CN106708440A - 电能表及其负荷曲线的数据存储方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电能表及其负荷曲线数据存储方法。存储方法包括：在预设冻结时刻，采集电能表的电量数据总量并记为第一时间电量数据，并以第一存储格式来存储第一时间电量数据；在预设时间段内周期性采集电能表的电量数据，并依次计算预设时间段内每一次采集的电量数据相对于第一时间电量数据的电量增量；根据每一次采集电量数据的时刻，以第二存储格式来对应存储电量增量。在存储的过程中，不再是简单的把当前的电量数据总量依次存储起来，而是，存储预设时间内的电量增量，且电量增量的存储字长小于第一时间电量数据的存储字长，避免了高字节位的重复存储，有效节省存储空间从而提高存储空间利用率。此外，还提供一种电能表。
Description
技术领域
本发明涉及电能表计量技术领域，特别是涉及电能表及其负荷曲线数据存储方法。
背景技术
负荷曲线记录的具体内容根据《DL/T 645-2007多功能电表通信协议》的定义有以下6大类：“电压、电流、频率”，“有、无功功率”、“功率因数”、“有、无功总电量”、“四象限无功总电量”、“当前需量”。同时，根据《Q/GDW1354-2013智能表功能规范》的要求，负荷记录的存储空间应至少保证在记录正反向有功总电量、无功总电量、四象限无功电量，间隔时间为1min的情况下不少于40天的数据量。
在电能表内部，90％以上的存储空间都用于存储负荷曲线数据，而在6大类负荷曲线数据中，以“有、无功总电量”、“四象限无功总电量”这两大类数据量最大，占用存储空间最多。一般，这两大类电量数据存储时，每条记录占用32个字节的存储空间，具体存储结构如图1所示，其中，每种总电量占用4个字节的存储空间。若按15分钟间隔存一条记录，则1天中这两大类记录占用3072字节，按保存600天来计算，这两大类记录总计占用达到1,843,200字节。由于每天的电量增量的最大值额定的，其在存储的过程中，一天中记录的96条(按间隔15分钟)负荷曲线数据中的有功电量数据4字节中的高2字节数据均不会发生变化，也即不发生变化字节数据重复存储了96次，由此可见，存储空间并未得到充分利用。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够避免重复存储、节省存储空间提高存储空间利用率的电能表及其负荷曲线数据存储方法。
一种电能表负荷曲线的数据存储方法，包括：
在预设冻结时刻，采集电能表的电量数据总量并记为第一时间电量数据，并以第一存储格式来存储所述第一时间电量数据；
在预设时间段内周期性采集所述电能表的电量数据，并依次计算预设时间段内每一次采集的电量数据相对于所述第一时间电量数据的电量增量；
根据每一次采集电量数据的时刻，以第二存储格式来对应存储所述电量增量，其中，所述第二存储格式的存储字长小于所述第一存储格式的存储字长；
查询预设时间段内对应时刻的电量数据总量。
上述电能表负荷曲线数据存储方法，包括：在预设冻结时刻，采集电能表的电量数据总量并记为第一时间电量数据，并以第一存储格式来存储所述第一时间电量数据；在预设时间段内周期性采集所述电能表的电量数据，并依次计算预设时间段内每一次采集的电量数据相对于所述第一时间电量数据的电量增量；根据每一次采集电量数据的时刻，以第二存储格式来对应存储所述电量增量。在对电量存储的过程中，不再是简单的把当前的电量数据总量依次按时间顺序存储起来，而是，以保存预设时间内的电量增量，其中，电量增量的存储方式中的存储字长小于第一时间电量数据的存储方式的存储字长，避免了高字节位的重复存储，有效节省存储空间从而提高存储空间利用率。
在其中一个实施例中，所述电量数据包括正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量。
在其中一个实施例中，所述正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量的第一时间电量数据以4字节的方式来存储；
所述正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量的电量增量均以3字节的方式来存储。
在其中一个实施例中，所述正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量的第一时间电量数据以4字节的方式来存储；
所述正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量的电量增量以3字节或2字节的方式来存储。
在其中一个实施例中，根据每一次采集电量数据的时刻，对应存储所述电量增量的具体包括步骤：
获取预设时间段内的所述电量增量；
判断所述电量增量是否大于655.35度；
若是，则所述电量增量以16进制3字节的方式来存储，若否，则所述电量增量以16进制2字节的方式来存储。
在其中一个实施例中，查询预设时间段内对应时刻的电量数据总量的具体步骤包括：
获取预设时间段内对应时刻存储的电量增量；
计算对应时刻存储的电量增量与第一时间电量数据之和。
在其中一个实施例中，所述第一时间电量数据以16进制或BCD码方式来存储；所述电量增量以16进制或BCD码的方式来存储。
此外还提供一种电能表，包括主控器、电量计量模块、存储模块，所述主控器分别与所述电量计量模块、存储模电连接；其中，
