CN111999691A - 一种计量传感器装置的误差校准方法和误差校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能表测量技术领域，提供了一种计量传感器装置的误差校准方法和误差校准装置，方法包括获取所述待校准计量传感系统中各计量传感器装置的原始计量数据；确定误差参照标准装置；根据所述误差参照标准装置的参照误差值和待校准计量传感系统构成的相对计量守恒环境，计算得到所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的参照测量误差。通过本发明的误差校准方法，可以得到等误差电能数据或者无误差电能数据，能够快速获取到待校准计量传感系统中全部支路的校准后的电能数据，能够有效解决目前计量传感器装置存在误差，导致数据不准确的问题。

Description

一种计量传感器装置的误差校准方法和误差校准装置

【技术领域】

本发明涉及智能表测量技术领域，特别是涉及一种计量传感器装置误差校准方法和误差校准装置。

【背景技术】

电能传感器用于测量供用电系统的支路电能量。家用电能表是常见的电能传感器之一。现实中，电能传感器存在许多问题：电能传感器有误差，误差需要检测；电能传感器的误差检测需要专用设备和人员，需要停电检测，由于电能传感器数量巨大，全面的误差检测是一个耗费时间和资源巨大的工作。而且，电能传感器的误差随使用年限发生变化，增加了电能传感器误差检测的工作量和人财物资源的耗费。

目前，随着计算机、网络和大数据技术的发展，全球对计量传感器技术和电能计量技术的研究做了大量的工作。主要的研究集中在：智能计量传感器装置的研究，包括上述电能传感器，以及相邻技术领域的水量传感器、气能传感器等等。目标在于提高测量精度，减小数据误差；智能计量传感器装置的校准技术的研究，加速计量传感器装置误差检测速度。

前述方案，仍旧无法通过计算方式解决现实中计量传感器存在误差，而且现有技术中逐一实体环境下检测计量传感器误差困难的问题。鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是如何通过计算解决计量传感系统中计量传感器装置存在误差，以及克服现有技术中计量传感器装置误差检测困难、效率低的问题。

进一步的，本发明还要解决计量传感系统中存在

本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种计量传感器装置的误差校准方法，待校准计量传感系统包括一个或多个计量传感器装置，所述误差校准方法包括：

获取所述待校准计量传感系统中各计量传感器装置的原始计量数据；

确定误差参照标准装置；

根据所述误差参照标准装置的参照误差值和待校准计量传感系统构成的相对计量守恒环境，计算得到所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的参照测量误差；

若所述误差参照标准装置的实际误差值和所述参照误差值相同，则计算得到的每一计量传感器装置的参照测量误差为各计量传感器装置的真实误差；若所述误差参照标准装置的实际误差值与所述参照误差值之间存在△X偏差，则根据所述△X偏差和参照测量误差计算得到各计量传感器装置的真实误差。

第二方面，本发明还提供了一种误差校准装置，所述误差校准装置包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被程序设置为执行第一方面所述的计量传感器装置的误差校准方法。

第三方面，本发明还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，用于完成第一方面所述的误差校准方法。

通过本发明的误差校准方法，可以通过简单的选定误差参照标准装置、串联误差参照标准装置或者在已知实际测量误差的关联计量传感系统中选择误差参照标准装置的方式，完成整个待校准计量传感系统中包含的各计量传感器装置的实际误差的校准。相比较现有技术中需要人为去校准的方式，大大提高的校准效率。

进一步的，可以对每一计量传感器装置的原始电能数据进行校准，可以得到等误差电能数据或者无误差电能数据，能够快速获取到待校准计量传感系统中全部支路的校准后的电能数据，还避免了测量每一计量传感器装置的误差过程。采用本发明的误差校准方法，能够准确测量供用电系统的电能数据，能够有效解决目前计量传感器装置存在误差，导致电能数据不准确的问题。

进一步地，利用本发明的误差校准方法还可以对计量传感器装置做误差实时监测或自动检测，可以解决传统计量传感器装置误差检测困难的技术难题。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种计量传感器装置的误差校准方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的图1中步骤11的第一种实现方式的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种待校准计量传感系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的图1中步骤11的第二种实现方式的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的图1中步骤11的第三种实现方式的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的一种待校准计量传感系统与一已知△X偏差的计量传感系统的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种待校准计量传感系统与另一已知△X偏差的计量传感系统的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种供电系统的总表和分表关系示意图；

图9是本发明实施例提供的一种计量传感系统网络拓扑关系确认方法流程示意图；

图10是本发明实施例提供的一种区域中电能计量装置总表和分表的分配效果示意图；

图11是本发明实施例提供的一种区域中电能计量装置总表和分表的分配效果示意图；

图12是本发明实施例提供的一种相似度计算方法流程示意图；

图13是本发明实施例提供的另一种相似度计算方法流程示意图；

图14是本发明实施例提供的还一种相似度计算方法流程示意图；

图15是本发明实施例提供的一种带实地验证反馈的计量传感系统网络拓扑关系确认方法流程示意图；

图16是本发明实施例提供的一种计量传感系统网络拓扑关系确认系统的架构示意图；

图17是本发明实施例提供的一种电能数据存储格式示意图；

图18是本发明实施例提供的另一种电能数据存储格式示意图；

图19是本发明实施例提供的一种误差校准装置的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

为便于理解本发明的技术方案，本发明首先对下文中出现的名词作具体的解释。

本发明所涉及的计量传感器装置指的是用于测量流经一条支路的电能量的装置，通常由电流传感器、电压传感器、电能量计量芯片和通信电路等构成。本发明中，通常认为计量传感器装置所测量的原始电能数据带有测量误差，尤其是在实际应用环境中，考虑计量传感器装置被使用一段时间后，必然会引入测量误差。其它类型的计量传感器装置，例如水量传感器装置、气能传感器装置、油量传感器装置等等也和计量传感器装置类似，在此，不一一赘述。

