CN108173933A - 一种电能质量监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种电能质量监测系统，包括终端模块、中继模块、网关模块、服务器模块以及设置在终端模块、中继模块、网关模块上的载波通信模块，其中终端模块通过载波通信模块与中继模块进行通信；中继模块通过载波通信模块与网关模块进行通信；网关模块通过互联网与服务器模块进行通信；服务器模块被配置用于发送管理指令以及分析上传的用电信息。本发明的有益效果为：本发明提供了一种电能质量监测系统及方法，通过设置四级系统实现了用电信息的采集、传输和监测，解决了目前监测系统在电能质量监测方面功能单一，不能综合测量多项指标的问题。

Description

一种电能质量监测系统及方法

技术领域

本发明涉及电能质量监测领域，特别涉及一种电能质量监测系统及方法

背景技术

目前国内有多家从事电能质量监测设备研发厂商，国产电能质量监测仪的研发生产技术达到了一个新的高度。尽管国内厂家生产的电能质量监测仪的功能、性能指标已大幅提高，但与国外高档产品相比还存在一定差距。在功能上没有国外相关产品实现的功能完善、设计不够人性化，性能指标没有国外高档产品高。目前，能够综合测量评估多种电能质量参数的监测设备还比较少，这些设备在电能质量监测方面功能比较单一，不能综合测量多项指标的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电能质量监测系统，包括终端模块、中继模块、网关模块、服务器模块以及设置在终端模块、中继模块、网关模块上的载波通信模块，其中终端模块通过载波通信模块与中继模块进行通信，被配置用于测量和采集用户的用电信息，并将用电信息上传至中继模块；中继模块通过载波通信模块与网关模块进行通信，被配置用于收集终端模块采集的用电信息、收集三相电力线的用电信息以及按照网关模块的指令管理终端模块，并将收集到的用电信息上传至网关模块；网关模块通过互联网与服务器模块进行通信，被配置用于按照服务器模块的指令管理中继模块以及收集用电信息上传至服务器模块；服务器模块被配置用于发送管理指令以及分析上传的用电信息。

优选的，所述用电信息包括电力线温度、电力线损耗、串户信息、用电量信息。

优选的，所述终端模块还包括参数配置模块、数据处理模块、事件处理模块和通信处理模块，其中参数配置模块通过手持工具设置终端信息；数据处理模块将电能测量传感器采集到的数据进行滤波处理并存储；事件处理模块通过存储的数据判断异常事件是否发生，并将异常事件存储；通信处理模块将数据和异常事件通过载波通信模块上传至中继模块。

优选的，所述中继模块还包括参数配置模块、数据处理模块、事件处理模块以及通信管理模块，其中参数配置模块通过手持工具设置中继信息；数据处理模块将电能测量传感器采集到的数据进行滤波处理并存储；事件处理模块通过存储的数据判断异常事件是否发生，并将异常事件存储；通信管理模块将收集到的终端数据和异常事件、中继模块测量的数据和异常事件上传至网关模块。

