CN110261674A - 一种基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法 - Google Patents

Abstract

一种基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法。本发明为电子式电表提供一种Dimmer窃电的检测方法。Dimmer的中文名为调光器，工作原理是通过减少或增加电压RMS值促使一定平均功率的灯光产生不同光强度的输出。在电子式电表中，当外部接入Dimmer时，会改变表计采样的电压波形，不仅仅是电压幅值上，还有电压和电流的相位角，从而降低有功功率(P＝U*I*cosφ)，实现窃电。本发明能够为Dimmer窃电提供更加可靠的检测方法，提高电表的防窃电功能。

Description

一种基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法

技术领域

本发明涉及一种Dimmer(中文名为调光器，工作原理是通过减少或增加电压RMS值促使一定平均功率的灯光产生不同光强度的输出)窃电的检测方法，主要用于电子式电表领域。

背景技术

目前在电表领域里，电子式电表的应用越来越广泛，而电表的防窃电检测成为电子式电表的技术难点；目前电表的防窃电检测技术已经相对成熟，其中关于Dimmer窃电的检测方法，常用的检测方法是基于电压波形最大值和有效值的检测方法，但基于电压波形二阶差分值的Dimmer窃电检测方法并未被提出。

关于Dimmer窃电的检测方法，目前常用的检测方法是基于电压波形最大值和有效值，检测判断逻辑如下：

(1)电压波形为非正弦波；(电压波形最大值和电压有效值的√2倍是否相等，两者的差值大约在1％以内)

(2)电压有效值U<(Un-2.5)或者U>(Un+2.5)；(因为5次谐波的时候，电压值U>(Un-2.5)而且U<(Un+2.5)，

基于电压波形最大值的Dimmer检测方法的程序流程图如图1所示。

上述现有技术所存在的问题：

1)Dimmer在刚打开的时候(处于ON这一档)电压波形畸变最小，按目前的软件算法(电压有效值的1.414倍与最大值的差是否在1％以外)还不能完全检测出表计是否为加Dimmer状态。

2)Dimmer在旋转的过程中，可能出现电压有效值处于Un的±2.5V以内，按目前的软件算法(电压有效值U<(Un-2.5)或者U>(Un+2.5))还不能完全检测出表计是否为加Dimmer状态。

3)当电表的电源方案使用开关电源时，即使外部接入Dimmer，电压波形最大值和有效值仍然是接近于√2倍，按目前的软件算法，不能完全检测出表计是否为加Dimmer状态。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法。

本发明采用以下技术方案：

一种基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法，所述方法包括以下步骤：

S1：采样n个连续电压值，x₁，x₂，x₃……x_n，根据n个连续电压值计算得到n-2个二阶差分值DDMAX；

S2：将步骤S1所得各二阶差分值DDMAX的绝对值与异常阈值进行比较，对于二阶差分值DDMAX的绝对值大于异常阈值的个数进行计数；

S3：将步骤S2所得计数与设定值m进行比较，若二阶差分值DDMAX的绝对值大于异常阈值的个数Z超过设定值m，则判定为窃电状态；反之为非窃电状态。

一般地，所述二阶差分值DDMAX＝(x_i+1-x_i)-(x_i-x_i-1)，2≤i≤n-1。

以x₁,x₂,x₃为例，计算一阶差分Y1＝x₂-x₁，Y2＝x₃-x₂，计算二阶差分Z＝Y2-Y1＝(x₃-x₂)-(x₂-x₁)。

作为优选，S2、S3中，所述异常阈值默认为0.03125倍的电压波形最大值Vmax。

作为优选，S3中，所述设定值m默认为9。

优选地，所述的基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法，包括以下步骤：

S1：在5个工频周期内，采样400个连续电压值，x₁，x₂，x₃……x₄₀₀，采样周期250μs，根据400个连续电压值计算得到398个二阶差分值DDMAX₃₉₈；获取电压波形最大值Vmax；

S2：将步骤S1所得各二阶差分值DDMAX₃₉₈的绝对值与异常阈值进行比较，对于二阶差分值DDMAX₃₉₈的绝对值大于异常阈值的个数进行计数；异常阈值为0.03125倍的电压波形最大值Vmax；

S3：将步骤S2所得计数与设定值9进行比较，若二阶差分值DDMAX₃₉₈的绝对值大于异常阈值的个数Z超过设定值9，则判定为窃电状态；反之为非窃电状态。

与现有技术相比，本发明解决Dimmer窃电问题，通过多个点的二阶差分为Dimmer窃电提供更加可靠的检测方法，提高电表的防窃电功能。

附图说明

图1为基于电压波形最大值的Dimmer检测方法的程序流程图。

图2为基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法的程序流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。

如图2所示，基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法，包括以下步骤：

S1：电能表上电主循环程序，上电秒任务，在5个工频周期内，采取400个连续电压值，x₁，x₂，x₃……x_n，采样周期250μs，根据400个连续电压值计算得到398个二阶差分值DDMAX₃₉₈；获取电压波形最大值Vmax；

S2：将步骤S1所得各二阶差分值DDMAX₃₉₈的绝对值与与异常阈值进行比较，对于二阶差分值DDMAX₃₉₈的绝对值与大于异常阈值的个数进行计数；异常阈值为0.03125倍的电压波形最大值Vmax；

S3：将步骤S2所得计数与设定值9进行比较，若二阶差分值DDMAX₃₉₈大于异常阈值的个数Z超过设定值9，则判定为窃电状态；反之为非窃电状态。

此外，该窃电检测方法还有一中断服务程序，如图2右侧所示，中断服务程序是250us运行1次，用于完成400个点的电压数据采集，图2左侧的主程序是每秒将这400个点的电压数据进行计算得到398个二阶差分值，然后根据398个二阶差分值中大于异常阀值的个数来判断是否为Dimmer状态。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法，所述方法包括以下步骤：

S1：采样n个连续电压值，x₁，x₂，x₃……x_n，根据n个连续电压值计算得到n-2个二阶差分值DDMAX；

S2：将步骤S1所得各二阶差分值DDMAX的绝对值与异常阈值进行比较，对于二阶差分值DDMAX的绝对值大于异常阈值的个数进行计数；

S3：将步骤S2所得计数与设定值m进行比较，若二阶差分值DDMAX的绝对值大于异常阈值的个数Z超过设定值m，则判定为窃电状态；反之为非窃电状态。

2.如权利要求1所述的基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法，其特征在于：所述二阶差分值DDMAX＝(x_i+1-x_i)-(x_i-x_i-1)，2≤i≤n-1。

3.如权利要求1所述的基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法，其特征在于：S2、S3中，所述异常阈值默认为0.03125倍的电压波形最大值Vmax。

4.如权利要求1所述的基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法，其特征在于：S3中，所述设定值m默认为9。

5.如权利要求1所述的基于电压波形二阶差分值的窃电检测方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

S1：在5个工频周期内，采样400个连续电压值，x₁，x₂，x₃……x₄₀₀，采样周期250μs，根据400个连续电压值计算得到398个二阶差分值DDMAX₃₉₈；获取电压波形最大值Vmax；

S2：将步骤S1所得各二阶差分值DDMAX₃₉₈的绝对值与异常阈值进行比较，对于二阶差分值DDMAX₃₉₈的绝对值大于异常阈值的个数进行计数；异常阈值为0.03125倍的电压波形最大值Vmax；

S3：将步骤S2所得计数与设定值9进行比较，若二阶差分值DDMAX₃₉₈的绝对值大于异常阈值的个数Z超过设定值9，则判定为窃电状态；反之为非窃电状态。