CN108829643B - 一种智能电表的需量计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能电表的需量计算方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)、检测智能电表是否有时钟校准或需量周期改变的情况，若有时钟校准，转至步骤(2)，若有需量周期变化，转至步骤(4)；步骤(2)、采集时钟校准前的时间t1和校准后的时间t2；步骤(3)、将校准后的时间t2之前的电量数据清零，并计算校准后的时间t2所处的需量周期内的需量；步骤(4)、采集需量周期改变的时间点t3以及需量周期改变后的周期T′；步骤(5)、将需量周期改变的时间点t3之前的电量数据清零，并计算需量周期改变后的周期T′内的需量，并转入步骤(6)。步骤(6)、使用需量计算方法计算智能电表未发生更改情况的需量周期内的需量。计算方法更加合理和准确。

Description

一种智能电表的需量计算方法

技术领域

本发明涉及智能电表领域，特别涉及一种智能电表的需量计算方法。

背景技术

智能电表是智能电网(特别是智能配电网)数据采集的基本设备之一，可以实现计量装置在线监测和用户负荷、电量、电压等信息的实时采集，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。需量是智能电表中的一个重要功能。在指定的时间周期内，需量周期中测得的平均功率最大值，称为电能的最大需量，电能的最大需量的测量对用电线路或用电网络的电能管理有重要意义。对供电相关部门来说：有利于线路的合理调整和优化调度工作；对用户来说，了解线路的最大需量，调整负荷分配，可以做到系统稳定，而不用加大变压器的容量，真正做到节源开流。

但现有技术中在智能电表在工作过程中，当发生电压线路上电、清零、时钟调整、时段转换、需量周期变更、功率潮流方向转换等情况时，智能电表从上述情况发生时刻开始，按照需量周期进行需量测量，电力部门采集多个智能电表需量时会出现某个智能电表的需量计算时间段不同，因此不方便管理；并且当对智能电表的时钟进行调整校时和需量周期变更时，智能电表继续记录所处需量周期的需量，会出现时钟进行调整校时和需量周期变更操作所处的需量周期或滑差周期内的数据重复计算，因此计算出现重复，会使需量值变大，计算出的需量值不够准确并且计算方法不合理。

有申请号为CN201711056303.5(公布号为CN108037355A)的中国发明专利申请公开了一种基于停上电的需量计算优化方法，S1、检测是否有停上电情况出现，若有，则跳转到下一步，若没有则继续检测，且按照正常方法计算周期需量；S2、采集停电时间与上电时间；S3、判断停电时间与上电时间是否处于一个周期内，若处于一个周期内，则跳转到下一步；若处于不同的周期内，则跳转到步骤S5；S4、保留停电时间前的用于计算这个周期需量的电量数据，在上电后继续在该电量数据的基础上进行计算，然后得到这个周期的需量；S5、首先保存停电时间前用于计算这个周期需量的电量数据，然后使用这个电量数据先计算停电时间所在的周期的需量，然后将停电时间前的电量数据初始化，然后计算上电时间到上电时间所在的周期结束时间之间的电量数据，根据计算得到的电量数据计算上电时间所在的周期的需量。但该发明中只针对停上电情况下的需量计算进行优化，但未对智能电表的时钟校准和需量周期变化的情况下的需量计算进行处理，因此需要进一步改进智能电表的需量计算方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种计算更加合理和准确，且能有效获取较为准确的最大需量的智能电表的需量计算方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种智能电表的需量计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)、检测智能电表是否有时钟校准或需量周期改变的情况，若有时钟校准情况发生，则转至步骤(2)，若有需量周期变化时，则转至步骤(4)；若没有时钟校准和需量周期变化则转至步骤(6)，并继续检测；

步骤(2)、采集时钟校准前的时间t1和校准后的时间t2；

步骤(3)、将校准后的时间t2之前的用于计算这个需量周期T内的电量数据清零，计算校准后的时间t2到校准后的时间t2所处的需量周期结束时间之间的电量数据，并计算校准后的时间t2所处的需量周期内的需量，并转至步骤(6)；

步骤(4)、采集需量周期改变的时间点t3以及需量周期改变后的周期T′；

步骤(5)、将需量周期改变的时间点t3之前采集的电量数据清零，并且计算需量周期改变的时间t3至需量周期改变后的周期T′的结束时间之间的电量数据，并计算需量周期改变后的周期T′内的需量，并转入步骤(6)。

步骤(6)、使用需量计算方法计算智能电表未发生更改情况的需量周期内的需量。

具体的，所述步骤(3)中包括以下步骤：

步骤(3-1)、判断时钟校准前的时间t1和校准后的时间t2是否处于一个需量周期T内，若处于一个需量周期T内时，则转至步骤(3-2)，若处于不同的需量周期T内，则转至步骤(3-3)；

