CN104267255A - 一种电能节能计量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电机系统节能改造的计量方法及装置，本申请采集改造前后被测系统的实时电流与预设的电流阀值比较，确定改造前后被测系统的运行状态，记录被测的电机系统在不同运行状态下的电能数据分类并储存，在节能改造完成后，电机运行之前，冻结节能改造前的电能数据存储在模式一中，根据节能改造前后被测系统在相同对应运行状态下的电能数据计算节电数据，本发明提供的电能节能计量方法与装置，适用于测量被测系统节能改造前后多种运行状态下的电能数据，以上所述数据均能显示、存储和远程传输，计量准确，一目了然，操作方便。

Description

一种电能节能计量方法及装置

技术领域

本申请涉及电能节能测量领域，特别涉及一种电能节能计量方法及装置。 

背景技术

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，能源问题是人类发展面临的最为紧迫的问题，要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源，节能是关键也是目前最直接有效的措施。节能就是应用技术上实现可靠、经济上可行合理、环境和社会都可以接受的方法，有效地利用能源，提高用能设备或工艺的能量利用效率。 

国家有关规定，在节能方面用能计量装置齐备，具备完善的能源统计和管理制度，实现节能量可计量、可检测、可核查。 

在各种能源中，随着技术发展，电能被运用在各种领域成为现代社会不可缺少的能源之一，传统的电能节能改造计量方式，在被测系统上安装一台电能表和一台计时器，电能表用于计量被测系统的累积电量，计时器用于计量被测系统的运行时间，从而计算节能数据。现有节能改造计量方法及装置无法计量被测系统不同运行状态下的电量消耗，节能改造前后的节能数据需要人工处理，容易产生人为因素所导致的误差，导致节电数据不准确。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电能节能计量方法与装置，适用于测量被测系统节能改造前后多种运行状态下的电能数据，计量安全准确，操作方便。 

本发明提供的技术方案如下： 

一种电能节能计量方法，该方法包括以下步骤： 

采集节能改造前的被测系统的电流并与节能改造前预设的电流阀值比较，确定所述节能改造前的被测系统的运行状态； 

采集并储存所述节能改造前的被测系统在不同运行状态下的起止电量、 起止时间，计算出不同运行状态下的用电数据，所述用电数据包括累积电量、累计运行时间和单位时间电量，在接到冻结命令后，冻结所述被测系统不同运行状态下的用电数据； 

采集节能改造后的被测系统的电流并与节能改造后预设的电流阀值比较，确定所述节能改造后的被测系统的运行状态； 

采集并储存所述节能改造后的被测系统在所述运行状态下的起止电量、起止时间，计算出节能改造后的被测系统在不同运行状态下的用电数据，所述用电数据包括累积电量、累计运行时间和单位时间电量； 

根据所述节能改造前的被测系统不同运行状态下的用电数据与所述节能改造后的被测系统不同运行状态下的用电数据计算所述被测系统不同运行状态下的节电数据。 

一种电能节能计量装置，所述电能节能计量装置包括： 

采集计量单元，用于采集和计算节能改造前被测系统的电流、电量，以及节能改造后被测系统的电流、电量； 

储存单元，用于储存节能改造前和节能改造后被测系统不同运行状态的电流阀值、用电数据、节电数据； 

计时单元，用于记录被测系统在不同运行状态下的运行起止时间、累计运行时间； 

数据处理单元，用于根据所述采集计量单元采集的节能改造前被测系统的电流与所述储存单元储存的节能改造前被测系统的电流阀值确定节能改造前被测系统的运行状态，以及根据所述采集计量单元采集的节能改造后被测系统的电流与所述储存单元储存的节能改造后被测系统的电流阀值确定节能改造后被测系统的运行状态，还用于根据节能改造前被测系统不同运行状态下的起止电量和起止时间计算节能改造前被测系统不同运行状态的用电数据，以及根据节能改造后被测系统不同运行状态下的起止电量和起止时间计算节能改造后被测系统不同运行状态的用电数据，所述用电数据包括累积电量、累计运行时间和单位时间电量； 

