CN105160864A - 一种智能电能表运行数据监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能电能表运行数据监测系统及方法，通过获取电信息采集系统和营销业务系统的数据以及智能电能表的运行数据，实现智能电能表的远程监测，包括：检测平台：通过内部网络与电信息采集系统和营销业务系统连接，同时远程获取智能电能表的运行数据，并且进行分析和评价；智能电能表采集装置：用以现场采集分布在不同位置的智能电能表的运行数据，并将该数据传送给检测平台；通信网络：包括GPRS网络、以太网和路由器，远端智能电能表采集装置通过通信网络与检测平台进行通信。与现有技术相比，本发明具有远程实时抽查设置和数据采集等优点。

Description

一种智能电能表运行数据监测系统及方法

技术领域

本发明涉及电力监测领域，尤其是涉及一种智能电能表运行数据监测系统及方法。

背景技术

国家电网公司自启动用电信息采集系统建设以来，截止2013年底已累计完成智能电能表安装1.33亿只。按照智能电网建设的总体要求，为实现对大量现场运行的电能表及相关设备进行监督和管理，建立一套针对智能电表运行数据的采集和分析监督管理系统，就显得十分迫切。

当智能电表发生故障时，目前没有专门的系统与工具及时发现故障点，需要靠运维人员依靠个人的经验分析推测。对原有系统智能电表运行参数和数据不能得到充分的应用，不能及时发现智能电表的参数变化、数据异常、时钟等故障或人为窃电行为，势必给电力公司带来经济损失。因此开展对智能电表运行数据的分析及监督，及时发现智能电表的运行故障具有极大的意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种远程实时抽查设置和数据采集的智能电能表运行数据监测系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种智能电能表运行数据监测系统，通过获取电信息采集系统和营销业务系统的数据以及智能电能表的运行数据，实现智能电能表的远程监测，包括：

检测平台：通过内部网络与电信息采集系统和营销业务系统连接，同时远程获取智能电能表的运行数据，并且进行分析和评价；

智能电能表采集装置：用以现场采集分布在不同位置的智能电能表的运行数据，并将该数据传送给检测平台；

通信网络：包括GPRS网络、以太网和路由器，远端智能电能表采集装置通过通信网络与检测平台进行通信。

所述的检测平台包括分别与内部网络通信的平台工作站、分析处理服务器、数据库服务器和密钥管理服务器。

所述的智能电能表采集装置包括近端采集单元和远端采集单元，所述的近端采集单元通过GPRS网络与内部网络通信，所述的远端采集单元通过以太网与内部网络通信。

所述的近端采集单元为手持终端，所述的手持终端通过红外通讯获取智能电能表的运行数据，并且与GPRS网络连接。

所述的远端采集单元包括手持终端和现场工作站，所述的手持终端通过红外通讯获取智能电能表的运行数据，并且通过蓝牙与现场工作站通讯，所述的现场工作站与以太网连接。

所述的电信息采集系统和营销业务系统与检测平台的内部网络连接处设有系统接口和防火墙。

一种智能电能表运行数据监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)数据库服务器通过内部网络和系统接口获取电信息采集系统和营销业务系统的数据，包括监测任务数据和智能电能表设置数据；

2)密钥管理服务器生成公钥和私钥，并设置权限；

3)手持终端通过通信网络获取监测任务数据，并且通过红外通讯获取待测智能电能表的运行数据，并上传给数据库服务器；

4)分析处理服务器提取数据库服务器的运行数据，并与预设的运行数据进行对比，判断是否出现运行故障，若是，则进行步骤5)，若否，则记录待测智能电能表的运行数据，进行下一个智能电能表的监测；

5)手持终端根据公钥和私钥的信息核对相应的待测智能电能表，并下载正确的设置数据，并且将该设置数据发送给故障的智能电能表，同时平台工作站记录该故障信息，返回步骤3)。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、基于电力用户用电信息采集系统和营销业务系统的数据和智能电表运行数据，实现远程实时抽查设置参数和运行数据。

2、基于异常分析模型，分析判断电能表异常技术。通过设定的规则统计异常事件中的计量异常和用电异常，结合终端与电能表事件综合分析和判断智能电表计量异常的方法。

3、基于远程通信技术，实现公钥或私钥和任务工单的下发，完成对智能电能表所有参数、数据的采集和设置功能。

附图说明

图1为本发明的系统物理架构示意图。

其中，11、平台工作站，12、分析处理服务器，13、数据库服务器，14、密钥管理服务器，21、手持终端，22、现场工作站，31、GPRS网络，32、以太网，4、用电信息采集系统，5、营销业务系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例：

