塊126接收到的電力信號(hào)信息可能與單相、雙相或三相電力相關(guān)。
[0107]在方框616，主要微控制器528計(jì)算存在的所有相(例如，1、2或3)的RMS電壓。同樣在方框616,主要微控制器528將RMS電壓與主要微控制器528的額定電壓進(jìn)行比較以確認(rèn)RMS電壓和相位信號(hào)是正確的。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如果主要微控制器528被連接到北美的公用系統(tǒng)，主要微控制器528將確認(rèn)它正在測(cè)量120V、60Hz的信號(hào)。然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，如果主要微控制器528被連接到歐洲的公用系統(tǒng)，主要微控制器528將確認(rèn)它正在測(cè)量220V、50Hz的信號(hào)。
[0108]在方框618，主要微控制器528確定同步測(cè)量時(shí)將采取的適當(dāng)?shù)南辔唤?。根?jù)一個(gè)實(shí)施例，相位角可被配置為任意的相位角，并非不得不被限制到過(guò)零。在一些實(shí)施例中，相位角可以被配置在一個(gè)角度而不是過(guò)零處以故意地避免可能存在于過(guò)零處的噪聲。
[0109]在方框620和622，由主要微控制器529和智能傳感器電路120進(jìn)行的同步采樣在先前確定的相位角處開(kāi)始。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在方框620，主要微控制器528與所有的智能傳感器電路120同時(shí)進(jìn)行通信以在預(yù)定的相位角處開(kāi)始對(duì)它們各自的電路支路102中的電流進(jìn)行米樣。另外，同時(shí)如方框620,在方框622處主要微控制器528啟動(dòng)在先前確定的相位角處從電力模塊126接收到的電力信號(hào)信息的電壓采樣以使電壓測(cè)量與所有智能傳感器電路120進(jìn)行的電流測(cè)量同步。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，主要微控制器528在相同的一段時(shí)間內(nèi)對(duì)電壓進(jìn)行采樣，其中智能傳感器電路120對(duì)電流進(jìn)行采樣。
[0110]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，而不是與所有的智能傳感器電路120同時(shí)進(jìn)行通信，主要微控制器528與至少一個(gè)特定的傳感器(例如，具有唯一的地址的傳感器)進(jìn)行通信以對(duì)各自的電路支路102中的電流開(kāi)始采樣。以這種方式，主要微控制器528能夠?qū)χ辽僖粋€(gè)特定類型的電路支路中(例如，被耦合到特定類型的負(fù)載的電路支路)的電流開(kāi)始采樣。僅通過(guò)對(duì)選定數(shù)量的電路支路102中的電流進(jìn)行采樣，系統(tǒng)的總體功率消耗可以被降低。
[0111]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于預(yù)定數(shù)量的采樣，被控制以開(kāi)始采樣的每個(gè)智能傳感器電路120將在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)智能傳感器電路120各支路中的電流進(jìn)行采樣，采樣的時(shí)間和次數(shù)被主要微控制器528預(yù)先設(shè)定在廣播參數(shù)信息中。在一個(gè)實(shí)施例中，電流采樣原始數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在每個(gè)智能傳感器電路120的緩沖器中。
[0112]在方框624，當(dāng)完成給定周期的電壓采樣時(shí)，主要微控制器528請(qǐng)求正在對(duì)電流進(jìn)行采樣的每個(gè)智能傳感器電路經(jīng)由通信總線122將給定的時(shí)間段內(nèi)的電流采樣原始數(shù)據(jù)從緩沖器傳輸?shù)街饕⒖刂破?28。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電流采樣原始數(shù)據(jù)被加蓋時(shí)間戳。
[0113]在方框626，當(dāng)確認(rèn)電流采樣原始數(shù)據(jù)的接收之后，主要微控制器528向先前的電流采樣智能傳感器120廣播智能傳感器120應(yīng)該進(jìn)入節(jié)電模式，使得更多的電力可用于其它智能傳感器(如上所討論的)。
[0114]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在方框626，使用接收到的電流數(shù)據(jù)和所測(cè)量的電壓數(shù)據(jù)，主要微控制器528計(jì)算與智能傳感器102相關(guān)聯(lián)的電路支路102的RMS電流、功率(例如，第4象限)和/或能量使用，主要微控制器528從所述智能傳感器102接收原始電流采樣數(shù)據(jù)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)進(jìn)行其電流、功率和/或能量計(jì)算時(shí)，主要微控制器528可以自動(dòng)地考慮到主要微控制器528和智能傳感器102之間的任何通信延遲。在計(jì)算電流、功率和能量信息之后，對(duì)于另一個(gè)智能傳感器120或一組智能傳感器120，主要微控制器528可重復(fù)方框 620 至 628。
[0115]在至少一些實(shí)施例中，使用主要微控制器528單獨(dú)地控制智能傳感器電路120的同步，消除了單獨(dú)地將每個(gè)智能傳感器電路120與來(lái)自電力模塊的相位同步信號(hào)進(jìn)行接線的任何需要。智能傳感器電路120內(nèi)的鎖相環(huán)(PLL)電路也可能被消除，因?yàn)橹饕⒖刂破?28將控制同步。通過(guò)允許主要微控制器528選擇采樣將發(fā)生時(shí)的相位角，系統(tǒng)的靈活性可能會(huì)增加。例如，可以選擇任何適當(dāng)?shù)南辔唤且蕴峁┳罾硐氲慕Y(jié)果。