冻结控制单元，用于冻结所述节能改造前的被测系统不同运行状态的用电数据； 

所述数据处理单元还用于根据所述冻结控制单元冻结的节能改造前被测系统不同运行状态的用电数据，以及节能改造后被测系统不同运行状态的用电数据计算被测系统节能改造后不同运行状态的节电数据； 

显示单元，用于显示所述节能改造前和节能改造后被测系统不同运行状态下的起止电量、起止时间、用电数据和节电数据。 

本发明所提供的技术方案，与现有技术相比较，在被测系统节能改造前采集被测系统的电流与预先设定的阀值比较，确定节能改造前被测系统的运行状态，然后记录被测系统在各种运行状态下的起止电量和起止时间，计算出不同运行状态下的用电数据，再将节能改造前被测系统不同运行状态下的用电数据冻结后，并开始节能改造后用电测量，节能改造后被测系统的电能数据测量时，先采集被测系统的电流与重新设定的阀值比较，确定节能改造后被测系统所处的运行状态，然后记录对应的各种运行状态下的起止电量和起止时间，计算出节能改造后被测系统不同运行状态下的用电数据，最后根据节能改造前后被测系统的用电数据计算出被测系统的节电数据。本技术方案先根据被测系统实时电流判断被测系统的运行状态，从而能够得到被测系统节能改造前后不同运行状态下的用电数据，例如停止运行、空载运行或者轻载运行或满载运行不同状态下的用电数据，使被测系统节能改造的节电数据更加精准；其次，改造前被测系统各运行状态下的电能数据经过冻结不会与节能改造后被测系统各运行状态下的电能数据混淆；再次，整个电能节能计量过程中，节电数据能直接输出，避免了人工手动读表、计算所带来的人为的误差。 

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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为实施例一电能节能计量方法流程示意图； 

图2为实施例一电能节能计量装置结构图； 

图3为冻结控制单元电路图。 

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。 

实施例一 

本实施例提供一种电能节能计量方法如图1所示，该方法包括如下步骤: 

S101、采集节能改造前的被测系统的电流并与节能改造前预设的电流阀值比较，确定节能改造前的被测系统运行状态； 

被测系统又称作电机系统，即进行节能改造的电机系统，也是需要被测节能数据的电机系统。具体的，节能改造之前的被测系统运行时，采集被测系统的实时电流，并将采集的实时电流与预先设定的电流阀值比较，确定被测系统运行的状态。需要说明的是，预先设定的阀值是用于区分被测系统所处的运行状态，其中被测系统的运行状态是指被测系统停止运行或者空载运行或者轻载或者满载运行，在负载运行时，也可以根据需要设置阀值区分更详细的状态，如负载低速运转、负载中速运转、负载高速运转等。本步骤中，采用电流来确定节能改造前被测系统的运行状态，使运行状态的确定更加准确。在确定了节能改造前被测系统运行状态之后，执行步骤S102。 

S102、采集并储存节能改造前的被测系统在不同运行状态下的起止电量和运行起止时间；并根据所述起止电量和运行起止时间计算不同运行状态下的用电数据，所述用电数据包括累积电量、累计运行时间和单位时间电量。 

具体的，当确定了节能改造之前被测系统的运行状态之后，即开始读取节能改造前被测系统在步骤S101中确定的运行状态下的电量和运行时刻，在确定所述运行状态结束时，再读取结束时的电量和运行时刻，根据运行状态开始时和结束时的电量和运行时刻计算该运行状态下的累积电量、累计运行 时间和单位时间电量。可选的，将节能改造前不同运行状态下的用电数据储存起来。 

103、节能改造完成后，电机运行之前，将节能改造前所述被测系统不同运行状态下的用电数据冻结。 

可选的，将所述冻结的用电数据存储在模式一(节能改造前模式)中。 

冻结所述用电数据是在冻结命令输入电路(参见图3)和外部按钮的同时作用下完成的，用电数据的冻结有效的避免了被测电机系统节能改造前后电能数据的混淆，使整个电能节能计量结果更加精准。 