步骤(3-2)、计算时钟校准后的时间t2至需量周期T内的电量数据，计算需量周期T内的需量；

步骤(3-3)、计算校准后的时间t2到校准后的时间t2所处的周期结束时间之间的电量数据，并计算校准后的时间t2所处的需量周期内的需量。

为了方便智能电表的电量数据的采集，所述需量周期T的取值范围为0<T≤15分钟。

作为优选，所述需量周期T＝10分钟。

具体的，所述步骤(1)中的需量计算方法为区间式需量计算方法或滑差式需量计算方法。

滑差式计算需量方法的滑差周期为T1，第二需量周期为T2，其中T2＝T1*N，N为滑差个数，N>1。

当滑差个数N＝1时则选择区间式需量计算方法，当滑差个数N大于1时则选择滑差式需量计算方法。

作为优选，所述滑差周期T1＝1分钟。

所述第二需量周期T2的取值范围为0<T2≤15分钟。

采用滑差式计算需量方法计算时则步骤(6)中的需量周期更改包括滑差个数和/或滑差周期的更改。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过对需量计算产生影响的时钟校准和周期改变的情况明确了处理方式，将时钟校准和周期改变发生的时间点之前的数据清零，通过对时钟校准后的数据进行计算，得到需量周期内的需量，方便计算需量周期内的需量，并且该需量计算方法更加合理和准确，可根据数据清零方便了解是否进行了时钟校准和周期改变的操作。

附图说明

图1为本发明的需量计算方法流程图；

图2为本发明实施例一的需量周期内的时间往后校准示意图；

图3为本发明实施例一的需量周期内的时间往前校准示意图；

图4为本发明实施例一的跨需量周期的时间往后校准示意图；

图5为本发明实施例一的跨需量周期的时间往前校准示意图；

图6为本发明实施例一的需量周期变大的示意图；

图7为本发明实施例一的需量周期变小的示意图；

图8为本发明实施例二的滑差周期内的时间往后校准示意图；

图9为本发明实施例二的滑差周期内的时间往前校准示意图；

图10为本发明实施例二的跨滑差周期的时间往后校准示意图；

图11为本发明实施例二的跨滑差周期的时间往前校准示意图；

图12为本发明实施例二的滑差个数变多的示意图；

图13为本发明实施例二的滑差个数变少的示意图；

图14为本发明实施例二的滑差周期变大的示意图；

图15为本发明实施例二的滑差周期变小的示意图。

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，一种智能电表的需量计算方法，包括以下步骤：

步骤(1)、检测智能电表是否有时钟校准或需量周期改变的情况，若有时钟校准情况发生，则转至步骤(2)，若有需量周期变化时，则转至步骤(4)；若没有时钟校准和需量周期变化则转至步骤(6)，并继续检测；其中，需量计算方法为区间式需量计算方法或滑差式需量计算方法；

步骤(2)、采集时钟校准前的时间t1和校准后的时间t2；

步骤(3)、将校准后的时间t2之前的用于计算这个需量周期T内的电量数据清零，计算校准后的时间t2到校准后的时间t2所处的需量周期结束时间之间的电量数据，并计算校准后的时间t2所处的需量周期内的需量，并转至步骤(6)；其中，需量周期T的取值范围为0<T≤15分钟；

其中，步骤(3-1)、判断时钟校准前的时间t1和校准后的时间t2是否处于一个需量周期T内，若处于一个需量周期T内时，则转至步骤(3-2)，若处于不同的需量周期T内，则转至步骤(3-3)；

步骤(3-2)、计算时钟校准后的时间t2至需量周期T内的电量数据，计算需量周期T内的需量；

步骤(3-3)、计算校准后的时间t2到校准后的时间t2所处的周期结束时间之间的电量数据，并计算校准后的时间t2所处的需量周期内的需量。

步骤(4)、采集需量周期改变的时间点t3以及需量周期改变后的周期T′；

步骤(5)、将需量周期改变的时间点t3之前采集的电量数据清零，并且计算需量周期改变的时间t3至需量周期改变后的周期T′的结束时间之间的电量数据，并计算需量周期改变后的周期T′内的需量，并转入步骤(6)。

