CN106018931B - 电压合格率监测方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电压合格率监测方法和系统，其中方法包括：根据监测终端的属性信息对监测终端进行分类，得到具备电压合格率计算功能的第一类别、不具备电压合格率计算功能但具有电压越限时间统计功能的第二类别和不具备电压合格情况监测功能的第三类别；若所述第一类别，将所述监测终端计算出的电压合格率设为所述监测点的电压合格率；若属于所述第二类别，将所述监测终端监测到的电压监测总时间和电压越限时间发送到主站，并在主站处根据所述电压监测总时间与电压越限时间计算所述监测点的电压合格率；若属于所述第三类别，通过主站采集所述监测点的电压有效值，并根据所述电压有效值和预设的电压阈值估算所述监测点的电压合格率。

Description

电压合格率监测方法和系统
技术领域
本发明涉及配用电技术领域，特别是涉及一种电压合格率监测方法和系统。
背景技术
电压质量的好坏对于电力设备能否正常运作起到决定性的作用，电压合格率是衡量电压质量的重要指标。测量到的电压值超出监测点电压上下限值即判定该时间内电压不合格，电压合格率即为实际运行电压在允许电压偏差范围内累计运行时间与对应的总运行统计时间之间的百分值。无论是过高还是过低都不利于电机的运作，增加电能耗损，影响用户的用电质量，提高了用电成本，所以，监测电压合格率有利于减少工业废品、提高电气设备的效率、根本上提高电压的合格率。
现有的监测电压合格率的方式一般是在监测终端安装电压监测仪等专用计量终端来监测电压合格率。现有的监测方式存在以下不足：(1)现有的计量终端因类型不同、批次不同、规约不同，对电压合格率监测功能支持情况不一；(2)电压监测仪大多安装在A类监测点和B类监测点，在C类监测点中的覆盖率不足10％，在D类监测点的覆盖率不足1％，仅依靠现有的电压监测仪难以全面地监测各个监测点的电压合格率；(3)在各个监测点中都安装计量终端不仅会极大地提高硬件成本，而且由于C类、D类监测点数量大，安装工程较大，消耗人力成本较多。
综上所述，现有的对电压合格率的监测方式监测效果较差。
发明内容
基于此，有必要针对监测效果较差的问题，提供一种电压合格率监测方法和系统。
一种电压合格率监测方法，包括以下步骤：
根据安装在监测点的监测终端的属性信息对各个监测终端进行分类，得到具备电压合格率计算功能的第一类别、不具备电压合格率计算功能但具有电压越限时间统计功能的第二类别和不具备电压合格情况监测功能的第三类别；
若所述监测终端属于所述第一类别，将所述监测终端计算出的电压合格率设为所述监测点的电压合格率；
若所述监测终端属于所述第二类别，将所述监测终端监测到的电压监测总时间和电压越限时间发送到主站，并在主站处根据所述电压监测总时间与电压越限时间计算所述监测点的电压合格率；
若所述监测终端属于所述第三类别，通过主站采集所述监测点的电压有效值，并根据所述电压有效值和预设的电压阈值估算所述监测点的电压合格率。
一种电压合格率监测系统，包括：
分类模块，用于根据安装在监测点的监测终端的属性信息对各个监测终端进行分类，得到具备电压合格率计算功能的第一类别、不具备电压合格率计算功能但具有电压越限时间统计功能的第二类别和不具备电压合格情况监测功能的第三类别；
第一计算模块，用于若所述监测终端属于所述第一类别，将所述监测终端计算出的电压合格率设为所述监测点的电压合格率；
第二计算模块，用于若所述监测终端属于所述第二类别，将所述监测终端监测到的电压监测总时间和电压越限时间发送到主站，并在主站处根据所述电压监测总时间与电压越限时间计算所述监测点的电压合格率；
第三计算模块，用于若所述监测终端属于所述第三类别，通过主站采集所述监测点的电压有效值，并根据所述电压有效值和预设的电压阈值估算所述监测点的电压合格率。
上述电压合格率监测方法和系统，根据监测终端的功能对监测终端进行分类，若属于第一类，直接由监测终端计算电压合格率；若属于第二类，由主站获取监测终端监测的电压监测时间和电压越限时间，并由此精算电压合格率；若属于第三类，由主站采集有效电压值，并由此估算电压合格率，从而无需在每个监测点安装专用电压监测仪，同时解决了不同型号的监测终端对电压合格率监测功能支持情况不一的问题，监测效果好，成本低，操作简单，复杂度低。
