CN108802458A - 一种针对电压斩波窃电事件的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种针对电压斩波窃电的检测方法，该发明通过预先设置窃电状态变量和预设采样间隔，由电能表内的主控芯片按照预设采样间隔获取计量芯片内的电压有效值，并根据设置好的安全裕量和电能表的当前电压的理论正弦波峰值，得到过压检测阈值且将该过压检测阈值写入到计量芯片的过压阈值及寄存器中；根据电能表在统计时间段内发生的过压中断总次数与预先设置的过压中断统计次数临界值之间的大小比对，判断当前电能表是否存在电压斩波窃电事件，从而实现了针对所述电能表的电压斩波窃电事件的循环实时检测。

Description

一种针对电压斩波窃电事件的检测方法

技术领域

本发明涉及电力防窃电领域，尤其涉及一种针对电压斩波窃电事件的检测方法。

背景技术

目前，国内外均存在严重窃电现象。随着智能电能表的普及，低劣的窃电手段已无处遁形。于是，窃电手段也在由简单向技术化转变，甚至出现专门的窃电设备，如电压斩波降压窃电。窃电者将用户端的零线直接接地，可以照常用电；在电网端的进户零线上串入斩波降压设备后再接到电能表，使电能表计量到的电压小于电网电压，进而功率和电能累计均会负偏差，达到窃电目的。

针对此窃电手段，现有检测方法为：记录一个或多个周期的电压波形采样值，再与标准电压波形下的采样值进行比对，求得波形畸变率，以此作为判断窃电与否的依据。

然而，针对窃电的现有检测方法仍然存在一些不足之处：首先，采样点多，数据计算量大；其次，中断频率高，资源开销大、运行效率低；再者，当电网频率或幅值波动时，易产生误判，可靠性低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种针对电压斩波窃电事件的检测方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种针对电压斩波窃电事件的检测方法，基于电能表内具有过压检测功能的计量芯片，其特征在于，所述针对电压斩波窃电事件的检测方法包括如下步骤：

步骤1，设置窃电状态变量和预设采样间隔，并将所述窃电状态变量初始化为无窃电状态；其中，所述预设采样间隔标记为T₁；

步骤2，所述电能表的主控芯片按照所述预设采样间隔从该电能表的计量芯片获取一次电压有效值；其中，获取的所述电压有效值标记为U_RMS；

步骤3，所述电能表的主控芯片根据获取的所述电压有效值，计算当前电压的理论正弦波峰值；其中，所述理论正弦波峰值标记为U_m，

步骤4，设置安全裕量，并根据所述安全裕量以及所得电能表的当前电压的理论正弦波峰值，得到过压检测阈值；其中，所述过压检测阈值标记为U_PEAK，U_PEAK＝U_m+ΔU，ΔU为所述安全裕量；

步骤5，将所得过压检测阈值写入所述计量芯片内的过压阈值寄存器，以作为所述计量芯片检测过压事件用的阈值，并打开所述计量芯片的过压检测功能；

步骤6，预先设置统计时间段以及过压中断统计次数临界值，统计所述电能表在所述统计时间段内所发生过压中断总次数：

如果所述电能表在所述统计时间段内发生的过压中断总次数大于或者等于所述过压中断统计次数临界值时，则判定当前存在电压斩波窃电事件，转入步骤7；否则，则判定当前不存在电压斩波窃电事件，转入步骤8；其中，所述统计时间段标记为T₂，所述过压中断统计次数临界值标记为N；

步骤7，判定所述当前的窃电状态变量为非窃电状态时，则将当前的窃电状态变量更新为窃电状态，并记录当前时间为所述电压斩波窃电事件的起始时间；否则，不予更新窃电状态和记录时间的操作；

步骤8，判定所述当前的窃电状态变量为窃电状态时，则将当前的窃电状态变量更新为非窃电状态，并记录当前时间为所述电压斩波窃电事件的结束时间；否则，不予更新窃电状态和记录时间的操作；

步骤9，执行完毕步骤7或步骤8之后，转入步骤2，以实现针对所述电能表的电压斩波窃电事件的循环实时检测。

改进地，在所述针对电压斩波窃电事件的检测方法中，在步骤7记录当前时间为电压斩波窃电事件的起始时间后，还包括：针对所述电能表启动惩罚计量模式的步骤。

进一步地，所述电能表启动惩罚计量模式为按照标准电压、实时电流以及功率因数，得到针对当前所述电能表的累计电能量：

W为当前所述电能表的累计电能量，U_n为所述标准电压，I为实时电流，为功率因数，

进一步地，在所述针对电压斩波窃电事件的检测方法中，在步骤8记录当前时间为电压斩波窃电事件的结束时间后，还包括：将针对所述电能表的惩罚计量模式切换为正常计量模式的步骤。