步骤(6)、使用需量计算方法计算智能电表未发生更改情况的需量周期内的需量。

滑差式计算需量方法的滑差周期为T1，第二需量周期为T2，其中T2＝T1*N，N为滑差个数，N>1且第二需量周期T2的取值范围为0<T2≤15分钟。

当滑差个数N＝1时则选择区间式需量计算方法，当滑差个数N大于1时则选择滑差式需量计算方法。因此当滑差个数N＝1时则采用区间式需量计算方法，本实施例中，区间式需量计算方法的需量周期T＝10分钟；本实施例中，滑差个数N＝2，滑差周期T1＝1分钟，则采用滑差式需量计算方法，采用滑差式计算需量方法计算时步骤(6)中的需量周期更改包括滑差个数和/或滑差周期的更改对第二需量周期的影响。

实施例一：

使用区间式需量计算方法对时钟校准和需量周期更改后的需量计算如下：

需量周期T内的时间校准：

如图2所示，需量周期为[0，T)，时钟校准前的时间t1小于校准后的时间t2，即时钟往后校时，t1和t2都在需量周期T内，在[0，T)内累计的电量为E1，在[t2，T)内累计的电量为E2，则需量周期为[0，T)的需量P＝E2/T。

如图3所示，需量周期为[0，T)，时钟校准前的时间t1大于校准后的时间t2，即时钟往前校时，且t1和t2都在需量周期T内，在[0，t1)内累计的电量为E1，在[t2，T)内累计的电量为E2，则需量周期为[0，T)的需量P＝E2/T。

跨需量周期T的时间校准：

如图4所示，两个需量周期为[0，T)，[T，2T)，时钟校准前的时间t1小于校准后的时间t2，即时钟往后校时，且t1处于需量周期[0，T)内，t2处于需量周期[T，2T)内，在[0，t1)内累计的电量为E1，在[t2，2T)内累计的电量为E2，则需量周期[0，T)的需量P1＝0，需量周期[T，2T)的需量P2＝E2/T。

如图5所示，两个需量周期为[0，T)，[T，2T)，时钟校准时的时间t1大于校准后的时间t2，即时钟往前校时，t2处于需量周期[0，T)内，t1处于需量周期[T，2T)内，在[0，T)内累计的电量为E1，在[T，t1)内累计的电量为E2，在[t2，T)内累计的电量为E3，则需量周期[0，T)的需量P1＝E3/T，需量周期[T，2T)的需量P2＝0。

需量周期更改：

需量周期改变后的需量周期T′大于更改前需量周期T：

如图6所示，更改前需量周期为[0，T)，更改后需量周期为[0，T′)，需量周期更改点时间t3处于需量周期[0，T)内，在[0，t3)内累计的电量为E1，[t3，T′)内累计的电量为E2，则需量周期为[0，T′)的需量P＝E2/T′。

需量周期改变后的需量周期T′小于更改前需量周期T：

如图7所示，更改前需量周期为[0，T)，更改后需量周期为[0，T′)，需量周期更改点时间t3处于需量周期[0，T′)内，在[0，t3)内累计的电量为E1，[t3，T′)内累计的电量为E2，则需量周期为[0，T′)的需量P＝E2/T′。

实施例二：

使用滑差式需量计算方法对时钟校准和需量周期更改后的需量计算如下：

滑差周期T1内的时间校准：

如图8所示，滑差周期为T1，滑差个数N＝2，则第二需量周期为T2＝2T1，时钟校准前的时间t1小于校准后的时间t2，即时钟往后校时，且t1和t2都在滑差周期[2T1，3T1)内，在[0，T1)内累计的电量为E1，在[T1，2T1)内累计的电量为E2，在[2T1，t1)内累计的电量为E3，在[t2，3T1)内累计的电量为E4，在[3T1，4T1)内累计的电量为E5，则第二需量周期[0，2T1)的需量P1＝0；第二需量周期[T1，3T1)的需量P2＝E4/2T1；第二需量周期[2T1，4T1)的需量P3＝(E4+E5)/2T1；

如图9所示，滑差周期为T1，滑差个数N＝2，则第二需量周期为T2＝2T1，时钟校准前的时间t1大于校准后的时间t2，即时钟往前校时，且t1和t2都在滑差周期[2T1，3T1)内，在[0，T1)内累计的电量为E1，在[T1，2T1)内累计的电量为E2，在[2T1，t1)内累计的电量为E3，在[t2，3T1)内累计的电量为E4，在[3T1，4T1)内累计的电量为E5，则第二需量周期[0，2T1)的需量P1＝0；第二需量周期[T1，3T1)的需量P2＝E4/2T1；第二需量周期[2T1，4T1)的需量P3＝(E4+E5)/2T1；

