CN111948596A - 基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法和系统 - Google Patents

基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法和系统 Download PDF

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CN111948596A CN202010857564.2A CN202010857564A CN111948596A CN 111948596 A CN111948596 A CN 111948596A CN 202010857564 A CN202010857564 A CN 202010857564A CN 111948596 A CN111948596 A CN 111948596A
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Abstract

本发明公开了基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法和系统，涉及电能计量设备检测技术领域，解决了拆回检定导致的换表停电损失与优质供电服务影响的问题。本发明包括数据周期性采集、数据有效性判断与数据的线损计算、构建误差模型、导出计算结果等步骤，对待核查台区的台区总表、台区下所有分表的用电信息数据进行周期性采集，对周期性采集到的数据进行有效性判断，如不合格执行补采操作，数据的有效性合格构建线损模型进行线损计算；本发明基于台区总电量等于各分表电能量及线损之和的能量守恒模型，通过构建不同尺度的采样周期，实现线损的有效估计，提升台区下各分表误差计算的准确性。

Description

基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法和系统
技术领域
本发明涉及电能计量设备检测技术领域，具体涉及基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法和系统。
背景技术
电能已成为人类社会赖以生存和发展的重要能源，人类的所有活动几乎都与电有密切的关系。电能表作为客户与电力公司电能结算的重要设备，其质量的好坏直接关乎到各方的直接经济利益。因此，如何保证电能表的质量的好坏，就成为摆在电力公司及质量管理部门面前亟需解决的问题。
根据《电子式交流电能表检定规程》JJG596要求，0.2S级、0.5S级有功电能表,其检定周期一般不超过6年；l级、2级有功电能表和2级、3级无功电能表,其检定周期一般不超过8年，到期电能表应及时送回计量检定机构进行再次检定。按照现有智能电能表市场规模测算，拆回检定将导致每年百亿级资金浪费以及无法预计的换表停电损失与优质供电服务影响。
发明内容
针对上述问题，本发明引入一种基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法和系统。该方法相比现有方案主要优势在于，基于台区总电量等于各分表电能量及线损之和的能量守恒模型，通过构建不同尺度的采样周期，实现线损的有效估计，提升台区下各分表误差计算的准确性。
本发明通过下述技术方案实现：
基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法，包括如下步骤：
步骤1、数据周期性采集：对待核查台区的台区总表、台区下所有分表的用电信息数据进行周期性采集；
步骤2、数据有效性判断与数据的线损计算：对周期性采集到的数据进行有效性判断，如不合格执行补采操作，数据的有效性合格构建线损模型进行线损计算；
步骤3、构建误差模型：将所述步骤2后的台区总表和分表数据采用误差模型进行实时的误差计算；
步骤4、导出计算结果。
进一步地，用电信息数据包括一类数据和二类数据；
一类数据为长周期数据采集的数据，二类数据为短周期数据采集的数据，其中一类数据包括台区总表电能量数据、台区下所有分表的电能量数据；二类数据包括台区总表及台区下所有分表电压数据、电流数据及功率因数。
进一步地，所述步骤1中的周期性采集的详细步骤如下：
步骤a、首先确定一类数据采集组次Nl；每组数据采集两次，两次采集时间间隔为Tl，其中采集组次Nl在数值上应等于台区下分表数量之和；
步骤b、对台区总表、台区下所有分表执行一类数据采集操作，共采集Nl组数据，每组数据采集时间间隔应不小于Tl；ΔWij表示第i只电能表在执行第j组采集操作期间计量的电能量数据；其中i＝0表示台区总表，i＝1,2,3....Nl表示该台区下的第1只，2只，3只...Nl分表；j＝1,2,3....Nl；
步骤c、在执行一类数据采集同时，同步采集台区总表和台区下各分表的二类数据；
Figure BDA0002646980070000021
表示第i只电能表在执行第j组一类数据采集操作期间在ts时刻采集到的电压数据，
Figure BDA0002646980070000022
表示第i只电能表在执行第j组一类数据采集操作期间在ts时刻采集到的电流数据，
Figure BDA0002646980070000023
表示第i只电能表在执行第j组一类数据采集操作期间在ts时刻采集到的功率因数数据；采集时刻为ts＝t0+s*Ts j，其中
Figure BDA0002646980070000024
t0表示一类数据采集开始时间；Ts j为第j组二类数据采集周期，
Figure BDA0002646980070000025
表示每个一类数据采集周期内的二类数据采集次数；
其中，Tl、Ts j、
Figure BDA0002646980070000026
应满足下列等式要求：
Figure BDA0002646980070000027
对于三相四线制电能表而言，
Figure BDA0002646980070000028
可解为A相电压
Figure BDA0002646980070000029
B相电压
Figure BDA00026469800700000210
C相电压