附图说明
图1为本发明的电压合格率监测方法流程图；
图2为本发明的电压合格率监测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的电压合格率监测方法和系统的实施例进行说明。
根据DL/T500电压监测仪技术规范的要求，计算电压合格率时需对被监测电压采用有效值采样，其采样周期每秒至少1次，并作为预处理值贮存。1分钟作为一个统计单元，取1分钟内电压预处理值的平均值，作为被监测点电压测量值。测量值超出该监测点电压上下限值即判定该时间内电压不合格，电压合格率即为实际运行电压在允许电压偏差范围内累计运行时间与对应的总运行统计时间之间的百分值。
式中，η为电压合格率，T1为电压越限总时间，T为电压监测总时间。其中，电压监测总时间为具备终端电压监测的总运行统计时间；电压越限总时间为电压值超过预设的电压阈值上限或电压阈值下限的总时间，可通过电压监测总时间与电压合格时间的差值求得，三相供电情况下，有任一相不合格即整体不合格(只能采集A/B/C单相电压质量统计数据的，可统一取A相电压合格累计时间或越限时间计算电压合格率。)；电压监测统计的时间单位可为分钟；电压合格率计算周期可包括：日、月等。
电力系统中常用来监测电压合格率的设备是电压监测仪。其中，监测点的分类和覆盖范围如下表所示：
本发明的目的在于提供一种利用普遍安装于各计量点的装置或者表计来辅助监测用户电压合格率的方法，以有效弥补现有电压质量监测仪在C类、D类监测点安装数量少，覆盖面有限，设备购置成本较高的不足。
图1为本发明的电压合格率监测方法流程图。如图1所示，所述电压合格率监测方法可包括以下步骤：
S1，根据安装在监测点的监测终端的属性信息对各个监测终端进行分类，得到具备电压合格率计算功能的第一类别、不具备电压合格率计算功能但具有电压越限时间统计功能的第二类别和不具备电压合格情况监测功能的第三类别；
在本步骤中，主站可以预先存储监测终端的属性信息列表，并根据列表中的属性信息对监测终端进行分类。可将具有电压合格率计算功能的监测终端设为第一类别，将不直接计算电压合格率但可统计电压越限时间的监测终端设为第二类别，将不具备电压合格情况监测功能的监测终端设为第三类别。在获取电压合格率时，可将安装于监测点的监测终端的属性信息与该列表中的属性信息进行比对，并得出相应的类别。
其中，所述属性信息可包括所述监测终端的功能技术规范、生产批次号、软件版本号或通信规约。
S2，若所述监测终端属于所述第一类别，将所述监测终端计算出的电压合格率设为所述监测点的电压合格率；
在本步骤中，监测终端可以是电网用来监测专变的负荷管理终端(简称负控终端)或者监测公变的配变监测终端(简称配变终端)，也可以是专用计量终端。负控终端和配变终端在C类和D类监测点的覆盖率达到100％，可以有效解决专用计量终端在C类和D类监测点覆盖率不足的问题。若所述监测终端属于所述第一类别，即监测终端本身具有计算电压合格率的功能，则可直接由监测终端采集相关数据并进行计算，得到的电压合格率即可作为该监测点的电压合格率。
S3，若所述监测终端属于所述第二类别，将所述监测终端监测到的电压监测总时间和电压越限时间发送到主站，并在主站处根据所述电压监测总时间与电压越限时间计算所述监测点的电压合格率；
在本步骤中，若所述监测终端属于所述第二类别，即监测终端具有电压合格情况监测功能，但不具有电压合格率计算功能，则可将所述监测终端监测到的电压监测总时间和电压越限时间发送到主站，由主站辅助精算电压合格率。可根据如下方式计算电压合格率：
式中，η为所述电压合格率，T1为电压越限时间，T为电压监测总时间。
主站辅助精算的方式能够获得较高的精确度。
S4，若所述监测终端属于所述第三类别，通过主站采集所述监测点的电压有效值，并根据所述电压有效值和预设的电压阈值估算所述监测点的电压合格率。
在本步骤中，若所述监测终端属于所述第三类别，即监测终端不具备电压监测功能，则可由主站采集所述监测点的电压有效值，并由主站辅助估算电压合格率。具体地，可以在主站处每隔预设的时间间隔(例如，15分钟)采集所述监测点的电压有效值，将所述电压有效值设为所述监测点在所述时间间隔内的电压平均值；可记录采集电压有效值的总次数以及所述电压平均值处于所述电压阈值范围内的次数，并根据所述次数与总次数估算所述监测点的电压合格率。可根据如下方式计算电压合格率：