跨滑差周期T1的时间校准：

如图10所示，滑差周期为T1，滑差个数N＝2，则第二需量周期为T2＝2T1，时钟校准时的时间t1小于校准后的时间t2，即时钟往后校时，且t1在滑差周期[2T1，3T1)内，t2在滑差周期[3T1，4T1)内，在[0，T1)内累计的电量为E1，在[T1，2T1)内累计的电量为E2，在[2T1，t1)内累计的电量为E3，在[t2，4T1)内累计的电量为E4，在[4T1，5T1)内累计的电量为E5，则第二需量周期[0，2T1)的需量P1＝0；第二需量周期[T1，3T1)的需量P2＝0；第二需量周期[2T1，4T1)的需量P3＝E4/2T1；第二需量周期[3T1，5T1)的需量P4＝(E4+E5)/2T1。

如图11所示，滑差周期为T1，滑差个数N＝2，则第二需量周期为T2＝2T1，时钟校准时的时间t1大于校准后的时间t2，即时钟往前校时，且t1在滑差周期[2T1，3T1)内，t2在滑差周期[T1，2T1)内，在[0，T1)内累计的电量为E1，在[T1，2T1)内累计的电量为E2，在[2T1，t1)内累计的电量为E3，在[t2，2T1)内累计的电量为E4，在[2T1，3T1)内累计的电量为E5，则第二需量周期[0，2T1)的需量P1＝0；第二需量周期[T1，3T1)的需量P2＝(E4+E5)/2T1。

滑差个数更改对第二需量周期T2的影响：

如图12所示，滑差周期为T1，滑差个数N′＝3，则第二需量周期为T2′＝3T1，且第二需量周期更改时间t4在滑差周期[2T1，3T1)内，在[0，2T1)内累计的电量为E1，在[t4，3T1)内累计的电量为E2，在[3T1，4T1)内累计的电量为E3，在[4T1，5T1)内累计的电量为E4，在[5T1，6T1)内累计的电量为E5，则第二需量周期[0，3T1)的需量P1＝E2/3T1；第二需量周期[T1，4T1)的需量P2＝(E2+E3)/3T1；第二需量周期[2T1，5T1)的需量P3＝(E2+E3+E4)/3T1；需量周期[3T1，6T1)的需量P4＝(E3+E4+E5)/3T1。

如图13所示，滑差周期为T1，滑差个数更改前N＝3，滑差个数更改后N′＝2，则更改后的第二需量周期T2′＝2T1，且第二需量周期更改时间t4在滑差周期[3T1，4T1)内，在[0，3T1)内累计的电量为E1，在[3T1，t4)内累计的电量为E2，在[t4，4T1)内累计的电量为E3，在[4T1，5T1)内累计的电量为E4，在[5T1，6T1)内累计的电量为E5，则更改后的第二需量周期[0，2T1)的需量P1＝0；更改后的第二需量周期[T1，3T1)的需量P2＝0；更改后的第二需量周期[2T1，4T1)的需量P3＝E3/2T1；更改后的第二需量周期[3T1，5T1)的需量P4＝(E3+E4)/2T1；需量周期[4T1，6T1)的需量P5＝(E4+E5)/2T1。

滑差周期的更改对第二需量周期T2的影响：

如图14所示，滑差周期更改前为T1，滑差周期更改后为T1′，且T1′＝2T1，滑差个数N＝2，则第二需量周期为T2′＝2T1′＝4T1，且滑差周期更改时间t5在滑差周期[3T1，4T1)内，在[0，T1)内累计的电量为E1，在[T1，2T1)内累计的电量为E2，在[2T1，3T1)内累计的电量为E3，在[3T1，t5)内累计的电量为E4，在[t5，4T1)内累计的电量为E5,在[4T1，6T1)内累计的电量为E6，在[6T1，8T1)内累计的电量为E7，则第二需量周期[0，4T1)的需量P1＝E5/4T1；第二需量周期[2T1，6T1)的需量P2＝(E5+E6)/4T1；第二需量周期[4T1，8T1)的需量P3＝(E6+E7)/4T1。

如图15所示，滑差周期更改前为T1，滑差周期更改后为T1″，且T1″＝T1/2，滑差个数N＝2，则第二需量周期为T2′＝2T1″＝T1，且滑差周期更改时间t5在滑差周期[3T1″，4T1″)内，在[0，2T1″)内累计的电量为E1，在[2T1″，t5)内累计的电量为E2，在[t5，4T1″)内累计的电量为E3，在[4T1″，5T1″)内累计的电量为E4，在[5T1″，6T1″)内累计的电量为E5,在[6T1″，7T1″)内累计的电量为E6，在[7T1″，8T1″)内累计的电量为E7，则第二需量周期[0，2T1″)的需量P1＝0；则第二需量周期[T1″，3T1″)的需量P2＝0；则第二需量周期[2T1″，4T1″)的需量P3＝E3/2T1″；则第二需量周期[3T1″，5T1″)的需量P4＝(E3+E4)/2T1″；则第二需量周期[4T1″，6T1″)的需量P5＝(E4+E5)/2T1″；则第二需量周期[5T1″，7T1″)的需量P6＝(E5+E6)/2T1″；则第二需量周期[6T1″，8T1″)的需量P6＝(E6+E7)/2T1″。