Figure BDA00026469800700000211
Figure BDA00026469800700000212
可解为A相电流
Figure BDA00026469800700000213
B相电流
Figure BDA00026469800700000214
C相电流
Figure BDA00026469800700000215
对于三相三线制电能表而言，
Figure BDA00026469800700000216
可解为AB线电压
Figure BDA00026469800700000217
CB线电压
Figure BDA00026469800700000218
Figure BDA00026469800700000219
可解为A相电流
Figure BDA00026469800700000220
C相电流
Figure BDA00026469800700000221
进一步地，步骤1中，对于不同时刻的一类数据采集周期，其对应的的二类数据采集周期Ts j可能相同，可能不相同。
进一步地，所述步骤1中，Ts j对应的采样频率应不小于第(j-1)个Tl周期内出现的最高频率信号频率的2倍。
进一步地，所述步骤1中，为保证每组采集数据线性不相关，每组次之间采集间隔应不小于T，其中T＞Tl。
进一步地，数据有效性判断的方法如下：
Figure BDA0002646980070000031
当不平衡度δ超过设定阈值时，则该采样周期内的一类数据和二类数据均无效，此时应执行补采操作，补采操作为再次执行步骤1，直到一类数据有效组数等于Nl组，方可停止补采操作；
当不平衡度δ未超过设定阈值时，则该采样周期内的一类数据和二类数据为有效数据，此时进行步骤3。
进一步地，所述步骤2的线损模型为
Figure BDA0002646980070000032
其中
Figure BDA0002646980070000033
表示第i只电能表在执行第j组采集操作期间功率等效值；
对于单相电能表：
Figure BDA0002646980070000034
对于三相四线制电能表而言，
Figure BDA0002646980070000035
对于三相三线制电能表而言，
Figure BDA0002646980070000036
可解为AB线电压
Figure BDA0002646980070000037
CB线电压
Figure BDA0002646980070000038
Figure BDA0002646980070000039
可解为A相电流
Figure BDA00026469800700000310
C相电流
Figure BDA00026469800700000311
Figure BDA00026469800700000312
完成线损计算。
进一步地，所述步骤3中：
台区总表、分表在线误差检测模型为
Figure BDA0002646980070000041
其中εi表示台区下第i只电能表的误差数据；
并采用如下方程组计算εi，
Figure BDA0002646980070000042
得到εi，执行步骤4。
基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测系统，所述系统包括线损模型、误差模型和多种传感器用于数据采集和处理，所述系统用于实现上述方法步骤。
进一步地，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本方法中的步骤。本方法的具体使用依赖大量计算，因此优选的通过计算机程序来实现上述计算过程，所以任何包含本方法中所保护的步骤的计算机程序及其存储介质也属于本申请的保护范围内。
本发明具有如下的优点和有益效果：
本发明基于台区总电量等于各分表电能量及线损之和的能量守恒模型，通过构建不同尺度的采样周期，实现线损的有效估计，提升台区下各分表误差计算的准确性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的流程示意图。
图2为本发明的数据采集时刻示意图。
具体实施方式
在对本发明的任意实施例进行详细的描述之前，应该理解本发明的应用不局限于下面的说明或附图中所示的结构的细节。本发明可采用其它的实施例，并且可以以各种方式被实施或被执行。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性改进前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤1、数据周期性采集：如图2所示，对待核查台区的台区总表、台区下所有分表的用电信息数据进行周期性采集；
步骤2、数据有效性判断与数据的线损计算：对周期性采集到的数据进行有效性判断，如不合格执行补采操作，数据的有效性合格构建线损模型进行线损计算；
步骤3、构建误差模型：将所述步骤2后的台区总表和分表数据采用误差模型进行实时的误差计算；
步骤4、导出计算结果。
优选的，用电信息数据包括一类数据和二类数据；
一类数据为长周期数据采集的数据，二类数据为短周期数据采集的数据，其中一类数据包括台区总表电能量数据、台区下所有分表的电能量数据；二类数据包括台区总表及台区下所有分表电压数据、电流数据及功率因数。
优选的，所述步骤1中的周期性采集的详细步骤如下：
步骤a、首先确定一类数据采集组次Nl；每组数据采集两次，两次采集时间间隔为Tl，其中采集组次Nl在数值上应等于台区下分表数量之和；
步骤b、对台区总表、台区下所有分表执行一类数据采集操作，共采集Nl组数据，每组数据采集时间间隔应不小于Tl；ΔWij表示第i只电能表在执行第j组采集操作期间计量的电能量数据；其中i＝0表示台区总表，i＝1,2,3....Nl表示该台区下的第1只，2只，3只...Nl分表；j＝1,2,3....Nl；
步骤c、在执行一类数据采集同时，同步采集台区总表和台区下各分表的二类数据；
Figure BDA0002646980070000051
表示第i只电能表在执行第j组一类数据采集操作期间在ts时刻采集到的电压数据，
Figure BDA0002646980070000052