可选择地，在所述针对电压斩波窃电事件的检测方法中，步骤3中的所述电压有效值为单相电压值或三相电压值。

进一步地，在所述针对电压斩波窃电事件的检测方法中，所述预设采样间隔T₁≤500ms。

改进地，在所述针对电压斩波窃电事件的检测方法中，所述时间段T₂∈[20ms,2s]。

再改进地，在所述针对电压斩波窃电事件的检测方法中，所述电能表的主控芯片为单片机。

改进地，在所述针对电压斩波窃电事件的检测方法中，所述中断统计次数临界值N∈[1,2f·T₂]；其中，f为所述电能表所接入电网的电网频率，T₂为所述统计时间段。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

首先，本发明通过预先设置窃电状态变量和预设采样间隔，由电能表内的主控芯片按照预设采样间隔获取计量芯片内的电压有效值，并根据设置好的安全裕量和电能表的当前电压的理论正弦波峰值，得到过压检测阈值且将该过压检测阈值写入到计量芯片的过压阈值及寄存器中；根据电能表在统计时间段内发生的过压中断总次数与预先设置的过压中断统计次数临界值之间的大小比对，判断当前电能表是否存在电压斩波窃电事件，从而实现了针对所述电能表的电压斩波窃电事件的循环实时检测；

其次，本发明还通过针对存在电压斩波窃电事件的电能表启动惩罚计量模式和正常计量模式，以使窃电者为自己的行为付出较高的惩罚代价，规范用电行为，保证正常的用电秩序；

最后，通过利用计量芯片的过压检测功能，可以有效避免电能表主控芯片对大量电压采样点数据的处理难度，提高运行效率。

附图说明

图1为本发明实施例中针对电压斩波窃电事件的检测方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例针对电压斩波窃电事件的检测方法，基于电能表内具有过压检测功能的计量芯片，具体地，该针对电压斩波窃电事件的检测方法包括如下步骤：

步骤1，设置窃电状态变量和预设采样间隔，并将窃电状态变量初始化为无窃电状态；其中，预设采样间隔标记为T₁，T₁≤500ms；

步骤2，电能表的主控芯片按照预设采样间隔T₁从该电能表的计量芯片获取一次电压有效值；其中，获取的电压有效值标记为U_RMS；

需要说明的是，此处的电压有效值可以根据所选择的电能表而对应的为单相电压有效值或三相电压有效值；例如，

当本实施例中的电能表为采用诸如HT7017计量芯片或RN8213B的SOC方案的单相电能表时，此处所获取的电压有效值则只有一个；当本实施例中的电能表为采用诸如ATT7022E或RN8302B计量芯片的三相电能表时，此处所获取的电压有效值则有三个，这三个电压有效值分别对应三相电表的三相电压的有效值；电能表的主控芯片采用单片机；

步骤3，电能表的主控芯片根据获取的电压有效值，计算当前电压的理论正弦波峰值；其中，理论正弦波峰值标记为U_m，

针对该步骤3，当在步骤2中是针对三相电表获取到三个对应三相电压的有效值时，此步骤3中同样需要对应地分别计算针对每一相电压有效值的理论正弦波峰值；

步骤4，设置安全裕量，并根据安全裕量以及所得电能表的当前电压的理论正弦波峰值，得到过压检测阈值；其中，这里的过压检测阈值标记为U_PEAK，U_PEAK＝U_m+ΔU，ΔU为安全裕量；本实施例中的安全裕量ΔU∈[5V,10V]；通过设置安全裕量ΔU，可以保证电能表的计量正常时不触发，且可通过对安全裕量ΔU的取值来调整检测灵敏度；

步骤5，将所得过压检测阈值写入计量芯片内的过压阈值寄存器，以作为计量芯片检测过压事件用的阈值，并打开该计量芯片的过压检测功能；

步骤6，预先设置统计时间段以及过压中断统计次数临界值，统计电能表在该统计时间段内所发生过压中断总次数：

如果电能表在该统计时间段内发生的过压中断总次数大于或者等于所设置的过压中断统计次数临界值时，则判定当前电能表存在电压斩波窃电事件，转入步骤7；否则，则判定当前电能表不存在电压斩波窃电事件，转入步骤8；其中，这里的统计时间段标记为T₂，过压中断统计次数临界值标记为N，N∈[1,2f·T₂]，f为电能表所接入电网的电网频率；在本实施例中，统计时间段T₂∈[20ms,2s]；其中，电能表在该统计时间段T₂内每发生一次过压中断事件，电能表就要针对过压中断的次数增加一次；

步骤7，判定当前的窃电状态变量为非窃电状态时，则将当前的窃电状态变量更新为窃电状态，并记录当前时间为电压斩波窃电事件的起始时间；否则，不进行更新窃电状态和记录时间的操作；

步骤8，判定当前的窃电状态变量为窃电状态时，则将当前的窃电状态变量更新为非窃电状态，并记录当前时间为电压斩波窃电事件的结束时间；否则，不进行更新窃电状态和记录时间的操作；