S104、采集节能改造后的被测系统的电流并与节能改造后的电流阀值进行比较，确定节能改造后的被测系统的运行状态； 

具体的，当被测系统节能改造完成后，重新设定被测系统不同运行状态下的电流阀值。采集节能改造后的被测系统的实时电流与节能改造后的电流阀值比较，从而确定节能改造后的被测系统对应的各种运行状态，以使得确定的节能改造后的被测系统的运行状态与节能改造前的被测系统的运行状态一致，才能确定出这个运行状态下的节电数据。其中，节能改造后的被测系统的运行状态包括节能改造后的被测系统停止运行、空载运行与轻载运行或满载运行，需要说明的是，节能改造后的运行状态与节能改造前的运行状态相一致，即，节能改造后的运行状态与节能改造前的运行状态相同，如果节能改造前的运行状态为被测系统停止运行、空载运行、轻载运行、满载运行，则节能改造后的运行状态为被测系统停止运行、空载运行、轻载运行、满载运行。 

S105、采集并储存节能改造后的被测系统在不同运行状态下的起止电量和运行起止时间；并根据所述起止电量和运行起止时间计算不同运行状态下的用电数据，所述用电数据包括累积电量、累计运行时间和单位时间电量； 

具体的，当节能改造后的被测系统按照重新设定的电流阀值确定了运行状态之后，采集节能改造后的被测系统在S104中确定的运行状态之下的电量和运行时刻，在确定所述运行状态结束时，再读取结束时的电量和运行时刻，根据运行状态开始时和结束时的电量和运行时刻计算该运行状态下的用电数据，包括累积电量、累计运行时间和单位时间电量，该电能数据为节能改造 后电能数据，然后将节能改造后的电能数据储存。 

可选的，可以进一步采集和存储不同时期的节能改造后的用电数据，例如节能改造后第一个月的用电数据，存储为模式二，包括这个月不同运行状态下的累积电量、累计运行时间和单位时间电量，也可采集节能改造后第二个月的用电数据，存储为模式三，包括这个月不同运行状态下的累积电量、累计运行时间和单位时间电量。 

当完成节能改造后电能数据的储存过后执行步骤S106。 

S106、根据所述冻结的节能改造前的用电数据与节能改造后的用电数据计算不同运行状态下的被测系统的节电数据。 

具体的，当完成节能改造后被测系统在各运行状态下电能数据的储存之后，根据节能改造前电能数据与节能改造后电能数据计算不同运行状态下的被测系统的节电数据。需要说明的是，节电数据的计算需要被测系统节能改造前后的运行状态相对应，即，节能改造前被测系统运行状态为停止运行、空载运行和轻载运行、满载运行状态下的电量与节能改造后被测系统运行状态为停止运行、空载运行和轻载运行、满载运行状态下的电量相对应，然后求取节能改造前后对应状态下的节电数据，包括单位时间节电量、平均节电率和累计节电量等。所述单位时间节电量为节能改造前后的单位时间电量之差，平均节电率为单位时间节电量除以节能改造前的单位时间电量，累计节电量为单位时间节电量乘以节能改造后运行状态下的累计运行时间。 

可选的，通过冻结命令，可将节能改造后不同时期的不同运行状态下的电能数据冻结，依次按顺序存入模式二、模式三中，结合冻结时间可得到节能改造后不同时期的节电数据。 

具体的，当完成节能改造后被测系统在各运行状态下电能数据储存后，其数据是随着系统运行而实时变化的。通过冻结命令，可将节能改后不同时期的不同运行状态下的电能数据冻结，依次按先后顺序存入模式二、模式三中，分别与模式一中对应的运行状态的电能数据进行比较，结合冻结的时间可以得到节能改造后不同时期各种运行状态下的节电数据。 