表示第i只电能表在执行第j组一类数据采集操作期间在ts时刻采集到的电流数据，
Figure BDA0002646980070000053
表示第i只电能表在执行第j组一类数据采集操作期间在ts时刻采集到的功率因数数据；采集时刻为ts＝t0+s*Ts j，其中
Figure BDA0002646980070000054
t0表示一类数据采集开始时间；Ts j为第j组二类数据采集周期，
Figure BDA0002646980070000055
表示每个一类数据采集周期内的二类数据采集次数；
其中，Tl、Ts j、
Figure BDA0002646980070000056
应满足下列等式要求：
Figure BDA0002646980070000057
对于三相四线制电能表而言，
Figure BDA0002646980070000058
可解为A相电压
Figure BDA0002646980070000059
B相电压
Figure BDA00026469800700000510
C相电压
Figure BDA00026469800700000511
Figure BDA0002646980070000061
可解为A相电流
Figure BDA0002646980070000062
B相电流
Figure BDA0002646980070000063
C相电流
Figure BDA0002646980070000064
对于三相三线制电能表而言，
Figure BDA0002646980070000065
可解为AB线电压
Figure BDA0002646980070000066
CB线电压
Figure BDA0002646980070000067
Figure BDA0002646980070000068
可解为A相电流
Figure BDA0002646980070000069
C相电流
Figure BDA00026469800700000610
优选的，步骤1中，对于不同时刻的一类数据采集周期，其对应的的二类数据采集周期Ts j可能相同，可能不相同。
优选的，所述步骤1中，Ts j对应的采样频率应不小于第(j-1)个Tl周期内出现的最高频率信号频率的2倍。
优选的，所述步骤1中，为保证每组采集数据线性不相关，每组次之间采集间隔应不小于T，其中T＞Tl。
优选的，数据有效性判断的方法如下：
Figure BDA00026469800700000611
当不平衡度δ超过设定阈值时，则该采样周期内的一类数据和二类数据均无效，此时应执行补采操作，补采操作为再次执行步骤1，直到一类数据有效组数等于Nl组，方可停止补采操作；
当不平衡度δ未超过设定阈值时，则该采样周期内的一类数据和二类数据为有效数据，此时进行步骤3。
优选的，所述步骤2的线损模型为
Figure BDA00026469800700000612
其中
Figure BDA00026469800700000613
表示第i只电能表在执行第j组采集操作期间功率等效值；
对于单相电能表：
Figure BDA00026469800700000614
对于三相四线制电能表而言，
Figure BDA00026469800700000615
对于三相三线制电能表而言，
Figure BDA0002646980070000071
可解为AB线电压
Figure BDA0002646980070000072
CB线电压
Figure BDA0002646980070000073
Figure BDA0002646980070000074
可解为A相电流
Figure BDA0002646980070000075
C相电流
Figure BDA0002646980070000076
Figure BDA0002646980070000077
完成线损计算。
优选的，所述步骤3中：
台区总表、分表在线误差检测模型为
Figure BDA0002646980070000078
其中εi表示台区下第i只电能表的误差数据；
并采用如下方程组计算εi，
Figure BDA0002646980070000079
得到εi，执行步骤4。
基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测系统，所述系统包括线损模型、误差模型和多种传感器用于数据采集和处理，所述系统用于实现上述方法步骤。
优选的，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本方法中的步骤。本方法的具体使用依赖大量计算，因此优选的通过计算机程序来实现上述计算过程，所以任何包含本方法中所保护的步骤的计算机程序及其存储介质也属于本申请的保护范围内。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、数据周期性采集：对待核查台区的台区总表、台区下所有分表的用电信息数据进行周期性采集；
步骤2、数据有效性判断与数据的线损计算：对周期性采集到的数据进行有效性判断，如不合格执行补采操作，数据的有效性合格构建线损模型进行线损计算；
步骤3、构建误差模型：将所述步骤2后的台区总表和分表数据采用误差模型进行实时的误差计算；
步骤4、导出计算结果。
2.根据权利要求1所述的基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法，其特征在于，用电信息数据包括一类数据和二类数据；
一类数据为长周期数据采集的数据，二类数据为短周期数据采集的数据，其中一类数据包括台区总表电能量数据、台区下所有分表的电能量数据；二类数据包括台区总表及台区下所有分表电压数据、电流数据及功率因数。
3.根据权利要求2所述的基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法，其特征在于，所述步骤1中的周期性采集的详细步骤如下：
步骤a、首先确定一类数据采集组次Nl；每组数据采集两次，两次采集时间间隔为Tl，其中采集组次Nl在数值上应等于台区下分表数量之和；