[0116]盡管根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例本文是參照負(fù)載中心進(jìn)行闡述的，但是在電力線的電流、功率和能量期望被監(jiān)測(cè)的任何電氣系統(tǒng)中可以采用其它實(shí)施例。還要理解的是，可以利用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例以監(jiān)測(cè)任何類型(例如，商業(yè)或住宅)或大小的系統(tǒng)。
[0117]盡管本文描述了利用能夠被鉗位到電路支路102上的電流互感器114的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例，但是其它實(shí)例可以采用不同類型的電流傳感器。例如，可以使用采用分流電阻、霍爾效應(yīng)和環(huán)形(實(shí)心)電流互感器的電流傳感器。
[0118]在本文所述的根據(jù)本發(fā)明的至少一些實(shí)例中，傳感器電路120和CT集中器124之間的通信可以通過(guò)有線接口(即，通信總線122)進(jìn)行。其它實(shí)例可以采用無(wú)線接口。例如，傳感器電路120和CT集中器124之間的通信可以遵照無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，如在2010年5月28 日提交的，標(biāo)題為 “SYSTEM FOR SELF-POWERED, WIRELESS MONITORING OF ELECTRICALCURRENT, POWER AND ENERGY”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)12/789，922中所描述的ZigBee RF4CE標(biāo)準(zhǔn)或IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)引用將該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容并入本文。
[0119]通過(guò)僅在負(fù)載中心中包括單條通信總線，而不是單獨(dú)的專用連接(例如，“軸輻式布線”)，并經(jīng)由單條通信總線將所有的智能CT連接到負(fù)載中心的CT集中器；提供了一種用于利用多個(gè)CT來(lái)監(jiān)測(cè)負(fù)載中心的電路支路的相對(duì)小的、不那么復(fù)雜的且更易管理的方法和系統(tǒng)。
[0120]由此，已經(jīng)描述了本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的幾個(gè)方面，要理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易想到各種變化、修改和改進(jìn)。這些變化、修改和改進(jìn)被認(rèn)為是本公開(kāi)內(nèi)容的一部分，并被認(rèn)為是在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。相應(yīng)地，上述說(shuō)明和附圖僅是舉例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于監(jiān)測(cè)耦合到輸入線的多個(gè)電路支路的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 通信總線； 多個(gè)傳感器電路，每個(gè)傳感器電路被配置成耦合到所述通信總線和所述多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)，其中每個(gè)傳感器電路還被配置成對(duì)所述多個(gè)電路支路中的所述至少一個(gè)中的電流進(jìn)行采樣； 控制器，其被配置成耦合到所述通信總線和所述輸入線；其中所述控制器還被配置成對(duì)所述輸入線上的電壓進(jìn)行采樣；并且 其中所述控制器還被配置成經(jīng)由所述通信總線使由所述多個(gè)傳感器電路執(zhí)行的電流采樣與由所述控制器執(zhí)行的電壓采樣同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被配置成經(jīng)由所述通信總線從所述多個(gè)傳感器電路中的至少一個(gè)接收電流采樣數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被配置成基于電壓采樣數(shù)據(jù)和從所述多個(gè)傳感器電路中的所述至少一個(gè)接收到的所述電流采樣數(shù)據(jù)計(jì)算所述多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)的RMS電流、功率或能量使用中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被配置成確定電流采樣和電壓采樣應(yīng)該發(fā)生時(shí)的電壓波形的相位角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)傳感器電路中的至少一個(gè)包括耦合到所述多個(gè)電路支路中的所述至少一個(gè)的電流互感器。
