CN111521867A - 一种用于采集负荷数据的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于采集负荷数据的系统及方法，属于电能计量技术领域。本发明系统，包括：负荷录制设备模块，接在用户总线处，录制并存储用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用户的用电信息；负荷监测终端模块，连接用户电器，获取电器的用电数据，并将所述用电数据上报至负荷监测管理模块；负荷监测管理模块，采集用户电器负荷数据。本发明能够快速有效的对各种场景的负荷运行数据进行准确监测与录制，从而使非介入式负荷感知算法开发人员对负荷运行的特征进行更全面、更深入与更直观的使用，提高了非介入式负荷感知算法的研发水平，并实时监测用电信息，实现用电异常预警。
Description
技术领域
本发明涉及电能计量技术领域，并且更具体地，涉及一种用于采集负荷数据的系统及方法。
背景技术
目前对非介入式负荷感知模块的测试是在实验室环境下采用动态负载仿真测试和数字仿真测试的方法进行，但这两种测试方法所用的原始数据缺乏标准的采集模型，无法保障原始数据的可信采集。
同时，同一电器通过不同采集方法得到的原始数据辨识结果不尽相同，因此如何构建满足多场景的用电负荷数据标准采集模型已成为制约非介入式负荷感知模块检测的主要瓶颈。
发明内容
针对上述问题本发明提出了一种用于采集负荷数据的系统，包括：
负荷录制设备模块，接在用户总线处，录制并存储用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用户的用电信息；
负荷监测终端模块，连接用户电器，获取电器的用电数据，并将所述用电数据上报至负荷监测管理模块；
负荷监测管理模块，调用负荷录制设备模块存储的用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用电信息，接收负荷监测终端模块传输的用户电器的用电数据，通过对用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线、用电信息和用电数据的处理，采集用户电器负荷数据。
可选的，处理，包括：数据压缩存储、波形分析与统计、频谱分析、波形组合运算、谐波分析、有效值计算和功率计算。
可选的，负荷监测终端模块的数量与用户电器数量一致，每一个负荷监测模块连接一个用户电器。
可选的，负荷监测终端模块还用于监测用户电器是否出现过压、过流、过温、过载和漏电事件中的一种或多种，当监测到用户电器出现过压、过流、过温、过载和漏电事件中的一种或多种时，发出报警。
可选的，用电数据，包括：用户电器的启停时间、电流、电压和用电量；
用电信息，包括：用户电器总线处的电压、电流、频率、相位差、和谐波。
本发明还提出了一种用于采集负荷数据的方法，包括：
将负荷录制设备模块接在用户总线处，录制并存储用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用户的用电信息；
将负荷监测终端模块连接用户电器，获取电器的用电数据，并将所述用电数据上报至负荷监测管理模块；
控制负荷监测管理模块，调用负荷录制设备模块存储的用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用电信息，接收负荷监测终端模块传输的用户电器的用电数据，通过对用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线、用电信息和用电数据的处理，采集并存储用户电器负荷数据。
可选的，处理，包括：数据压缩存储、波形分析与统计、频谱分析、波形组合运算、谐波分析、有效值计算和功率计算。
可选的，负荷监测终端模块的数量与用户电器数量一致，每一个负荷监测模块连接一个用户电器。
可选的，方法还包括：控制负荷监测终端模块监测用户电器是否出现过压、过流、过温、过载和漏电事件中的一种或多种，当确定监测到用户电器出现过压、过流、过温、过载和漏电事件中的一种或多种时，发出报警。
可选的，用电数据，包括：用户电器的启停时间、电流、电压和用电量；
用电信息，包括：用户电器总线处的电压、电流、频率、相位差、和谐波。
本发明能够快速有效的对各种场景的负荷运行数据进行准确监测与录制，从而使非介入式负荷感知算法开发人员对负荷运行的特征进行更全面、更深入与更直观的使用，提高了非介入式负荷感知算法的研发水平，并实时监测用电信息，实现用电异常预警。
附图说明
图1为本发明一种用于采集负荷数据的系统结构图；
图2为本发明一种用于采集负荷数据的系统采集负荷数据原理图；
图3为本发明一种用于采集负荷数据的方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提出了一种用于采集负荷数据的系统，如图1所示，本发明系统包括：
负荷录制设备模块，接在用户总线处，录制并存储用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用户的用电信息；
负荷监测终端模块，连接用户电器，获取电器的用电数据，并将所述用电数据上报至负荷监测管理模块；
负荷监测管理模块，调用负荷录制设备模块存储的用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用电信息，接收负荷监测终端模块传输的用户电器的用电数据，通过对用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线、用电信息和用电数据的处理，采集用户电器负荷数据。
其中，处理，包括：数据压缩存储、波形分析与统计、频谱分析、波形组合运算、谐波分析、有效值计算和功率计算。
负荷监测终端模块的数量与用户电器数量一致，每一个负荷监测模块连接一个用户电器。
负荷监测终端模块还用于监测用户电器是否出现过压、过流、过温、过载和漏电事件中的一种或多种，当监测到用户电器出现过压、过流、过温、过载和漏电事件中的一种或多种时，发出报警。
用电数据，包括：用户电器的启停时间、电流、电压和用电量；
用电信息，包括：用户电器总线处的电压、电流、频率、相位差、和谐波。
负荷监测管理模块，以计算机技术和数据库技术为核心，管理大量负荷监测信息和数据储存的信息模块，通过WIFI接收负荷监测终端上传的用电数据。
