CN109444800B - 基于无线通信采集的台区识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于无线通信采集的台区识别方法，步骤包括：S1.实时采集目标台区中各节点电表的电量数据以及总表的总电量数据；S2.判断指定时间段内各节点电表的电量数据总和与总电量数据之间是否存在差值，如果是，判定目标台区内存在错误划分的电表或存在错误划分至其他台区的电表，转入执行步骤S3；S3.根据指定时间段内差值的变化趋势，识别出目标台区内错误划分的目标电表或错误划分至其他台区的目标电表。本发明能够利用无线通信数据采集模式实现台区自动识别，且具有实现方法简单、所需成本低，无需增设额外的硬件设备，且识别效率及精度高等优点。

Description

基于无线通信采集的台区识别方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种适用于采用无线通信模式的基于无线通信采集的台区识别方法。

背景技术

用电管理时为了安装低压集抄系统和统计台区线损，需要判断某计量装置属于哪个配变台区，以及为了提高配变利用率，需要将负载比较重相的一些用户移到用户比较轻的相进行供电以平衡三相供电，此时需要判断用户的相位。

如图1所示，由于台区的线路交织复杂，用户电表不规则分布，会存在两个或多个台区变压器在一起或附近等，是的档案录用人员工作量繁重，而仅靠人工记录智能电表的台区归属，很容易导致制作档案错误，如极易把台区1某些节点（如图中的圆圈所示的节点）制作成台区2的档案，这样台区2得到的总电量就为不真实的总电量，造成用电管理人员对用电的管理和计划无法得到准确、合理的实施。

目前分台区通常是通过人工分线停电，逐个线路检查来区分的方式，费时费力而且会给用户造成不方便。有从业者提出自动识别台区的方法以实现台区自动识别，但是通常都是通过安装载波发生器实现，由电力线每隔预设时间向台区内各个终端设备发送包含终端设备所属的台区编号和相序代号的载波信号，使得各个电力线载波终端设备接收所述载波信号，获取载波信号包含的台区编号和相序代号，从而确定各个电力线载波终端设备的台区和相序；该类方法实现操作复杂，且必须增设载波发生器，会增加硬件成本，也只能适用于安装了电力线载波终端的设备，不能用于采用无线通信模式的终端设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现方法简单、所需成本低，无需增设额外的硬件设备且识别精度和效率高的基于无线通信采集的台区识别方法，能够基于无线通信采集模式实现台区自动识别。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种基于无线通信采集的台区识别方法，步骤包括：

S1. 实时采集目标台区中各节点电表的电量数据以及总表的总电量数据；

S2. 判断指定时间段内各节点电表的电量数据总和与所述总电量数据之间是否存在差值，如果是，判定目标台区内存在错误划分的电表或存在错误划分至其他台区的电表，转入执行步骤S3；

S3. 根据指定时间段内所述差值的变化趋势，识别出目标台区内错误划分的目标电表或错误划分至其他台区的目标电表。

作为本发明的进一步改进：所述步骤S1中通过构建无线通信采集系统进行数据采集，由电表采集模块采集各节点电表、总表的电量数据进行存储，由集中器模块采集所述电表采集模块存储的数据上报给集中器，以及由所述集中器将接收的数据传输给主站。

作为本发明的进一步改进：所述电表采集模块采集各节点电表、总表的电量数据时，具体每隔指定时间△T采集各节点电表、总表的电量数据进行存储，并由指定时间段采集到的电量数据得到数据变化曲线进行存储。

作为本发明的进一步改进：所述数据变化曲线包括对应电压数据的电压曲线、对应功率数据的功率曲线和对应电量数据的电量曲线中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进：所述步骤S2中，每个△T间隔时计算目标台区中所有节点电表的电量数据总和∑q，并减去总表的电量数据Q后，得到所述差值△Q，即△Q = ∑q –Q，判断所述差值△Q的大小，如果指定个数所述差值△Q 均为大于预设阈值的正值，则判定目标台区内存在错误划分的电表，如果指定个数所述差值△Q 均为小于预设阈值的负值，则判定目标台区存在错误划分至其他台区的电表。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中，当判定到目标台区内存在错误划分的电表时，获取在指定时间段内所述差值的数据变化曲线，并分别获取目标台区内各节点电表的数据变化曲线进行比较，将所述数据变化曲线的相似度超过指定阈值的对应节点电表作为错误划分至目标台区的目标电表。