步骤9，执行完毕步骤7或步骤8之后，转入步骤2，以实现针对该电能表的电压斩波窃电事件的循环实时检测。

当然，为了保证正常有序的用电秩序，震慑窃电行为人，在该实施例中，在步骤7记录当前时间为电压斩波窃电事件的起始时间后，还包括：针对电能表启动惩罚计量模式的步骤；其中，在本实施例中，电能表启动惩罚计量模式为按照标准电压、实时电流以及功率因数得到针对当前电能表的累计电能量：W为当前电能表的累计电能量，U_n为标准电压，I为实时电流，为功率因数，

另外，在惩罚完毕窃电行为人后，为了使其能够正常用电，在本实施例中，在步骤8记录当前时间为电压斩波窃电事件的结束时间后，还包括：将针对电能表的惩罚计量模式切换为正常计量模式的步骤。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种针对电压斩波窃电事件的检测方法，基于电能表内具有过压检测功能的计量芯片，其特征在于，所述针对电压斩波窃电事件的检测方法包括如下步骤：

步骤1，设置窃电状态变量和预设采样间隔，并将所述窃电状态变量初始化为无窃电状态；其中，所述预设采样间隔标记为T₁；

步骤2，所述电能表的主控芯片按照所述预设采样间隔从该电能表的计量芯片获取一次电压有效值；其中，获取的所述电压有效值标记为U_RMS；

步骤3，所述电能表的主控芯片根据获取的所述电压有效值，计算当前电压的理论正弦波峰值；其中，所述理论正弦波峰值标记为U_m，

步骤4，设置安全裕量，并根据所述安全裕量以及所得电能表的当前电压的理论正弦波峰值，得到过压检测阈值；其中，所述过压检测阈值标记为U_PEAK，U_PEAK＝U_m+ΔU，ΔU为所述安全裕量；

步骤5，将所得过压检测阈值写入所述计量芯片内的过压阈值寄存器，以作为所述计量芯片检测过压事件用的阈值，并打开所述计量芯片的过压检测功能；

步骤6，预先设置统计时间段以及过压中断统计次数临界值，统计所述电能表在所述统计时间段内所发生过压中断总次数：

如果所述电能表在所述统计时间段内发生的过压中断总次数大于或者等于所述过压中断统计次数临界值时，则判定当前电能表存在电压斩波窃电事件，转入步骤7；否则，则判定当前电能表不存在电压斩波窃电事件，转入步骤8；其中，所述统计时间段标记为T₂，所述过压中断统计次数临界值标记为N；

步骤7，判定所述当前的窃电状态变量为非窃电状态时，则将当前的窃电状态变量更新为窃电状态，并记录当前时间为所述电压斩波窃电事件的起始时间；否则，不进行更新窃电状态和记录时间的操作；

步骤8，判定所述当前的窃电状态变量为窃电状态时，则将当前的窃电状态变量更新为非窃电状态，并记录当前时间为所述电压斩波窃电事件的结束时间；否则，不进行更新窃电状态和记录时间的操作；

步骤9，执行完毕步骤7或步骤8之后，转入步骤2，以实现针对所述电能表的电压斩波窃电事件的循环实时检测。

2.根据权利要求1所述针对电压斩波窃电事件的检测方法，其特征在于，在步骤7记录当前时间为电压斩波窃电事件的起始时间后，还包括：针对所述电能表启动惩罚计量模式的步骤。

3.根据权利要求2所述针对电压斩波窃电事件的检测方法，其特征在于，所述电能表启动惩罚计量模式为按照标准电压、实时电流以及功率因数，得到针对当前所述电能表的累计电能量：

W为当前所述电能表的累计电能量，U_n为所述标准电压，I为实时电流，为功率因数，

4.根据权利要求2或3所述针对电压斩波窃电事件的检测方法，其特征在于，在步骤8记录当前时间为电压斩波窃电事件的结束时间后，还包括：将针对所述电能表的惩罚计量模式切换为正常计量模式的步骤。

5.根据权利要求1所述针对电压斩波窃电事件的检测方法，其特征在于，步骤3中的所述电压有效值为单相电压值或三相电压值。

6.根据权利要求1所述针对电压斩波窃电事件的检测方法，其特征在于，所述预设采样间隔T₁≤500ms。

7.根据权利要求1所述针对电压斩波窃电事件的检测方法，其特征在于，所述安全裕量ΔU∈[5V,10V]。

8.根据权利要求1所述针对电压斩波窃电事件的检测方法，其特征在于，所述时间段T₂∈[20ms,2s]。

9.根据权利要求1所述针对电压斩波窃电事件的检测方法，其特征在于，所述电能表的主控芯片为单片机。

10.根据权利要求1～3任一项所述针对电压斩波窃电事件的检测方法，其特征在于，所述中断统计次数临界值N∈[1,2f·T₂]；其中，f为所述电能表所接入电网的电网频率，T₂为所述统计时间段。