本实施例中的被测系统指电机系统，当然也可以是其他需要测量节能改造后节电数据的系统。 

本实施例提供的电能节能计量方法与现有技术相比较，由于能够区分被测系统的运行状态，测量不同状态下被测系统的电能数据，被测系统节能改造前后的节电数据更加精确；由于本方法在储存改造前被测系统的电能数据后，将数据及时冻结，避免了改造前后被测系统电能数据的混淆，使节电数据更加准确。 

本实施例还提供了一种电能节能计量装置，如图2所示，该电能节能计量装置包括采集计量单元201、数据处理单元202、储存单元203、冻结控制单元204、显示单元205、计时单元206，可选的，所述电能节能计量装置还包括数据通信单元207。 

其中，采集计量单元201用于采集被测系统节能改造前及节能改造后的电能数据，电能数据包括电流和电量等数据。具体的，采集计量单元201采集被测系统的电流、电压模拟输入信号后，将电流电压模拟输入信号转化为数字信号后，进行数字积分运算和误差补偿，从而计算出电量。 

储存单元203用于储存所述被测系统节能改造前后不同运行状态的电流阀值，所述不同运行状态包括停止运行、空载运行和轻载运行、满载运行。 

计时单元206用于计录节能改造前的被测系统在节能改造前的不同运行状态下的运行起止时间，用于计录节能改造后的被测系统在节能改造后的不同运行状态下的运行起止时间。 

数据处理单元202用于读取采集计量单元201采集节能改造前的被测系统的电流并与所述储存单元203储存的节能改造前后的电流阀值比较，确定节能改造前的被测系统的运行状态，并读取采集计量单元201采集的节能改造前后的被测系统不同运行状态下的起止电量，读取计时单元206记录的节能改造前后的被测系统不同运行状态下的起止时间，根据不同运行状态下的起止电量和起止时间计算被测系统节能改造前和节能改造后不同运行状态下的用电数据，所述用电数据包括累积电量、累计运行时间和单位时间电量。数据处理单元202还用于根据节能改造前被测系统在不同运行状态下的用电数据和节能改造后被测系统在不同运行状态下的用电数据计算被测系统在不同运行状态下的节电数据，所述节电数据包括单位时间节电量、平均节电率和累计节电量等。 

储存单元203用于储存节能改造前的被测系统在节能改造前和节能改造后的不同运行状态下的起止电量和运行起止时间，以及所述数据处理单元计算的节能改造前后被测系统不同运行状态下的用电数据。 

冻结控制单元204用于冻结被测系统节能改造前和节能改造后的用电数据，即，在被测系统节能改造后，电机重新运行前，冻结控制单元204将节能改造前被测系统在各运行状态下的起止电量、运行起止时间以及用电数据冻结，可选的，将所述节能改造前被测系统在各运行状态下的起止电量、运行起止时间以及用电数据冻结记录为模式一，节能改造后，所述冻结控制单元204将节能改造后被测系统在各运行状态下的起止电量、运行起止时间以及用电数据冻结，可选的，节能改造后不同时间段的被测系统在不同时间段的各运行状态下的起止电量、运行起止时间以及用电数据可以冻结记录为模式二、模式三。冻结控制单元204冻结被测系统节能改造前和节能改造后不同时期的电能数据能够有效避免节能改造前后被测系统的用电数据的混淆，使测得的节能改造的节电数据更加准确，也能使节能改造不同时期的节电数据更加明了、准确。 

优选的，冻结控制单元204包括冻结命令输入电路和编程控制按键，冻结命令输入电路图，如图3所示，当冻结控制单元204作用时，需要冻结命令输入电路与编程控制按键同时工作。 

优选的，所述电能节能计量装置还包括显示单元205，显示单元205用于显示被测系统在节能改造前各运行状态下的用电数据，还用于显示被测系统在节能改造后各运行状态下的用电数据，以及被测系统节能改造后的不同运行状态下的节电数据。 

优选的，所述电能节能计量装置还包括数据通信单元207，所述数据通信单元207用于远程传输所述被测系统节能改造前不同运行状态下的起止电量、起止时间、用电数据，以及所述被测系统节能改造后不同运行状态下的起止电量、起止时间、用电数据和被测系统节能改造后不同运行状态的节电数据。 