作为本发明的进一步改进：当不存在所述数据变化曲线的相似度超过指定阈值的节点电表时，将所述差值的数据变化曲线以及目标台区内各节点电表的数据变化曲线使用聚类分析，最终确定目标台区内错误划分的目标电表。

作为本发明的进一步改进：确定得到所述错误划分至目标台区的目标电表后，还包括电表台区识别步骤，具体步骤包括：搜索临近台区，若目标临近台区在指定时间段内所述差值均为负值，将所述目标电表的所述数据变化曲线与目标临近台区对应的所述差值的数据变化曲线进行匹配比较，若匹配，则确定目标电表属于目标临近台区。

作为本发明的进一步改进：所述步骤S3中，当判定到存在目标台区内电表错误划分至其他台区的电表时，获取在指定时间段内所述差值的数据变化曲线，并分别获取目标台区临近台区内各节点电表的数据变化曲线进行比较，将所述数据变化曲线的相似度超过指定阈值的对应节点电表作为错误划分至其他台区的目标电表。

作为本发明的进一步改进：当不存在所述数据变化曲线的相似度超过指定阈值时，将所述差值的数据变化曲线以及目标台区临近台区内各节点电表的数据变化曲线通过聚类分析，最终确定目标台区中错误划分至其他台区的目标电表。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明基于无线通信采集的台区识别方法，利用无线集抄方式采集总表和所辖各个电表电量总和的差值来判定台区划分情况，同时利用每一个台区和每一个相序都有自身特定特征的特性，在判定到存在错误划分的电表时，由各表总和与总表之间差值的变化趋势来识别出错误划分的电表，实现台区的自动识别，解决了无线抄表网络中临近台区之间节点的档案错误问题，提高了档案管理的智能化，且无需额外增设硬件辅助设备。

2、本发明基于无线通信采集的台区识别方法，在无线网络的情况下，通过对智能电表采集的海量数据进行识别，可以高效、低成本的进行台区、相序识别，基于台区识别可以提高配变的利用率，利于统计台变的线损，使得台区可以进行精细化的管理和线损考核，还可以实现对供电企业私自搭供电电线的检查。

附图说明

图1是台区线路及台区划分的原理示意图。

图2是本实施例基于无线通信采集的台区识别方法的实现流程示意图。

图3是本发明具体应用实施例中实现台区识别的详细流程示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图2所示，本实施例基于无线通信采集的台区识别方法步骤包括：

S1. 实时采集目标台区中各节点电表的电量数据以及总表的总电量数据；

S2. 判断指定时间段内各节点电表的电量数据总和与总电量数据之间是否存在差值，如果是，判定目标台区内存在错误划分的电表或存在错误划分至其他台区的电表，转入执行步骤S3；

S3. 根据指定时间段内差值的变化趋势，识别出目标台区内错误划分的目标电表或错误划分至其他台区的目标电表。

本实施例基于无线通信采集模式，利用无线集抄方式采集总表和所辖各个电表电量总和的差值来判定台区划分情况，同时利用每一个台区和每一个相序都有自身特定特征的特性，在判定到存在错误划分的电表时，由各表总和与总表之间差值的变化趋势来识别出错误划分的电表，实现台区的自动识别，能够解决传统无线抄表网络中临近台区之间节点的档案错误问题，提高了档案管理的智能化，且无需额外增设硬件辅助设备。

本实施例进一步通过对各表总和与总表之间差值的变化趋势的分析，还可以实现相序识别，从而实现台区、相序的自动识别。本实施例具体利用无线集抄的方式，在只有无线网络的情况下，通过对智能电表采集的海量数据按照上述步骤进行识别，可以高效、低成本的进行台区、相序识别，基于台区识别可以提高配变的利用率，利于统计台变的线损，使得台区可以进行精细化的管理和线损考核，还可以实现对供电企业私自搭供电电线的检查。