所述电量计量模块采集电能表的电量数据；
所述控制器接收所述电量计量模块在预设冻结时刻采集的电量数据记为第一时间电量数据，并将所述第一时间电量数据以第一存储格式传输至所述存储模块进行存储；所述主控器还用于计算所述电量计量模块在预设时间段内周期性采集的电量数据相对于所述第一时间电量数据的电量增量，并将所述电量增量以第二存储格式传输至所述存储模块进行存储，其中，所述第二存储格式的存储字长小于所述第一存储格式的存储字长；所述主控器还用于查询所述电量计量模块对应时刻的电量数据总量。
在其中一个实施例中，还包括判断模块，所述判断模块与所述主控器连接，所述判断模块用于判断所述电量增量是否大于预设电量值的大小，若是，则所述主控器控制电量增量以16进制3字节的方式传输至所述存储模块，若否，则主控器控制电量增量以16进制2字节的方式传输至所述存储模块。
在其中一个实施例中，所述电量数据包括正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量。
附图说明
图1为一般电量数据的存储结构示意图；
图2为一实施例中电能表负荷曲线数据存储方法流程图；
图3为一实施例中电量数据的存储结构示意图；
图4为再一实施例中电能表负荷曲线数据存储方法流程图；
图5为一实施例中电能表的结构框架示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图2所述的为一种电能表负荷曲线的数据存储方法的流程图，所述方法包括如下步骤：
在电能表内部，90％以上的存储空间都用于存储负荷曲线数据，而在6大类负荷曲线数据中，以“有、无功总电量”、“四象限无功总电量”这两大电量数据的数据量最大，占用存储空间最多。
步骤S110：在预设冻结时刻，采集电能表的电量数据总量并记为第一时间电量数据，并以第一存储格式来存储所述第一时间电量数据。
在预设冻结时刻，采集电能表的电量数据，并记为第一时间电量数据，并以第一存储格式来存储所述第一时间电量数据。在一实施例中，其电量数据包括正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量八种。其中，预设冻结时刻为每天的零点零分，也即，在每天的零点零分，采集电能表的正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量八种电量数据总量，并记为第一电量数据。正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量，每一种电量数据以16进制的方式进行存储，且均占用4字节的存储空间，第一时间电量数据为一个32字节按一定顺序排列而成的十六进制数。例如，0点0分的采集的有功总电量为100.00度，则以16进制数0x00002710，2位小数的方式来存储，其中，16进制数0x00002710占用4字节的存储空间。若0点0分的采集的有功总电量为120.00度，则以16进制数0x00002EE0，2位小数的方式来存储，16进制数0x00002EE0占用4字节的存储空间。其中，第一存储格式的存储字长为4字节。
当然，预设冻结时间也可以为一天24小时的任意时刻，其可根据实际需求来设定。
步骤S120：在预设时间段内周期性采集所述电能表的电量数据，并依次计算预设时间段内每一次采集的电量数据相对于所述第一时间电量数据的电量增量。
在预设时间段内，周期性的采集电能表的电量数据。在一实施例中，其预设冻结时刻为每天的零点零分。其预设时间段为从预设冻结时刻开始的24小时。在24小时(一天)时间内，每隔15分钟采集一次电能表的电量数据。每一采集电量数据后，计算在预设时间段内采集的电量数据相对于第一时间电量数据的电量增量。例如，在零点15分采集正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量八种电量数据总量，并根据第一时间电量数据计算在零点15分的正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量八种电量数据的电量增量。相应地，间隔15分钟，计算96条电量增量。
步骤S130：根据每一次采集电量数据的时刻，以第二存储格式来对应存储所述电量增量，其中，所述第二存储格式的存储字长小于所述第一存储格式的存储字长。
根据每次采集电量数据的时刻，以第二存储格式来对应存储电量增量。其中，第二存储格式的存储字长小于第一存储格式的存储字长。例如，若有功总电量为655.36度，则以16进制0x00010000的方式进行存储，当16进行的高位数据有变化时，则必须有655.36度的增量，即当总电量为1310.72度时，才以16进制0x00020000的方式进行存储。若一天的时间内，其电量增量达不到655.36度，存储的16进制高2字节都是重复的。由于，电量数据单日电量增量最大值可以通过电能表的额定电压和最大流的规格计算得出，而且是额定量。可以用小于第一存储格式的存储字长的第二存储格式(所占用的存储空间小于4字节)来存储其电量增量，而不再直接用第一存储格式来存储电量数据总量，可避免重复存储、节省存储空间、提高存储空间利用率。
步骤S140：查询预设时间段内对应时刻的电量数据总量。
在查询预设时间段内的对应时刻的电量数据总量时，可以先获取预设时间段内对应时刻存储的电量增量；然后计算对应时刻存储的电量增量与第一时间电量数据之和，即可对应查询预设时间段内的电量数据总量。