本电能节能计量装置的工作过程如下： 

在节能改造前，采集计量单元201采集被测系统的电流，数据处理单元202根据采集计量单元201采集的被测系统的电流与储存单元203储存的节能 改造前的电流阀值比较，确定节能改造前的被测系统的运行状态，采集计量单元201采集所述被测系统的运行状态的起止的电量，计时单元206记录所述被测系统的运行状态的起止的时间，数据处理单元202根据采集计量单元201采集的运行状态的起止的电量以及计时单元206记录的运行状态的起止的时间计算被测系统不同运行状态的用电数据，包括累积电量、累计运行时间和单位时间电量，储存单元203将节能改造前不同运行状态的起止电量和起止时间以及用电数据进行储存，在被测系统节能改造后，电机重新运行前，冻结控制单元204冻结所述节能改造前被测系统不同运行状态下的起止电量和起止时间以及用电数据，可选的，冻结控制单元204将所述节能改造前被测系统不同运行状态下的起止电量和起止时间以及用电数据记录为模式一。 

节能改造后，采集计量单元201采集被测系统的电流，数据处理单元202根据采集计量单元201采集的被测系统的电流与储存单元203储存的节能改造后的电流阀值比较，确定节能改造后的被测系统的运行状态，采集计量单元201采集所述被测系统的运行状态的起止的电量，计时单元206记录所述被测系统的运行状态的起止的时间，数据处理单元202根据采集计量单元201采集的运行状态的起止的电量以及计时单元206记录的运行状态的起止的时间计算被测系统不同运行状态的用电数据，包括累积电量、累计运行时间和单位时间电量，储存单元203将节能改造后不同运行状态的起止电量和起止时间以及用电数据进行储存，冻结控制单元204冻结所述节能改造后被测系统不同运行状态下的起止电量和起止时间以及用电数据，可选的，冻结控制单元204将所述节能改造后被测系统不同时期的不同运行状态下的起止电量和起止时间以及用电数据根据时间记录为模式二、模式三，则可以更加精确地计算出不同时期的节电数据。数据通信单元207可以将以上所有数据进行实时远程传输，具体的包括所述被测系统节能改造前不同运行状态下的起止电量、起止时间、用电数据，以及所述被测系统节能改造后不同运行状态下的起止电量、起止时间、用电数据和被测系统节能改造后不同运行状态的节电数据，以便远程获取该被测系统的节能改造数据。 

数据处理单元202根据冻结控制单元冻结的节能改造前的用电数据和节能改造后不同时期的用电数据计算所述被测单元不同运行状态下的节电数 据。 

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (10)

1.一种电能节能计量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

采集节能改造前的被测系统的电流并与节能改造前预设的电流阀值比较，确定所述节能改造前的被测系统的运行状态；

采集并储存所述节能改造前的被测系统在不同运行状态下的起止电量、起止时间，计算出不同运行状态下的用电数据，所述用电数据包括累积电量、累计运行时间和单位时间电量，在接到冻结命令后，冻结所述被测系统不同运行状态下的用电数据；

采集节能改造后的被测系统的电流并与节能改造后预设的电流阀值比较，确定所述节能改造后的被测系统的运行状态；

采集并储存所述节能改造后的被测系统在所述运行状态下的起止电量、起止时间，计算出节能改造后的被测系统在不同运行状态下的用电数据，所述用电数据包括累积电量、累计运行时间和单位时间电量；

根据所述节能改造前的被测系统不同运行状态下的用电数据与所述节能改造后的被测系统不同运行状态下的用电数据计算所述被测系统不同运行状态下的节电数据。

2.根据权利要求1所述的电能节能计量方法，其特征在于，所述根据所述节能改造前的被测系统不同运行状态下的用电数据与节能改造后的被测系统不同运行状态下的用电数据计算所述被测系统不同运行状态下的节电数据具体为：