本实施例步骤S1中通过构建无线通信采集系统进行数据采集，无线通信采集系统包括电表采集模块、集中器模块、集中站以及主站，由电表采集模块采集各节点电表、总表的电量数据进行存储，由集中器模块采集电表采集模块存储的数据上报给集中器，以及由集中器将接收的数据传输给主站。在目标区域布置上述无线通信采集系统，上述无线通信采集系统通过无线网络对台区进行密集数据采集，利用采集到的大数据进行分析以实现高效的台区识别，既不增加硬件成本，又可以详细的获取各节点用户的用电情况，便于对台区用电更合理、精细化的管理，同时利于计算准确的线损。

本实施例中，电表采集模块采集各节点电表、总表的电量数据时，具体每隔指定时间△T采集各节点电表、总表的电量数据进行存储，并由指定时间段采集到的电量数据得到数据变化曲线进行存储，数据变化曲线包括对应电压数据的电压曲线、对应功率数据的功率曲线和对应电量数据的电量曲线等，具体可根据实际需求选取其中一种或多种的组合，还可以采用其他由电量数据得到的数据变化曲线。数据变化曲线可反映节点在一定时间段内的电量变化特性，不同台区不同节点的数据变化曲线不同，本实施例通过同时存储采集到的电量数据以及基于电量数据得到的数据曲线，将所需的数据曲线经过集中器上传给主站，后续主站即可根据各节点的数据变化曲线来识别错误划分的电表，从而实现台区识别。

本实施例步骤S2具体包括：每个△T间隔时计算目标台区中所有节点电表的电量数据总和∑q，并减去总表的电量数据Q后，得到差值△Q，即△Q = ∑q – Q，判断差值△Q的大小，如果指定个数差值△Q 均为大于预设阈值的正值，则判定目标台区内存在错误划分的电表，即存在不属于目标台区的电表，如果指定个数差值△Q 均为小于预设阈值的负值，则判定目标台区存在错误划分至其他台区的电表，即存在目标台区的电表错误划分至了临近台区。上述通过统计各电表的数据即可高效的判断出目标台区内是否存在错误划分的电表，后续则可再结合数据变化特性来最终识别出该错误划分的电表。

本实施例步骤S3中，当判定到目标台区内存在错误划分的电表时，获取在指定时间段内差值的数据变化曲线，并分别获取目标台区内各节点电表的数据变化曲线进行比较，将数据变化曲线的相似度超过指定阈值的对应节点电表作为错误划分至目标台区的目标电表。不同台区中不同节点的数据变化特性不同，若台区中存在错误划分的电表，所有电表总和与总表之间的差值即来自于该错误划分的电表，本实施例利用节点数据变化特性，在判定到台区内存在错误划分的电表时，使用台区内各节点的数据变化曲线与所有电表总和与总表之间的差值变化趋势进行比较，若两者相似则可判定对应的节点电表即为错误划分的电表。

本实施例当不存在数据变化曲线的相似度超过指定阈值的节点电表时，即由数据变化曲线比较不能判定时，则进一步将差值的数据变化曲线以及目标台区内各节点电表的数据变化曲线（电压曲线、电量曲线等）使用聚类分析，最终确定目标台区内错误划分的目标电表，可以进一步提高台区定位和相序识别的准确率。上述数据变化曲线具体采用功率曲线，还可以采用电压曲线、电量曲线等。

本实施例确定得到错误划分至目标台区的目标电表后，还包括电表台区识别步骤，具体步骤包括：搜索临近台区，若目标临近台区在指定时间段内差值均为负值，即从临近台区中搜索差值总为负值的台区，将目标电表的数据变化曲线与该目标临近台区对应的差值的变化趋势进行匹配比较，若匹配，则确定目标电表即属于该目标临近台区，实现电表的正确台区识别。

本实施例步骤S3中，当判定到存在目标台区内电表错误划分至其他台区的电表时，获取在指定时间段内差值的数据变化曲线，并分别获取目标台区临近台区内各节点电表的数据变化曲线进行比较，将数据变化曲线的相似度超过指定阈值的对应节点电表作为错误划分至其他台区的目标电表。与上述原理一致的，若台区中存在电表错误划分至其他台区，通过将各表总和与总表之间差值的数据变化曲线与临近台区各节点电表的数据变化曲线进行比较，若两者相似则可判定对应的节点电表即为错误划分至相临近台区的电表。

