[发明专利]远程感测以导出校准功率测量

说明书

本文描述的是用于远程感测以导出功率分配点的校准功率测量的方法和系统。磁场模块的磁场传感器感测由功率分配点发射的磁场。第一处理器为每个磁场传感器产生未校准的功率测量，从由所述磁场传感器感测的所述磁场以及由所述功率分配点携带的电压导出未校准功率测量。第二处理器确定每个磁场传感器对通过所述功率分配点汲取的已知功率负载的响应。所述第二处理器使用每个磁场传感器对所述已知功率负载的所述响应来导出传递函数。所述第二处理器将所述传递函数应用于每个磁场传感器的所述未校准功率测量以生成所述功率分配点的校准功率测量。

相关申请

本申请要求2015年9月24日提交的美国临时专利申请号62/232,278的优先权权益，将所述临时专利申请的全文通过援引并入本文。

技术领域

本申请的主题通常涉及远程感测以导出校准的功率测量。

背景技术

目前，通过电流互感器(CT)钳夹技术来实现测量住宅和商业环境中的用电负载和波动。智能电表和其他功率监测产品的产品，诸如可从南卡罗来纳州查尔斯顿的能源公司获得的TED5000系列，可从加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华的神经技术公司获得的神经传感器和可从加拿大安大略省Kitchener的EyedroGreen Solutions公司获得的EHEM1家用电力监测器，使用CT技术，因为辨别功率使用是相对直接的，因为来自CT钳夹包围的单根导线的磁场与导线中存在的电流具有简单的物理关系。这种产品通常通过将由每个CT钳夹感测的瞬时电流乘以时变电压来确定功率。通过在诸如一秒的时间段内对这个瞬时功率积分，可以计算在该一秒时间段内使用的总功率。

然而，CT钳夹的安装是困难和危险的，因为该步骤需要移除电气断路器箱的外部保护面板，并且进一步要求安装人员与高功率电线紧密接触，其可以导致人身伤害或甚至死亡。这种安装对于房主来完成是不实际的；大多数房主不愿舒适地执行安装，而是选择雇用电气承包商以显著的费用执行工作。此外，由于拆卸保险丝盒盖、小心地连接CT钳夹和相关电线包含的劳动，CT钳夹安装需要大量时间。即使是专业电工的安装也需要三十分钟或更长的时间。

发明内容

因此，需要一种用于使用远程感测技术来测量流过功率分配点的功率的使用和波动的方法和系统，所述远程感测技术不需要将复杂且危险的部件(诸如CT钳夹)安装到电气断路器箱的内部。本文描述的技术通过将配备有磁场传感器的传感器模块定位在功率分配点附近来提供功率测量系统的大大简化的安装。作为示例，任何人都可以安装本文描述的功率测量系统，即使是没有电力工作经验的人员，并且可以在短时间内完成安装，通常少于十分钟。

在本发明的上下文中，功率分配点是配电系统中的任何点，其(i)接收从发电源流出的功率(例如，由公用设施提供商操作，如从耦合到功率分配点的太阳能电池板阵列提供)并且(ii)将接收到的电功率分配到一个或多个分配通道。在一个实施例中，功率分配点是安装在住宅或商业设施处的电气断路器箱。图1A中示出了作为家用电气断路器箱100的功率分配点的示例。在这个示例中，电气断路器面板从公用设施提供商通过服务入口电缆102(即，大型电缆，通常进入电气断路器箱顶部并且通常包括三根电线的—一相线104，二相线106和零线108)接收电功率并且将电功率分配给服务于建筑物的不同区域的分支电路110。一相线104和二相线106通常携带120伏的正弦变化电压。这是标准的两相接线方案，其特征在于来自每个导线104,106的电流以相反的方向流动，并且电压相位相差180度。注意，相线的名称“一相”和“二相”在本文用于参考目的以区分一相与另一相。应理解，在一些实施例中，可以有一个、两个或三个相。例如，欧洲的住宅环境可以有一个相，美国的住宅环境可以有两个相，美国的商业环境可以有三个相。