如图1所示，本系统由与用电信息采集系统4和营销业务系统5连接的网络物理隔离装置、路由器、平台工作站11、分析处理服务器12、数据库服务器13、密钥管理服务器14、手持终端21、现场工作站22和相关网络和输出设备组成。系统单独组网，与公用网络通过防火墙(隔离装置)连接，保证检测平台的安全。

本系统的逻辑构架为：

1、本发明是以用电信息采集系统4和营销业务系统5等相关系统提供的数据为基础，通过异常现象和各类数据信息统计分析，为判断智能电表运行状态的监督提供技术支撑。

2、智能电能表运行数据分析及监督系统由业务应用、支撑平台、计量异常分析、用电异常分析、异常白名单管理和密钥管理，各部分功能如下：

支撑平台子系统是软件系统的核心，其中异常分析数学模型和密钥管理是其主要构成。此子系统对智能电表的异常分析，发现可能存在异常的智能电表，并生成智能电表异常表。密钥管理模块实现密钥的请求、接受和下发管理。

按供电单位、异常等级、流程状态、用户类型、用户编号、终端地址和日期等条件，查询统计时间段内正发生智能电表各类异常名称和数量，选择异常名称展示对应的事件明细，并根据所选择具体异常事件，系统显示所选择异常的故障分析说明，关联的用电信息、电能表事件、终端事件、档案信息、异常历史和此用户其它的异常信息。对查询、统计的结果信息，系统应具备导出、打印功能。

计量异常信息显示包括异常第一次发生时间，最近一次发生时间，第一次恢复时间，最近一次恢复时间、异常发生次数、异常恢复次数、计量装置类型、分析数据来源等内容，供用业务人员分析和判断异常现象。

计量异常分析包括：电压断缺相、电量差动异常、电流失流、电表总示数与各费率之和不等、电能表飞走和突变、反向有功示值大于0、电能表倒走、电能表示值停走、电能表时钟不对、电能表开盖、计量门开闭、相序异常、电能表费率设置异常等。系统支持对异常信息加入到待办事项中进行异常处理，同时支持将具有代表性的异常加入到典型案例中，供其他业务人员进行学习和培训使用。

按供电单位、异常等级、流程状态、用户类型、用户编号、终端地址和日期等条件，查询统计时间段内正发生计量装置各类异常名称和数量，选择异常名称展示对应的事件明细，并根据所选择具体异常事件，系统显示所选择异常的故障分析说明，关联的用电信息、电能表事件、终端事件、档案信息、异常历史和此用户其它的异常信息。对查询、统计的结果信息，系统应具备导出、打印功能。

用电异常信息显示包括异常第一次发生时间，最近一次发生时间，第一次恢复时间，最近一次恢复时间、异常发生次数、异常恢复次数、用户运行容量、分析数据来源等内容，供用业务人员分析和判断异常现象。

用电异常分析包括：电压越限和异常、电流不平衡超阈值、电流过流和异常、表需量超变压器容量、负荷超变压器容量、功率因数异常、电压不平衡超阈值、负荷持续超下限、功率差动异常、潮流反向、高供高计B相异常、用户停电等。系统支持对异常信息加入到待办事项中进行异常处理，同时支持将具有代表性的异常加入到典型案例中，供其他业务人员进行学习和培训使用。

按供电单位、异常类别、用户编号、终端地址和电能表资产号等条件，查询时间段内设置计量装置各类异常信息，支持对白名单的有效状态、有效时间段进行设置。对查询、统计的结果信息，系统具备导出、打印功能。

密钥管理模块实现对手持终端对智能电表参数和数据读取和设置权限的管理。密钥分公钥和私钥，公钥可以对公钥智能电表进行参数和数据的读取和设置；私钥可以对已经下载私钥的智能电表进行参数和数据读起和设置。