在智能电表的使用时，假设使用区间式需量计算方法计算需量，需量周期T＝10分钟，在t1＝8分钟时出现时钟往前校准，使时钟校准到t2＝2分钟时，未出现校时的[0,8)分钟累计的电量为E1，校时后[2,10)分钟内累计的电量为E2，如果未对校时前的数据进行清零时，则需量周期[0,10)内的需量P1＝(E1+E2)/10，因此出现了[2,8)分钟内的电量的重复累加，需量P1值偏大，如果对校时前的数据进行清零时，则清零后的需量周期[0,10)内的需量P2＝E2/10；未出现电量重复累加的情况，清零后的需量P2更接近于或小于实际的需量值。

并且国家对大工业用户执行的电价包括基本电费、电量电费及力率调整电费三部分组成，其中基本电费可按变压器容量计算也可按最大需量功率计算，一般用最大需量计收基本电费相对更合理一些，如果按最大需量计收用户基本电费，就需要测量用户用电的最大需量功率值。因此如果对智能电表进行校时时出现的需量值偏大，则增加用户的电费，因此采用清零后的需量计算方法更加合理和准确。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能电表的需量计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)、检测智能电表是否有时钟校准或需量周期改变的情况，若有时钟校准情况发生，则转至步骤(2)，若有需量周期变化时，则转至步骤(4)；若没有时钟校准和需量周期变化则转至步骤(6)，并继续检测；

步骤(2)、采集时钟校准前的时间t1和校准后的时间t2；

步骤(3)、将校准后的时间t2之前的用于计算这个需量周期T内的电量数据清零，计算校准后的时间t2到校准后的时间t2所处的需量周期结束时间之间的电量数据，并计算校准后的时间t2所处的需量周期内的需量，并转至步骤(6)；

步骤(4)、采集需量周期改变的时间点t3以及需量周期改变后的周期T′；

步骤(5)、将需量周期改变的时间点t3之前采集的电量数据清零，并且计算需量周期改变的时间t3至需量周期改变后的周期T′的结束时间之间的电量数据，并计算需量周期改变后的周期T′内的需量，并转入步骤(6)；

步骤(6)、使用需量计算方法计算智能电表未发生更改情况的需量周期内的需量。

2.根据权利要求1所述的智能电表的需量计算方法，其特征在于：所述步骤(3)中包括以下步骤：

步骤(3-1)、判断时钟校准前的时间t1和校准后的时间t2是否处于一个需量周期T内，若处于一个需量周期T内时，则转至步骤(3-2)，若处于不同的需量周期T内，则转至步骤(3-3)；

步骤(3-2)、计算时钟校准后的时间t2至需量周期T内的电量数据，计算需量周期T内的需量；

步骤(3-3)、计算校准后的时间t2到校准后的时间t2所处的周期结束时间之间的电量数据，并计算校准后的时间t2所处的需量周期内的需量。

3.根据权利要求1所述的智能电表的需量计算方法，其特征在于：所述需量周期T的取值范围为0<T≤15分钟。

4.根据权利要求1或2所述的智能电表的需量计算方法，其特征在于：所述需量周期T＝10分钟。

5.根据权利要求1所述的智能电表的需量计算方法，其特征在于：所述步骤(1)中的需量计算方法为区间式需量计算方法或滑差式需量计算方法。

6.根据权利要求5所述的智能电表的需量计算方法，其特征在于：滑差式计算需量方法的滑差周期为T1，第二需量周期为T2，其中T2＝T1*N，N为滑差个数，N>1。

7.根据权利要求6所述的智能电表的需量计算方法，其特征在于：当滑差个数N＝1 时则选择区间式需量计算方法，当滑差个数N大于1时则选择滑差式需量计算方法。

8.根据权利要求6所述的智能电表的需量计算方法，其特征在于：所述滑差周期T1＝1分钟。

9.根据权利要求6所述的智能电表的需量计算方法，其特征在于：所述第二需量周期T2的取值范围为0<T2≤15分钟。

10.根据权利要求6所述的智能电表的需量计算方法，其特征在于：采用滑差式计算需量方法计算时则步骤(6)中的需量周期更改包括滑差个数和/或滑差周期的更改。

Images