在一实施例中，所述正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量的电量增量均以3字节的方式来存储，参考图3。由于单日电量增量的最大值可以通过额定电压、最大电流值计算获得。例如，规格为220V、最大电流为100A的三相表，若按1.2倍(120A)来计算，单日电量增量的最大值为3*220*120*24/1000＝1900.80度，1900.80度若以16进制0x0002E680，2位小数(4字节)的方式进行存储，但是，高1位0x 00实际上不会发生变化，则可以用0x02E680(3字节)的方式进行存储，而且用3字节的存储方式时，其能够存储的最大电量值(0xFFFFFF＝167772.15)远远大于都1900.80度。
在预设时间段内，每次正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量，每一种电量增量以16进制的方式进行存储，且均占用3字节的存储空间。也即，电量增量为一个24字节按一定顺序排列而成的十六进制数。若按15分钟间隔存储一条数据，则1天中负荷曲线中的电量两大类记录共占用2312字节，按保存600天来计算，这两大类记录总计占用1，387，200字节。对比常规做法节省了456，000字节，节省存储空间比例约24.7％。大大节省了存储空间，提供了存储利用率。
在一实施例中，所述正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量的电量增量以3字节或2字节的方式来存储。
由于，在16进制中两个字节最大是FFFF对应十进制的65535，其数值中包括两位小数，也即，在本实施例中，两个字节的最大数对应655.35度。
根据每一次采集电量数据的时刻，对应存储所述电量增量的具体包括步骤：
步骤S401：在获取预设时间段内的电量增量，通过计算，获取预设时间段内的电量增量。步骤S402：判断电量增量是否大于655.35度。若是，则执行步骤S403：所述电量增量以16进制3字节的方式来存储，若否，则执行步骤S404：所述电量增量以16进制2字节的方式来存储。通过上述判断，可以更加准确的将电量增量以最优的字节数的方式来进行存储。
在预设时间段内，若每次正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量，每一种电量增量均小于等于655.35度，则每一种电量增量以16进制的方式进行存储，且均占用2字节的存储空间。也即，电量增量为一个16字节按一定顺序排列而成的十六进制数。若按15分钟间隔存储一条数据，则1天中负荷曲线中的电量两大类记录共占用1552字节，按保存1天来计算，对比常规做法节省了1520字节，一天节省存储空间比例约50％。大大节省了存储空间，提供了存储利用率。
在一实施例中，第一时间电量数据也可以以BCD码方式来存储；所述电量增量也可以以BCD码的方式来存储。其原理如上述实施例相类似，在此不在赘述。
此外，还提供一种电能表，包括主控器510、电量计量模块520、存储模块530，所述主控器510分别与所述电量计量模块520、存储模电连接。
其中，所述电量计量模块520采集电能表的电量数据，其中，所述电量数据包括正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量。电量计量模块520为高精度专用电能计量芯片，可以计量有功/无功功率、电压、频率、相序异常等，可以单独计量每一相的用电信息，符合IEC521/1036标准，可达到1级交流电能表的精度要求。
所述控制器接收所述电量计量模块520在预设冻结时刻采集的电量数据记为第一时间电量数据，并将所述第一时间电量数据以第一存储格式传输至所述存储模块530进行存储。其中，预设冻结时刻为每天的零点零分，也即，在每天的零点零分，采集电能表的正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量八种电量数据总量，并记为第一电量数据。正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量，每一种电量数据以16进制的方式进行存储，且均占用4字节的存储空间，第一时间电量数据为一个32字节按一定顺序排列而成的十六进制数。
所述主控器还用于计算所述电量计量模块520在预设时间段内周期性采集的电量数据相对于所述第一时间电量数据的电量增量，并将所述电量增量以第二存储格式传输至所述存储模块530进行存储，其中，所述第二存储格式的存储字长小于所述第一存储格式的存储字长。
在一实施例中，所述正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量的电量增量均以3字节的方式来存储。由于单日电量增量的最大值可以通过额定电压、最大电流值计算获得。例如，规格为220V、最大电流为100A的三相表，若按1.2倍(120A)来计算，单日电量增量的最大值为3*220*120*24/1000＝1900.80度，1900.80度若以16进制0x0002E680，2位小数(4字节)的方式进行存储，但是，高1位0x 00实际上不会发生变化，则可以用0x02E680(3字节)的方式进行存储，而且用3字节的存储方式时，其能够存储的最大电量值(0xFFFFFF＝167772.15)远远大于都1900.80度。在预设时间段内，每次正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量，每一种电量增量以16进制的方式进行存储，且均占用3字节的存储空间。也即，电量增量为一个24字节按一定顺序排列而成的十六进制数。若按15分钟间隔存储一条数据，则1天中负荷曲线中的电量两大类记录共占用2312字节，按保存600天来计算，这两大类记录总计占用1，387，200字节。对比常规做法节省了456，000字节，节省存储空间比例约24.7％。大大节省了存储空间，提供了存储利用率。