优选的，所述网关模块还包括参数配置模块和通信管理模块，其中参数配置模块通过手持工具设置网关信息，通信管理模块将收集到的中继数据和异常事件上传至服务器模块。

优选的，所述异常事件包括掉电、清零、校时通信故障、相失压、电流不平衡越限以及谐波越限。

本发明还提供了一种电能质量监测方法，包括步骤：

S100)终端模块收集用电信息和异常事件，并将用电信息和异常事件上传至中继模块；

S200)中继模块收集终端模块采集的用电信息和异常事件、收集三相电力线上的用电信息和异常事件，并将用电信息和异常事件上传至网关模块；

S300)网关模块收集中继模块采集的用电信息和异常事件，并将用电信息和异常事件上传至服务器模块；

S400)服务器模块接收网关模块发送的用电信息和异常事件，进行分析并生成报告。

优选的，步骤S100包括子步骤：

S110)终端模块上电进行系统初始化，判断是否收到AT设置指令，收到则进行参数配置；

S120)终端模块未收到AT设置命令，则判断是否收到中继模块通信请求，收到则进行通信处理，将数据上传至中继模块；

S130)终端模块未收到中继模块通信请求，则进行数据处理；

S140)事件处理模块进行事件处理，判断是否有异常事件发生；

S150)发生异常事件，则进行通信处理，将数据上传至中继模块。

优选的，步骤S200包括子步骤：

S110)中继模块上电进行系统初始化，判断是否收到AT设置指令，收到则进行参数配置；

S120)中继模块未收到AT设置命令，判断是否收到网关模块通信请求，收到则进行通信管理，将数据上传至网关模块；

S230)中继模块未收到网关模块通信请求，进行数据处理；

S240)事件处理模块进行事件处理，判断是否有异常事件发生；

S250)发生异常事件，则进行通信管理，将数据上传至网关模块。

优选的，步骤S300包括子步骤：

S310)网关模块上电进行初始化，判断是否收到AT设置指令，未收到则等待指令；

S320)网关模块收到AT设置指令，进行参数配置；

S330)网关模块将中继模块采集的用电信息和异常事件上传至服务器模块；

S340)网关模块将服务器模块的管理指令发送至中继模块。

本发明的有益效果为：本发明提供了一种电能质量监测系统及方法，通过设置四级系统实现了用电信息的采集、传输和监测，解决了目前监测系统在电能质量监测方面功能单一，不能综合测量多项指标的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1所示为本发明提供的一种电能质量监测系统的系统结构图；

图2所示为本发明提供的一种电能质量监测系统的终端模块的系统结构图；

图3所示为本发明提供的一种电能质量监测系统的中继模块的系统结构图；

图4所示为本发明提供的一种电能质量监测系统的网关模块的系统结构图；

图5所示为本发明提供的一种电能质量监测方法的方法流程图；

图6所示为本发明提供的一种电能质量监测方法的步骤S100的子步骤的流程图；

图7所示为本发明提供的一种电能质量监测方法的步骤S200的子步骤的流程图；

图8所示为本发明提供的一种电能质量监测方法的步骤S300的子步骤的流程图；

图9所示为本发明提供的一种电能质量监测系统的中继模块的通信管理模块的工作流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。

图1所示为本发明提供的一种电能质量监测系统的系统结构图。根据本发明的一个实施例，一种电能质量监测系统，包括终端模块、中继模块、网关模块、服务器模块以及设置在终端模块、中继模块、网关模块上的载波通信模块，其中终端模块通过载波通信模块与中继模块进行通信，被配置用于测量和采集用户的用电信息，并将用电信息上传至中继模块；中继模块通过载波通信模块与网关模块进行通信，被配置用于收集终端模块采集的用电信息、收集三相电力线的用电信息以及按照网关模块的指令管理终端模块，并将收集到的用电信息上传至网关模块；网关模块通过互联网与服务器模块进行通信，被配置用于按照服务器模块的指令管理中继模块以及收集用电信息上传至服务器模块；服务器模块被配置用于发送管理指令以及分析上传的用电信息。

图2所示为本发明提供的一种电能质量监测系统的终端模块的系统结构图。根据本发明的一个实施例，终端模块包括参数配置模块、数据处理模块、事件处理模块和通信处理模块，其中参数配置模块包括指令设置、串户监测和运行指示，通过手持工具设置终端信息；数据处理模块包括数据测量和数据存储，将电能测量传感器采集到的数据进行滤波处理并存储；事件处理模块包括事件判断和事件存储，通过存储的数据判断异常事件是否发生，并将异常事件存储；通信处理模块包括数据上传和事件上传，将数据和异常事件通过载波通信模块上传至中继模块。

图3所示为本发明提供的一种电能质量监测系统的中继模块的系统结构图。根据本发明的一个实施例，中继模块包括参数配置模块、数据处理模块、事件处理模块以及通信管理模块，其中参数配置模块包括指令设置、串户监测和运行指示，通过手持工具设置中继信息；数据处理模块包括数据测量和数据存储，将电能测量传感器采集到的数据进行滤波处理并存储；事件处理模块包括事件判断和事件存储，通过存储的数据判断异常事件是否发生，并将异常事件存储；通信管理模块包括数据上传、事件上传和终端管理，将收集到的终端数据和异常事件、中继模块测量的数据和异常事件上传至网关模块。

图4所示为本发明提供的一种电能质量监测系统的网关模块的系统结构图。根据本发明的一个实施例，网关模块包括参数配置模块和通信管理模块，其中参数配置模块包括指令设置和运行指示，通过手持工具设置网关信息；通信管理模块包括服务器通信和中继通信，将收集到的中继数据和异常事件上传至服务器模块。