6.一種用于監(jiān)測(cè)耦合到電力線的多個(gè)電路支路的方法，所述方法包括: 將傳感器電路耦合到所述多個(gè)電路支路的每一個(gè)并耦合到通信總線；` 將控制器耦合到所述通信總線并耦合到所述電力線； 利用所述傳感器電路中的至少一個(gè)對(duì)所述多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)中的電流進(jìn)行采樣； 利用所述控制器對(duì)所述電力線上的電壓進(jìn)行采樣；以及 利用所述控制器經(jīng)由所述通信總線使由所述傳感器電路中的所述至少一個(gè)執(zhí)行的對(duì)電流的采樣與由所述控制器執(zhí)行的對(duì)電壓的采樣同步。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述同步的動(dòng)作包括: 通過(guò)所述控制器檢測(cè)所述電力線上的電壓波形；以及 利用所述控制器確定對(duì)電流進(jìn)行采樣的動(dòng)作和對(duì)電壓進(jìn)行采樣的動(dòng)作應(yīng)該發(fā)生時(shí)的所述電壓波形的相位角。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述同步的動(dòng)作還包括: 利用所述控制器經(jīng)由所述通信總線向所述傳感器電路的每一個(gè)廣播:對(duì)電流進(jìn)行采樣的動(dòng)作應(yīng)該開(kāi)始；以及 在所述廣播的動(dòng)作后的預(yù)定延遲之后，啟動(dòng)所述對(duì)電壓進(jìn)行采樣的動(dòng)作。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述同步的動(dòng)作還包括: 利用所述控制器經(jīng)由所述通信總線向所述傳感器電路中的至少一個(gè)廣播:所述對(duì)電流進(jìn)行采樣的動(dòng)作應(yīng)該開(kāi)始；以及 在所述廣播的動(dòng)作后的預(yù)定延遲之后，啟動(dòng)所述對(duì)電壓進(jìn)行采樣的動(dòng)作。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括利用所述控制器經(jīng)由所述通信總線從所述傳感器電路中的至少一個(gè)接收電流采樣數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括將所述電流采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠靠蛻舳恕?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括利用所述控制器基于從所述傳感器電路中的所述至少一個(gè)接收到的所述電流采樣數(shù)據(jù)以及電壓采樣數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算所述多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)的RMS電流、電壓或能量使用中的至少一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括將RMS電流、電壓或能量使用中的所述至少一個(gè)傳輸?shù)酵獠靠蛻舳恕?br> 14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述傳輸?shù)膭?dòng)作包括將RMS電流、電壓或能量使用中的所述至少一個(gè)無(wú)線地傳輸?shù)酵獠靠蛻舳恕?br> 15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括: 利用所述控制器響應(yīng)于所述接收電流采樣數(shù)據(jù)的動(dòng)作，確認(rèn)所述電流采樣數(shù)據(jù)被成功地接收；以及 利用所述傳感器電路中的所述至少一個(gè)、響應(yīng)于所述確認(rèn)的動(dòng)作，進(jìn)入節(jié)電模式。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述進(jìn)入節(jié)電模式的動(dòng)作包括啟動(dòng)睡眠計(jì)時(shí)器，其中所述傳感器電路中的所述至少一個(gè)保持在節(jié)電模式直到所述睡眠計(jì)時(shí)器期滿。
17.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括利用所述控制器經(jīng)由所述通信總線將唯一的地址分配給所述傳感器電路的每一個(gè)。
18.一種用于監(jiān)測(cè)耦合到輸入線的多個(gè)電路支路的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 通信總線； 多個(gè)傳感器電路，每一個(gè)傳感器電路被配置成耦合到所述通信總線和所述多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)，其中每個(gè)傳感器電路還被配置成對(duì)所述多個(gè)電路支路中的所述至少一個(gè)中的電流進(jìn)行采樣； 控制器，其被配置成耦合到所述通信總線和所述輸入線； 用于使由所述多個(gè)傳感器電路中的至少一個(gè)執(zhí)行的電流采樣和由所述控制器執(zhí)行的電壓采樣同步的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被配置成經(jīng)由所述通信總線從所述多個(gè)傳感器電路中的所述至少一個(gè)接收電流采樣數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被配置成基于電壓采樣數(shù)據(jù)和從所述多個(gè)傳感器電路中的所述至少一個(gè)接收到的所述電流采樣數(shù)據(jù)計(jì)算所述多個(gè)電路支路中的至少一個(gè)的RMS電流、功率或能量使用中的至少一個(gè)。
【文檔編號(hào)】G01R21/133GK103620423SQ201280029990
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月19日
【發(fā)明者】維什沃斯·默罕艾拉杰·德奧卡, N·派克, 詹姆士·S·斯皮塔埃爾 申請(qǐng)人:施耐德電氣It公司