利用负荷监测管理模块可以加强对负荷数据的处理，能够快速有效的对负荷的各种电参量进行准确的分析处理。
负荷监测管理模块主要具备数据压缩存储，波形分析与统计，频谱分析，波形组合运算，谐波分析，有效值计算，功率计算等功能；
负荷录制设备模块，是一种瞬态信号记录仪，接在入户总线处，能录制并保存各种不同信号的瞬态变化和各信号的幅值随时间变化的曲线，还可用它测试各种不同的电参量，如电压、电流、频率、相位差、谐波等，其电压采样范围为-420V～+420V，误差小于0.5V，且负荷录制设备的信号保存可依据需要进行选择，满足不同非介入式负荷感知算法所需原始数据的需求。
负荷监测终端模块，具备WIFI通信功能，可自动判断各个家用电器的启停时间，准确计量各个电器的用电量，计量精度可达1级，可主动将电压、电流和计量数据通过WIFI上传至负荷监测管理模块，并具备过压、过流、过温、突失负载报警功能与漏电监测功能，可实时告知用户异常用电事件，支持固件远程升级。
其中采集原理如图2所示，各个用电负荷接在带有WIFI通信功能的负荷监测终端模块上，负荷监测终端模块监测到用电负荷的用电信息后将用电信息以WIFI通信的方式上传给负荷监测管理模块，同时负荷录制设备模块开始录制负荷运行瞬态信号和负荷随时间变化的电压电流信号并将录制数据上传至负荷监测管理模块，负荷监测管理模块进行数据的分析与处理后将负荷数据保存。
本发明还提出了一种用于采集负荷数据的方法，如图3所示，包括：
将负荷录制设备模块接在用户总线处，录制并存储用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用户的用电信息；
将负荷监测终端模块连接用户电器，获取电器的用电数据，并将所述用电数据上报至负荷监测管理模块；
控制负荷监测管理模块，调用负荷录制设备模块存储的用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用电信息，接收负荷监测终端模块传输的用户电器的用电数据，通过对用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线、用电信息和用电数据的处理，采集并存储用户电器负荷数据。
其中，处理，包括：数据压缩存储、波形分析与统计、频谱分析、波形组合运算、谐波分析、有效值计算和功率计算。
负荷监测终端模块的数量与用户电器数量一致，每一个负荷监测模块连接一个用户电器。
控制负荷监测终端模块监测用户电器是否出现过压、过流、过温、过载和漏电事件中的一种或多种，当确定监测到用户电器出现过压、过流、过温、过载和漏电事件中的一种或多种时，发出报警。
用电数据，包括：用户电器的启停时间、电流、电压和用电量；
用电信息，包括：用户电器总线处的电压、电流、频率、相位差、和谐波。
本发明实现了负荷数据的可信采集，能够快速有效的对各种场景的负荷运行数据进行准确监测与录制，从而使非介入式负荷感知算法开发人员对负荷运行的特征进行更全面、更深入与更直观的使用，提高了非介入式负荷感知算法的研发水平，并实时监测用电信息，实现用电异常预警。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于采集负荷数据的系统，所述系统包括：
负荷录制设备模块，接在用户总线处，录制并存储用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用户的用电信息；
负荷监测终端模块，连接用户电器，获取电器的用电数据，并将所述用电数据上报至负荷监测管理模块；
负荷监测管理模块，调用负荷录制设备模块存储的用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用电信息，接收负荷监测终端模块传输的用户电器的用电数据，通过对用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线、用电信息和用电数据的处理，采集用户电器负荷数据。
2.根据权利要求1所述的系统，所述处理，包括：数据压缩存储、波形分析与统计、频谱分析、波形组合运算、谐波分析、有效值计算和功率计算。
3.根据权利要求1所述的系统，所述负荷监测终端模块的数量与用户电器数量一致，每一个负荷监测模块连接一个用户电器。
4.根据权利要求1所述的系统，所述负荷监测终端模块还用于监测用户电器是否出现过压、过流、过温、过载和漏电事件中的一种或多种，当监测到用户电器出现过压、过流、过温、过载和漏电事件中的一种或多种时，发出报警。
5.根据权利要求1所述的系统，所述用电数据，包括：用户电器的启停时间、电流、电压和用电量；
所述用电信息，包括：用户电器总线处的电压、电流、频率、相位差、和谐波。
6.一种使用如权利要求1至5所述的任一系统采集负荷数据的方法，所述方法包括：
将负荷录制设备模块接在用户总线处，录制并存储用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用户的用电信息；
将负荷监测终端模块连接用户电器，获取电器的用电数据，并将所述用电数据上报至负荷监测管理模块；
控制负荷监测管理模块，调用负荷录制设备模块存储的用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线和用电信息，接收负荷监测终端模块传输的用户电器的用电数据，通过对用户电器的不同信号的瞬态变化数据、不同信号的幅值随时间变化的曲线、用电信息和用电数据的处理，采集并存储用户电器负荷数据。
7.根据权利要求6所述的方法，所述处理，包括：数据压缩存储、波形分析与统计、频谱分析、波形组合运算、谐波分析、有效值计算和功率计算。
8.根据权利要求6所述的方法，所述负荷监测终端模块的数量与用户电器数量一致，每一个负荷监测模块连接一个用户电器。
9.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括：控制负荷监测终端模块监测用户电器是否出现过压、过流、过温、过载和漏电事件中的一种或多种，当确定监测到用户电器出现过压、过流、过温、过载和漏电事件中的一种或多种时，发出报警。
10.根据权利要求6所述的方法，所述用电数据，包括：用户电器的启停时间、电流、电压和用电量；
所述用电信息，包括：用户电器总线处的电压、电流、频率、相位差、和谐波。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200811 |