根据本发明的一个实施例，用电信息包括电力线温度、电力线损耗、串户信息、用电量信息。

根据本发明的一个实施例，异常事件包括掉电、清零、校时通信故障、相失压、电流不平衡越限以及谐波越限。

图5所示为本发明提供的一种电能质量监测方法的方法流程图。根据本发明的一个实施例，一种电能质量监测方法，包括步骤：

S100)终端模块收集用电信息和异常事件，并将用电信息和异常事件上传至中继模块；

S200)中继模块收集终端模块采集的用电信息和异常事件、收集三相电力线上的用电信息和异常事件，并将用电信息和异常事件上传至网关模块；

S300)网关模块收集中继模块采集的用电信息和异常事件，并将用电信息和异常事件上传至服务器模块；

S400)服务器模块接收网关模块发送的用电信息和异常事件，进行分析并生成报告。

图6所示为本发明提供的一种电能质量监测方法的步骤S100的子步骤的流程图。根据本发明的一个实施例，步骤S100包括子步骤：

S110)终端模块上电进行系统初始化，判断是否收到AT设置指令，收到则进行参数配置；

S120)终端模块未收到AT设置命令，则判断是否收到中继模块通信请求，收到则进行通信处理，将数据上传至中继模块；

S130)终端模块未收到中继模块通信请求，则进行数据处理；

S140)事件处理模块进行事件处理，判断是否有异常事件发生；

S150)发生异常事件，则进行通信处理，将数据上传至中继模块。

图7所示为本发明提供的一种电能质量监测方法的步骤S200的子步骤的流程图。根据本发明的一个实施例，步骤S200包括子步骤：

S110)中继模块上电进行系统初始化，判断是否收到AT设置指令，收到则进行参数配置；

S120)中继模块未收到AT设置命令，判断是否收到网关模块通信请求，收到则进行通信管理，将数据上传至网关模块；

S230)中继模块未收到网关模块通信请求，进行数据处理；

S240)事件处理模块进行事件处理，判断是否有异常事件发生；

S250)发生异常事件，则进行通信管理，将数据上传至网关模块。

图8所示为本发明提供的一种电能质量监测方法的步骤S300的子步骤的流程图。根据本发明的一个实施例，步骤S300包括子步骤：

S310)网关模块上电进行初始化，判断是否收到AT设置指令，未收到则等待指令；

S320)网关模块收到AT设置指令，进行参数配置；

S330)网关模块将中继模块采集的用电信息和异常事件上传至服务器模块；

S340)网关模块将服务器模块的管理指令发送至中继模块。

图9所示为本发明提供的一种电能质量监测系统的中继模块的通信管理模块的工作流程图。根据本发明的一个实施例，下面进一步说明通信管理模块的工作流程，通信处理模块按实现的流程分为两个个步骤：一、入网；二：通信管理。中继等待网关的入网请求，收到请求后发送中继入网报文，待网关回复入网确认报文后入网成功，之后进行通信管理部分，当没有主动上报事件时，中继按照网关的请求将已存储最新的数据或者事件上报给网关，然后向所管理的各个终端申请新的数据和事件；当检测有主动上报事件，即需要及时上报给网关和服务器的紧急事件，如超温报警，中继主动向网关发起通信，将紧急事件上报。

根据本发明的一个实施例，网关模块通过以太网接口通过互联网与服务器模块进行通信，将收集到的数据上传至服务器模块。

根据本发明的另一个实施例，网关模块也可以通过3G模块与服务器模块进行通信。

根据本发明的一个实施例，服务器模块对收集到的电能质量数据进行分析，形成用电量趋势分析报告、电力线的温度趋势分析报告、电力线线损分析报告，并且连接打印机直接进行打印。

根据本发明的一个实施例，管理员通过服务器进行设备管理、智能监测、工单管理以及数据分析，其中设备管理包括实现设备注册入网、设备移除、设备信息更新、设备定位、维修统计；智能监测包括对用户电表串户、电力线漏电、电力线温度实时监测；工单管理包括设备维修申请、维修处理、报警分类、报警处理进度管理；数据分析包括对用电量趋势分析、电力线的温度趋势分析、电力线线损分析。

尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。

Claims (10)