所述节电数据包括以下任意一种：单位时间节电量、平均节电率、累计节电量；

所述被测系统不同运行状态下的单位时间节电量为节能改造前单位时间电量与节能改造后单位时间电量之差；

所述被测系统不同运行状态下的平均节电率为所述单位时间节电量除以节能改造前的单位时间电量；

所述被测系统不同运行状态下的累计节电量为所述单位时间节电量乘以节能改造后不同运行状态下的累计运行时间。

3.根据权利要求1所述的电能节能计量方法，其特征在于，所述电能节能计量方法在计算出节能改造后的被测系统在不同运行状态下的用电数据之后进一步包括，储存所述节能改造后的被测系统在不同运行状态下的用电数据。

4.根据权利要求1所述的电能节能计量方法，其特征在于，所述电能节能计量方法进一步包括：

采集和存储所述节能改造后的被测系统在不同时期不同运行状态下的用电数据，将不同时期的用电数据冻结；

根据所述节能改造前的被测系统不同运行状态下的用电数据与所述节能改造后的被测系统不同时期不同运行状态下的用电数据计算所述被测系统节能改造后不同时期的节电数据。

5.根据权利要求1至4任一所述的电能节能计量方法，其特征在于，

所述运行状态包括停止运行或空载运行或轻载运行或满载运行。

6.一种电能节能计量装置，其特征在于，所述电能节能计量装置包括：

采集计量单元，用于采集和计算节能改造前被测系统的电流、电量，以及节能改造后被测系统的电流、电量；

储存单元，用于储存节能改造前和节能改造后被测系统不同运行状态的电流阀值、用电数据、节电数据；

计时单元，用于记录被测系统在不同运行状态下的运行起止时间、累计运行时间；

数据处理单元，用于根据所述采集计量单元采集的节能改造前被测系统的电流与所述储存单元储存的节能改造前被测系统的电流阀值确定节能改造前被测系统的运行状态，以及根据所述采集计量单元采集的节能改造后被测系统的电流与所述储存单元储存的节能改造后被测系统的电流阀值确定节能改造后被测系统的运行状态，还用于根据节能改造前被测系统不同运行状态下的起止电量和起止时间计算节能改造前被测系统不同运行状态的用电数据，以及根据节能改造后被测系统不同运行状态下的起止电量和起止时间计算节能改造后被测系统不同运行状态的用电数据，所述用电数据包括累积电量、累计运行时间和单位时间电量；

冻结控制单元，用于冻结所述节能改造前的被测系统不同运行状态的用电数据；

所述数据处理单元还用于根据所述冻结控制单元冻结的节能改造前被测系统不同运行状态的用电数据，以及节能改造后被测系统不同运行状态的用电数据计算被测系统节能改造后不同运行状态的节电数据；

显示单元，用于显示所述节能改造前和节能改造后被测系统不同运行状态下的起止电量、起止时间、用电数据和节电数据。

7.根据权利要求6所述的电能节能计量装置，其特征在于，所述储存单元还用于储存所述节能改造前被测系统不同运行状态的起止电量和起止时间以及用电数据，还用于储存所述节能改造后被测系统不同运行状态的起止电量和起止时间以及用电数据。

8.根据权利要求6所述的电能节能计量装置，其特征在于，所述冻结控制单元还用于冻结所述节能改造后被测系统不同时期不同运行状态的用电数据；

所述数据处理单元还用于根据所述冻结控制单元冻结的节能改造前被测系统不同运行状态的用电数据，以及所述节能改造后被测系统不同时期不同运行状态的用电数据计算被测系统节能改造后不同时期不同运行状态的节电数据。

9.根据权利要求6所述的电能节能计量装置，其特征在于，所述电能节能计量装置还包括数据通信单元，

用于远程传输所述被测系统节能改造前不同运行状态下的起止电量、起止时间、用电数据，以及所述被测系统节能改造后不同运行状态下的起止电量、起止时间、用电数据和被测系统节能改造后不同运行状态的节电数据。

10.根据权利要求6至9任一所述的电能节能计量装置，其特征在于，所述运行状态包括停止运行或空载运行或轻载运行或满载运行。