本实施例当不存在数据变化曲线的相似度超过指定阈值时，即由数据变化曲线比较不能判定时，将差值的数据变化曲线以及目标台区临近台区内各节点电表的数据变化曲线通过聚类分析，最终确定目标台区中错误划分至其他台区的目标电表。

本实施例具体首先通过表模块进行密集的数据采集，并将采集到的数据存储在表模块存储器里面，主站通过采集表模块和总表的数据进行大数据计算分析，以准确识别各节点所在台区以及识别出各台区中错误划分的电表，主站使用各表模块以及总表的数据实现指定区域内台区识别的详细流程为：

1）对当前台区的各个表总电量数据和总表求差值：各个表电量和∑q ﹣ 总表电量Q = △Q1 ，同样对临近台区的总电量求差△Q2，△Q3....；记录各条区的△Q1，△Q2，△Q3...的数据。

2）对于各表电量和总比总表大的+△Q的台区，表明存在错误划分至当前台区的电表，绘制△Q曲线图，其中X轴为间隔密度△T，Y轴为△Q，△Q也即为增加的电量，得到即为△Q增量曲线图；

3）对于+△Q总大于0的台区，读取台区内各节点电表的电压曲线、功率曲线和电量曲线。

4）将步骤2）中得到的+△Q增量曲线分别和步骤3）中读取到的各该节点的电压曲线、功率曲线和电量曲线进行比较，经过比较后，将相似度最高的即作为该台区多出的节点电表。

5）对于临近的台区，若临近台区的△Q总为减量（﹣△Q），表明存在该台区内的电表被错误划分至其他台区，则读取该台区的所有节点电表的电压曲线，同时与步骤4）确定的+△Q台区多余的电表的电压曲线进行对比，若该两条曲线相似，则可确定+△Q台区多余的电表属于该临近台区，最终识别得到错误划分电表的具体台区。

如图3所示，本发明在具体应用实施例中基于无线通信采集系统实现台区识别的流程为：

步骤1：使用电表模块采集电表数据。

电表模块每隔一段时间△T，密集的采集电压数据、功率数据，存储在表模的存储器中，保存一天的数据（△T *n = 24小时，其中n为个数），存满之后，第n+1个数据的覆盖第一个数据，n+2覆盖第2个数据……...以此类推。

步骤2：使用集中器模块采集表模块数据。

集中器模块每小时采集表模块的存储的曲线数据，并存在集中器模块中，再上报给集中器。

步骤3：集中器每隔一段时间△T密集的采集总表的电压数据、功率数据，并存储在集中器的存储区，等待主站的召测。

步骤4：集中器存储整个台区电表的曲线数据，等待主站的召测。

步骤5：根据需要可以设定主站召测数据的时间（例如1天），并实时分析。

步骤：主站对召测数据进行处理以实现台区识别，步骤包括：

步骤6.1：主站召测集中器冻结总表的一天的功率数据Q，一共N（24小时／△T）个数据；

步骤6.2：主站召测集中器冻结各个电表的一天的功率数据q，一共N（24小时/△T）个数据；

步骤6.3：对于步骤2各个电表在每个△T，求和对应各个电表电量之和∑q；

步骤6.4：在每个△T间隔时，计算该台区所有电表电量和减去总表电量，即△Q=∑q – Q，如果△Q 总为正值（+△Q|），则说明该台区有不属于该台区的电表，并绘制出该曲线（X轴△T,；Y轴△Q）。

步骤6.5：对于该台区不确定属于该台区的电表，利用步骤2中召测到的功率数据，绘制功率曲线（X轴△T,；Y轴q）；结合步骤4的（总表和各个表之和的差值曲线△Q）曲线数据，将该两条曲线的N个数据进行对比，比较各个点数据是否接近，如果该表的曲线和△Q的曲线相似度超过指定阈值，则说明该表为不属于该台区，即该电表错误划分至该台区。