电能表还包括判断模块540，所述判断模块540与所述主控器510连接，所述判断模块540用于判断所述电量增量是否大于预设电量值的大小，若是，则所述主控器510控制电量增量以16进制3字节的方式传输至所述存储模块530，若否，则主控器510控制电量增量以16进制2字节的方式传输至所述存储模块530。可以根据电量增量的数值来选择合适的存储格式，可以大大节约存储空间，提高存储利用率。
所述主控器510还用于查询所述电量计量模块520对应时刻的电量数据总量。在查询预设时间段内的对应时刻的电量数据总量时，主控器510可以先获取预设时间段内对应时刻存储模块530存储的电量增量；然后主控器510计算对应时刻存储模块530中存储的电量增量与第一时间电量数据之和，即可对应查询预设时间段内的电量数据总量。
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)
1.一种电能表负荷曲线的数据存储方法，包括：
在预设冻结时刻，采集电能表的电量数据总量并记为第一时间电量数据，并以第一存储格式来存储所述第一时间电量数据；
在预设时间段内周期性采集所述电能表的电量数据，并依次计算预设时间段内每一次采集的电量数据相对于所述第一时间电量数据的电量增量；
根据每一次采集电量数据的时刻，以第二存储格式来对应存储所述电量增量，其中，所述第二存储格式的存储字长小于所述第一存储格式的存储字长；
查询预设时间段内对应时刻的电量数据总量。
2.根据权利要求1所述的电能表负荷曲线的数据存储方法，其特征在于，所述电量数据包括正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量。
3.根据权利要求2所述的电能表负荷曲线的数据存储方法，其特征在于，所述正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量的第一时间电量数据以4字节的方式来存储；
所述正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量的电量增量均以3字节的方式来存储。
4.根据权利要求2所述的电能表负荷曲线的数据存储方法，其特征在于，所述正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量的第一时间电量数据以4字节的方式来存储；
所述正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量的电量增量以3字节或2字节的方式来存储。
5.根据权利要求4所述的电能表负荷曲线的数据存储方法，其特征在于，根据每一次采集电量数据的时刻，对应存储所述电量增量的具体包括步骤：
获取预设时间段内的所述电量增量；
判断所述电量增量是否大于655.35度；
若是，则所述电量增量以16进制3字节的方式来存储，若否，则所述电量增量以16进制2字节的方式来存储。
6.根据权利要求1所述的电能表负荷曲线的数据存储方法，其特征在于，查询预设时间段内对应时刻的电量数据总量的具体步骤包括：
获取预设时间段内对应时刻存储的电量增量；
计算对应时刻存储的电量增量与第一时间电量数据之和。
7.根据权利要求1所述的电能表负荷曲线的数据存储方法，其特征在于，所述第一时间电量数据以16进制或BCD码方式来存储；所述电量增量以16进制或BCD码的方式来存储。
8.一种电能表，其特征在于，包括主控器、电量计量模块、存储模块，所述主控器分别与所述电量计量模块、存储模电连接；其中，
所述电量计量模块采集电能表的电量数据；
所述控制器接收所述电量计量模块在预设冻结时刻采集的电量数据记为第一时间电量数据，并将所述第一时间电量数据以第一存储格式传输至所述存储模块进行存储；所述主控器还用于计算所述电量计量模块在预设时间段内周期性采集的电量数据相对于所述第一时间电量数据的电量增量，并将所述电量增量以第二存储格式传输至所述存储模块进行存储，其中，所述第二存储格式的存储字长小于所述第一存储格式的存储字长；所述主控器还用于查询所述电量计量模块对应时刻的电量数据总量。
9.根据权利要求8所述的电能表，其特征在于，还包括判断模块，所述判断模块与所述主控器连接，所述判断模块用于判断所述电量增量是否大于预设电量值的大小，若是，则所述主控器控制电量增量以16进制3字节的方式传输至所述存储模块，若否，则主控器控制电量增量以16进制2字节的方式传输至所述存储模块。
10.根据权利要求8所述的电能表，其特征在于，所述电量数据包括正向有功电量、反向有功电量、第一组合无功电量、第二组合无功电量、第一象限无功电量、第二象限无功电量、第三象限无功电量以及第四象限无功电量。
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