任务产生后，系统短信或邮件通知对应的运维人员，其中短信可以直接发到运维人员的手机和手持终端上，运维人员通过操作手持终端领取抽查任务工单，并依据工单和现场扫描电表编号，进行比对表号无误后，将自动下载密钥(私钥)取得操作权限。然后进行参数和数据读取，并上传系统，系统对上传数据进行自动审查，并回复处理方案。如设置参数有差异，手持终端将依据处理结果生成正确的设置参数，运维人员通过操作手持终端重新对电表进行设参。还可以依据收到的处理结果进行其他操作，如保电、合闸、拉闸等操作。

系统在上海电力公司投运后，取得很好的效果，发现和解决了很多问题，得到各单位人员的认可：

1、提高智能电表和用电异常判断准确性。

系统不仅实现对智能电表运行状态的监督，还实现对计量回路异常、用户窃电和电能质量异常进行较为准确的分析和判断。通过对各类异常分析，发现了电能表故障、现场接线问题、二次回路保险熔断和异常用电，通过及时排查问题和现场消缺，在挽回了大量的经济损失的同时，震慑了“电耗子”的嚣张气焰。

2、计量在线监测持续提升系统运行和服务质量。

智能电表异常任何一个环节的隐患都可能被放大为服务事故。系统通过对采集数据进行深入分析，及时发现数据异常并提示业务人员进行纠正，同时计量在线监测通过GIS和短信自动提醒，建立异常快速响应机制，保障电表在投运期间安全稳定运行。提高服务质量，降低舆情风险。基层单位对该项功能已从“要我用”转变为“我要用”，充分发挥该项功能的作用。

系统不仅实现对智能电表异常和用电异常进行判断，还能指导用检人员准确处理智能电表的异常和故障。

Claims (7)

1.一种智能电能表运行数据监测系统，通过获取电信息采集系统和营销业务系统的数据以及智能电能表的运行数据，实现智能电能表的远程监测，其特征在于，包括：

检测平台：通过内部网络与电信息采集系统和营销业务系统连接，同时远程获取智能电能表的运行数据，并且进行分析和评价；

智能电能表采集装置：用以现场采集分布在不同位置的智能电能表的运行数据，并将该数据传送给检测平台；

通信网络：包括GPRS网络(31)、以太网(32)和路由器，远端智能电能表采集装置通过通信网络与检测平台进行通信。

2.根据权利要求1所述的一种智能电能表运行数据监测系统，其特征在于，所述的检测平台包括分别与内部网络通信的平台工作站(11)、分析处理服务器(12)、数据库服务器(13)和密钥管理服务器(14)。

3.根据权利要求2所述的一种智能电能表运行数据监测系统，其特征在于，所述的智能电能表采集装置包括近端采集单元和远端采集单元，所述的近端采集单元通过GPRS网络(31)与内部网络通信，所述的远端采集单元通过以太网(32)与内部网络通信。

4.根据权利要求3所述的一种智能电能表运行数据监测系统，其特征在于，所述的近端采集单元为手持终端(21)，所述的手持终端(21)通过红外通讯获取智能电能表的运行数据，并且与GPRS网络(31)连接。

5.根据权利要求3所述的一种智能电能表运行数据监测系统，其特征在于，所述的远端采集单元包括手持终端(21)和现场工作站(22)，所述的手持终端(21)通过红外通讯获取智能电能表的运行数据，并且通过蓝牙与现场工作站(22)通讯，所述的现场工作站(22)与以太网(32)连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能电能表运行数据监测系统，其特征在于，所述的电信息采集系统和营销业务系统与检测平台的内部网络连接处设有系统接口和防火墙。

7.一种应用如权利要求1-6任一项所述的智能电能表运行数据监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)数据库服务器通过内部网络和系统接口获取电信息采集系统和营销业务系统的数据，包括监测任务数据和智能电能表设置数据；

2)密钥管理服务器生成所有待测智能电能表的公钥和私钥，并设置权限；

3)手持终端通过通信网络获取监测任务数据，并且通过红外通讯获取待测智能电能表的运行数据，并上传给数据库服务器；

4)分析处理服务器提取数据库服务器的运行数据，并与预设的运行数据进行对比，判断是否出现运行故障，若是，则进行步骤5)，若否，则记录待测智能电能表的运行数据，进行下一个智能电能表的监测；

5)手持终端根据相应的公钥和私钥信息核对待测智能电能表，并下载正确的设置数据，并且将该设置数据发送给故障的智能电能表，同时平台工作站记录该故障信息，返回步骤3)。