步骤6.6：判断该表所属的台区：按照步骤4的方法寻找临近台区（B）的总表功率之明显大于该台区的所有表功率之和，表明该台区少了没抄到的电表数据，即存在电表错误划分至其他台区，然后读取该台区的所有电表电压曲线和步骤5中多余的那块表的电压曲线，如果两曲线吻合，确定多余的电表即属于该台区（B）。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种基于无线通信采集的台区识别方法，其特征在于，步骤包括：

S1.实时采集目标台区中各节点电表的电量数据以及总表的总电量数据；

S2.判断指定时间段内各节点电表的电量数据总和与所述总电量数据之间是否存在差值，如果是，判定目标台区内存在错误划分的电表或存在错误划分至其他台区的电表，转入执行步骤S3；

S3.根据指定时间段内所述差值的变化趋势，识别出目标台区内错误划分的目标电表或错误划分至其他台区的目标电表；

所述步骤S3中，当判定到目标台区内存在错误划分的电表时，获取在指定时间段内所述差值的数据变化曲线，并分别获取目标台区内各节点电表的数据变化曲线进行比较，将所述数据变化曲线的相似度超过指定阈值的对应节点电表作为错误划分至目标台区的目标电表；当不存在所述数据变化曲线的相似度超过指定阈值的节点电表时，将所述差值的数据变化曲线以及目标台区内各节点电表的数据变化曲线使用聚类分析，最终确定目标台区内错误划分的目标电表。

2.根据权利要求1所述的基于无线通信采集的台区识别方法，其特征在于：所述步骤S1中通过构建无线通信采集系统进行数据采集，由电表采集模块采集各节点电表、总表的电量数据进行存储，由集中器模块采集所述电表采集模块存储的数据上报给集中器，以及由所述集中器将接收的数据传输给主站。

3.根据权利要求2所述的基于无线通信采集的台区识别方法，其特征在于：所述电表采集模块采集各节点电表、总表的电量数据时，具体每隔指定时间△T采集各节点电表、总表的电量数据进行存储，并由指定时间段采集到的电量数据得到数据变化曲线进行存储。

4.根据权利要求3所述的基于无线通信采集的台区识别方法，其特征在于：所述数据变化曲线包括对应电压数据的电压曲线、对应功率数据的功率曲线和对应电量数据的电量曲线中的一种或多种。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的基于无线通信采集的台区识别方法，其特征在于：所述步骤S2中，每个△T间隔时计算目标台区中所有节点电表的电量数据总和∑q，并减去总表的电量数据Q后，得到所述差值△Q，即△Q＝∑q–Q，判断所述差值△Q的大小，如果指定个数所述差值△Q均为大于预设阈值的正值，则判定目标台区内存在错误划分的电表，如果指定个数所述差值△Q均为小于预设阈值的负值，则判定目标台区存在错误划分至其他台区的电表。

6.根据权利要求1所述的基于无线通信采集的台区识别方法，其特征在于，确定得到所述错误划分至目标台区的目标电表后，还包括电表台区识别步骤，具体步骤包括：搜索临近台区，若目标临近台区在指定时间段内所述差值均为负值，将所述目标电表的所述数据变化曲线与目标临近台区对应的所述差值的数据变化曲线进行匹配比较，若匹配，则确定目标电表属于目标临近台区。

7.根据权利要求1～4中任意一项所述的基于无线通信采集的台区识别方法，其特征在于，所述步骤S3中，当判定到存在目标台区内电表错误划分至其他台区的电表时，获取在指定时间段内所述差值的数据变化曲线，并分别获取目标台区临近台区内各节点电表的数据变化曲线进行比较，将所述数据变化曲线的相似度超过指定阈值的对应节点电表作为错误划分至其他台区的目标电表。

8.根据权利要求7所述的基于无线通信采集的台区识别方法，其特征在于，当不存在所述数据变化曲线的相似度超过指定阈值时，将所述差值的数据变化曲线以及目标台区临近台区内各节点电表的数据变化曲线通过聚类分析，最终确定目标台区中错误划分至其他台区的目标电表。

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