式中，η为所述电压合格率，N0为所述电压平均值处于所述电压阈值范围内的次数，N为采集电压有效值的总次数。
主站辅助估算的精确度略低于主站辅助精算的方式，但能够在监测终端不具备电压监测功能的情况下快速方便地获取监测点的电压合格率。
本发明充分考虑了C类、D类监测点数量大，但现有电压质量监测仪覆盖率较低；现有计量终端因类型不同、批次不同、规约不同对电压合格率监测功能支持情况不一的现状。通过设计三种不同的监测方式，提出了一种中低压客户电压合格率辅助监测方法。该方法充分利用了在C类、D类监测点安装数量多、覆盖率高的计量终端，同时，该方法对现有用电信息采集系统或计量自动化系统改造较少、投资少，是一种方便实用的中低压客户电压质量辅助估算方法。
三种监测方式分别如下表所示：
图2为本发明的电压合格率监测系统的结构示意图。如图2所示，所述电压合格率监测系统可包括：
分类模块10，用于根据安装在监测点的监测终端的属性信息对各个监测终端进行分类，得到具备电压合格率计算功能的第一类别、不具备电压合格率计算功能但具有电压越限时间统计功能的第二类别和不具备电压合格情况监测功能的第三类别；
主站可以预先存储监测终端的属性信息列表，并根据列表中的属性信息对监测终端进行分类。可将具有电压合格率计算功能的监测终端设为第一类别，将不直接计算电压合格率但可统计电压越限时间的监测终端设为第二类别，将不具备电压合格情况监测功能的监测终端设为第三类别。在获取电压合格率时，可将安装于监测点的监测终端的属性信息与该列表中的属性信息进行比对，并得出相应的类别。
其中，所述属性信息可包括所述监测终端的功能技术规范、生产批次号、软件版本号或通信规约。
第一计算模块20，用于若所述监测终端属于所述第一类别，将所述监测终端计算出的电压合格率设为所述监测点的电压合格率；
监测终端可以是电网用来监测专变的负荷管理终端(简称负控终端)或者监测公变的配变监测终端(简称配变终端)，也可以是专用计量终端。负控终端和配变终端在C类和D类监测点的覆盖率达到100％，可以有效解决专用计量终端在C类和D类监测点覆盖率不足的问题。若所述监测终端属于所述第一类别，即监测终端本身具有计算电压合格率的功能，则可直接由监测终端采集相关数据并进行计算，得到的电压合格率即可作为该监测点的电压合格率。
第二计算模块30，用于若所述监测终端属于所述第二类别，将所述监测终端监测到的电压监测总时间和电压越限时间发送到主站，并在主站处根据所述电压监测总时间与电压越限时间计算所述监测点的电压合格率；
若所述监测终端属于所述第二类别，即监测终端具有电压越限时间监测功能，但不具有电压合格率计算功能，则可将所述监测终端监测到的电压监测时间和电压越限时间发送到主站，由主站辅助精算电压合格率。可根据如下方式计算电压合格率：
式中，η为所述电压合格率，T1为电压越限时间，T为电压监测总时间。
主站辅助精算的方式能够获得较高的精确度。
第三计算模块40，用于若所述监测终端属于所述第三类别，通过主站采集所述监测点的电压有效值，并根据所述电压有效值和预设的电压阈值估算所述监测点的电压合格率。
若所述监测终端属于所述第三类别，即监测终端不具备电压合格情况监测功能，则可由主站采集所述监测点的电压有效值，并由主站辅助估算电压合格率。具体地，可以在主站处每隔预设的时间间隔(例如，15分钟)采集所述监测点的电压有效值，将所述电压有效值设为所述监测点在所述时间间隔内的电压平均值；可记录采集电压有效值的总次数以及所述电压平均值处于所述电压阈值范围内的次数，并根据所述次数与总次数估算所述监测点的电压合格率。可根据如下方式计算电压合格率：
式中，η为所述电压合格率，N0为所述电压平均值处于所述电压阈值范围内的次数，N为采集电压有效值的总次数。
主站辅助估算的精确度略低于主站辅助精算的方式，但能够在监测终端不具备电压监测功能的情况下快速方便地获取监测点的电压合格率。
本发明充分考虑了C类、D类监测点数量大，但现有电压质量监测仪覆盖率较低；现有计量终端因类型不同、批次不同、规约不同对电压合格率监测功能支持情况不一的现状。通过设计三种不同的监测方式，提出了一种中低压客户电压合格率辅助监测方法。该方法充分利用了在C类、D类监测点安装数量多、覆盖率高的计量终端，同时，该方法对现有用电信息采集系统或计量自动化系统改造较少、投资少，是一种方便实用的中低压客户电压质量辅助估算方法。