1.一种电能质量监测系统，其特征在于，包括终端模块、中继模块、网关模块、服务器模块以及设置在终端模块、中继模块、网关模块上的载波通信模块，其中终端模块通过载波通信模块与中继模块进行通信，被配置用于测量和采集用户的用电信息，并将用电信息上传至中继模块；中继模块通过载波通信模块与网关模块进行通信，被配置用于收集终端模块采集的用电信息、收集三相电力线的用电信息以及按照网关模块的指令管理终端模块，并将收集到的用电信息上传至网关模块；网关模块通过互联网与服务器模块进行通信，被配置用于按照服务器模块的指令管理中继模块以及收集用电信息上传至服务器模块；服务器模块被配置用于发送管理指令以及分析上传的用电信息。

2.根据权利要求1所述的一种电能质量监测系统，其特征在于，所述用电信息包括电力线温度、电力线损耗、串户信息、用电量信息。

3.根据权利要求1所述的一种电能质量监测系统，其特征在于，所述终端模块还包括参数配置模块、数据处理模块、事件处理模块和通信处理模块，其中参数配置模块通过手持工具设置终端信息；数据处理模块将电能测量传感器采集到的数据进行滤波处理并存储；事件处理模块通过存储的数据判断异常事件是否发生，并将异常事件存储；通信处理模块将数据和异常事件通过载波通信模块上传至中继模块。

4.根据权利要求1所述的一种电能质量监测系统，其特征在于，所述中继模块还包括参数配置模块、数据处理模块、事件处理模块以及通信管理模块，其中参数配置模块通过手持工具设置中继信息；数据处理模块将电能测量传感器采集到的数据进行滤波处理并存储；事件处理模块通过存储的数据判断异常事件是否发生，并将异常事件存储；通信管理模块将收集到的终端数据和异常事件、中继模块测量的数据和异常事件上传至网关模块。

5.根据权利要求1所述的一种电能质量监测系统，其特征在于，所述网关模块还包括参数配置模块和通信管理模块，其中参数配置模块通过手持工具设置网关信息，通信管理模块将收集到的中继数据和异常事件上传至服务器模块。

6.根据权利要求3-5所述的一种电能质量监测系统，其特征在于，所述异常事件包括掉电、清零、校时通信故障、相失压、电流不平衡越限以及谐波越限。

7.一种电能质量监测方法，其特征在于，包括步骤：

S100)终端模块收集用电信息和异常事件，并将用电信息和异常事件上传至中继模块；

S200)中继模块收集终端模块采集的用电信息和异常事件、收集三相电力线上的用电信息和异常事件，并将用电信息和异常事件上传至网关模块；

S300)网关模块收集中继模块采集的用电信息和异常事件，并将用电信息和异常事件上传至服务器模块；

S400)服务器模块接收网关模块发送的用电信息和异常事件，进行分析并生成报告。

8.根据权利要求7所述的一种电能质量监测方法，其特征在于，步骤S100包括子步骤：

S110)终端模块上电进行系统初始化，判断是否收到AT设置指令，收到则进行参数配置；

S120)终端模块未收到AT设置命令，则判断是否收到中继模块通信请求，收到则进行通信处理，将数据上传至中继模块；

S130)终端模块未收到中继模块通信请求，则进行数据处理；

S140)事件处理模块进行事件处理，判断是否有异常事件发生；

S150)发生异常事件，则进行通信处理，将数据上传至中继模块。

9.根据权利要求7所述的一种电能质量监测方法，其特征在于，步骤S200包括子步骤：

S110)中继模块上电进行系统初始化，判断是否收到AT设置指令，收到则进行参数配置；

S120)中继模块未收到AT设置命令，判断是否收到网关模块通信请求，收到则进行通信管理，将数据上传至网关模块；

S230)中继模块未收到网关模块通信请求，进行数据处理；

S240)事件处理模块进行事件处理，判断是否有异常事件发生；

S250)发生异常事件，则进行通信管理，将数据上传至网关模块。

10.根据权利要求7所述的一种电能质量监测方法，其特征在于，步骤S300包括子步骤：

S310)网关模块上电进行初始化，判断是否收到AT设置指令，未收到则等待指令；

S320)网关模块收到AT设置指令，进行参数配置；

S330)网关模块将中继模块采集的用电信息和异常事件上传至服务器模块；

S340)网关模块将服务器模块的管理指令发送至中继模块。