步骤b、对台区总表、台区下所有分表执行一类数据采集操作，共采集Nl组数据，每组数据采集时间间隔应不小于Tl；ΔWij表示第i只电能表在执行第j组采集操作期间计量的电能量数据；其中i＝0表示台区总表，i＝1,2,3....Nl表示该台区下的第1只，2只，3只...Nl分表；j＝1,2,3....Nl；
步骤c、在执行一类数据采集同时，同步采集台区总表和台区下各分表的二类数据；
Figure FDA0002646980060000011
表示第i只电能表在执行第j组一类数据采集操作期间在ts时刻采集到的电压数据，
Figure FDA0002646980060000012
表示第i只电能表在执行第j组一类数据采集操作期间在ts时刻采集到的电流数据，
Figure FDA0002646980060000013
表示第i只电能表在执行第j组一类数据采集操作期间在ts时刻采集到的功率因数数据；采集时刻为ts＝t0+s*Ts j，其中
Figure FDA0002646980060000014
t0表示一类数据采集开始时间；Ts j为第j组二类数据采集周期，
Figure FDA0002646980060000015
表示每个一类数据采集周期内的二类数据采集次数；
其中，Tl、Ts j、
Figure FDA0002646980060000021
应满足下列等式要求：
Figure FDA0002646980060000022
对于三相四线制电能表而言，
Figure FDA0002646980060000023
可解为A相电压
Figure FDA0002646980060000024
B相电压
Figure FDA0002646980060000025
C相电压
Figure FDA0002646980060000026
Figure FDA0002646980060000027
可解为A相电流
Figure FDA0002646980060000028
B相电流
Figure FDA0002646980060000029
C相电流
Figure FDA00026469800600000210
对于三相三线制电能表而言，
Figure FDA00026469800600000211
可解为AB线电压
Figure FDA00026469800600000212
CB线电压
Figure FDA00026469800600000213
Figure FDA00026469800600000214
可解为A相电流
Figure FDA00026469800600000215
C相电流
Figure FDA00026469800600000216
4.根据权利要求3所述的基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法，其特征在于，所述步骤1中，Ts j对应的采样频率应不小于第(j-1)个Tl周期内出现的最高频率信号频率的2倍。
5.根据权利要求3所述的基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法，其特征在于，所述步骤1中，每组次之间采集间隔应不小于T，其中T＞Tl。
6.根据权利要求3所述的基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法，其特征在于，数据有效性判断的方法如下：
Figure FDA00026469800600000217
当不平衡度δ超过设定阈值时，则采样周期内的一类数据和二类数据均无效，此时应执行补采操作，补采操作为再次执行步骤1，直到一类数据有效组数等于Nl组，方可停止补采操作；
当不平衡度δ未超过设定阈值时，则该采样周期内的一类数据和二类数据为有效数据，此时进行步骤3。
7.根据权利要求6所述的基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法，其特征在于，所述步骤2的线损模型为
Figure FDA00026469800600000218
其中
Figure FDA00026469800600000219
表示第i只电能表在执行第j组采集操作期间功率等效值；
对于单相电能表：
Figure FDA0002646980060000031
对于三相四线制电能表而言，
Figure FDA0002646980060000032
对于三相三线制电能表而言，
Figure FDA0002646980060000033
可解为AB线电压
Figure FDA0002646980060000034
CB线电压
Figure FDA0002646980060000035
Figure FDA0002646980060000036
可解为A相电流
Figure FDA0002646980060000037
C相电流
Figure FDA0002646980060000038
Figure FDA0002646980060000039
完成线损计算。
8.根据权利要求7所述的基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法，其特征在于，所述步骤3中：
台区总表、分表在线误差检测模型为
Figure FDA00026469800600000310
其中εi表示台区下第i只电能表的误差数据；
并采用如下方程组计算εi，
Figure FDA00026469800600000311
得到εi，执行步骤4。
9.基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测系统，其特征在于，所述系统为基于权利要求1-8任意一条所述的基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法的系统，所述系统用于实现所述方法。
CN202010857564.2A 2020-08-24 2020-08-24 基于多时间尺度的台区电能表误差在线检测方法和系统 Active CN111948596B (zh)

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