三种监测方式分别如下表所示：
本发明的电压合格率监测系统与本发明的电压合格率监测方法一一对应，在上述电压合格率监测方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于电压合格率监测系统的实施例中，特此声明。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电压合格率监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据安装在监测点的监测终端的属性信息对各个监测终端进行分类，得到具备电压合格率计算功能的第一类别、具备电压合格情况监测功能的第二类别和不具备电压合格情况监测功能的第三类别；其中，所述具备电压合格情况监测功能是指不具备电压合格率计算功能但具有电压越限时间统计功能；
若所述监测终端属于所述第一类别，将所述监测终端计算出的电压合格率设为所述监测点的电压合格率；
若所述监测终端属于所述第二类别，将所述监测终端监测到的电压监测总时间和电压越限时间发送到主站，并在主站处根据所述电压监测总时间与电压越限时间计算所述监测点的电压合格率；
若所述监测终端属于所述第三类别，通过主站采集所述监测点的电压有效值，并根据所述电压有效值和预设的电压阈值估算所述监测点的电压合格率。
2.根据权利要求1所述的电压合格率监测方法，其特征在于，所述属性信息包括所述监测终端的功能技术规范、生产批次号、软件版本号或通信规约。
3.根据权利要求1所述的电压合格率监测方法，其特征在于，所述监测终端为负控终端或配变终端。
4.根据权利要求1所述的电压合格率监测方法，其特征在于，在主站处根据所述电压监测总时间与电压越限时间计算所述监测点的电压合格率的步骤包括：
根据如下方式计算电压合格率：
式中，η为所述电压合格率，T1为电压越限时间，T为电压监测总时间。
5.根据权利要求4所述的电压合格率监测方法，其特征在于，根据如下方式计算电压监测总时间：
T＝T0+T1；
式中，T为电压监测总时间，T0为电压合格时间，T1为电压越限时间。
6.根据权利要求1所述的电压合格率监测方法，其特征在于，通过主站采集所述监测点的电压有效值，并根据所述电压有效值和预设的电压阈值估算所述监测点的电压合格率的步骤包括：
在主站处每隔预设的时间间隔采集所述监测点的电压有效值，将所述电压有效值设为所述监测点在所述时间间隔内的电压平均值；
记录采集电压有效值的总次数以及所述电压平均值处于所述电压阈值范围内的次数，并根据所述次数与总次数估算所述监测点的电压合格率。
7.根据权利要求6所述的电压合格率监测方法，其特征在于，根据所述次数与总次数估算所述监测点的电压合格率的步骤包括：
根据如下方式计算电压合格率：
式中，η为所述电压合格率，N0为所述电压平均值处于所述电压阈值范围内的次数，N为采集电压有效值的总次数。
8.一种电压合格率监测系统，其特征在于，包括：
分类模块，用于根据安装在监测点的监测终端的属性信息对各个监测终端进行分类，得到具备电压合格率计算功能的第一类别、具备电压合格情况监测功能的第二类别和不具备电压合格情况监测功能的第三类别；其中，所述具备电压合格情况监测功能是指不具备电压合格率计算功能但具有电压越限时间统计功能；
第一计算模块，用于若所述监测终端属于所述第一类别，将所述监测终端计算出的电压合格率设为所述监测点的电压合格率；
第二计算模块，用于若所述监测终端属于所述第二类别，将所述监测终端监测到的电压监测总时间和电压越限时间发送到主站，并在主站处根据所述电压监测总时间与电压越限时间计算所述监测点的电压合格率；
第三计算模块，用于若所述监测终端属于所述第三类别，通过主站采集所述监测点的电压有效值，并根据所述电压有效值和预设的电压阈值估算所述监测点的电压合格率。
9.根据权利要求8所述的电压合格率监测系统，其特征在于，所述属性信息包括所述监测终端的功能技术规范、生产批次号、软件版本号或通信规约。
10.根据权利要求8所述的电压合格率监测系统，其特征在于，所述监测终端为负控终端或配变终端。
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