本发明所涉及的误差参考标准装置指的是作为误差参考基准的标准器，因此，描述中的确定误差参照标准装置，一定含义上来说就是误差参考标准装置所上报的计量数据。无论使用物理实验方法还是使用数学计算方法，任何一个量的测量都是相对于一个参考基准的测量；任何一次测量误差的检测都是相对于一个误差参考基准的检测，这个用于误差参考基准的标准器或数据被称为误差参考标准。例如，传统电能表误差检验的实验中的“标准表”就是一种误差参考标准。利用电能数据计算误差时，被当做参考基准数据使用的电能传感器的数据误差，就是这次计算的误差参考标准。

本发明所涉及的等误差数据指的是：对于任何一个有误差的计量传感器装置，当它的测量误差被检测出来后，用这个检测出来的误差值对计量传感器装置的原始计量数据(该原始计量数据带有误差)做误差校准处理之后，得到的所有校准后的计量数据仍然存在的误差都等于检测误差方法带来的误差。这些校准后的电能数据被称为“等误差”数据。所述的“等误差”等于误差参考标准自身的误差值(在本发明各实施例中也被描述为△X偏差)。等误差概念下，经过误差校准处理后，计量传感系统的每一个电能数据的测量误差是相同的。等误差概念，是发明人是针对计量传感系统领域经过多年研究后提出的有效理论。

本发明所涉及的无误差数据指的是：对于任何等误差数据，当它的“等误差”被测量和校准后，得到的数据即为无误差数据。考虑到理论上不可能存在绝对的无误差数据，可以换言之，无误差数据就是没有误差或者误差可以忽略不计的数据。

本发明所涉及的计量传感系统指的是：将用于测量一个供用电系统中所有支路电能量的全部计量传感器装置看作一个集合或一个完整的系统。这个系统的全部进线计量与全部出线消耗的计量相等，符合相对计量守恒定律(由于通常存在线损等因素，故称作相对计量守恒定律)。计量传感系统的特点之一在于，它的测量对象是一个完整系统的全部支路；计量传感系统的特点之二在于，该计量传感系统测量的全部计量数据都是等误差数据或无误差数据。基于本发明的误差校准方法，本发明的计量传感系统能够输出无误差计量数据。

实施例1：

为解决计量传感器装置存在误差以及误差检测困难的问题，本实施例提供一种计量传感器装置的误差校准方法，通过该误差校准方法，对每一计量传感器装置的原始电能数据进行校准，可以得到等误差电能数据或者无误差电能数据，能够快速获取到待校准计量传感系统中全部支路的校准后的计量数据。

进一步地，采用计量传感系统替换现有的电能表误差校验方法，可以提升工作效率，降低电能表校准和电能表轮换造成的高额费用。

在本实施例中，待校准计量传感系统包括一个或多个计量传感器装置，其中，本实施例的误差校准方法是基于相对计量守恒原理来实现的，待校准计量传感系统满足相对计量守恒定律。

其中，待校准计量传感系统中的一个或多个计量传感器装置符合正确的网络拓扑关系。网络拓扑关系指的是，电源进线计量传感器装置与用户计量传感器装置之间的连接以及归属关系，其中，电源进线计量传感器装置与用户计量传感器装置的概念是相对而言的，是一种电源总表和用户分表的关系。其中，本发明还将通过实施例4来展示，如何预先确定网络拓扑关系是否正确。

下面参阅图1，说明本实施例的计量传感器装置的误差校准方法的实现方式之一。所述误差校准方法包括如下步骤：

步骤10：获取所述待校准计量传感系统中各计量传感器装置的原始计量数据。

在本实施例中，可以通过集中器自动采集个体计量传感器装置的原始计量数据，传递至数据库服务器。其中，由于计量传感器装置存在误差，相应地，原始计量数据带有误差。

步骤11：确定误差参照标准装置。

在本实施例中，为了对原始数据进行校准，需要先设置误差参照标准装置，再基于误差参照标准装置对原始计量数据进行校准，以消除误差，得到较为准确的计量数据。关于误差参照标准装置的设置至少存在如下几种方式。

方式一：所述确定误差参照标准装置，具体为在所述待校准计量传感系统中任意选定一个计量传感器装置作为误差参照标准装置，则获取误差参照标准装置的实际误差值与所述参照误差值之间存在△X偏差，如图2所示，具体包括：

步骤1111：从计量传感系统取下被选定的计量传感器装置，测量被选定的计量传感器装置的实际误差值。

结合图3，待校准计量传感系统包括n个计量传感器装置，其中，计量传感器装置0在待校准计量传感系统为总表，用于测量进线电能量，计量传感器装置1～计量传感器装置n-1为分表，用于测量分线电能量，计量传感器装置0与计量传感器装置1～计量传感器装置n-1构成正确的网络拓扑关系，关于网络拓扑关系的正确与否，可以根据相关法进行确定。

可以在计量传感器装置0～计量传感器装置n-1中任一选择一计量传感器装置作为误差参照标准装置。

步骤1112：所述被选定的计量传感器装置的实际误差值减去所述被选定的计量传感器装置的参照误差值，得到所述△X偏差。

其中，指定所述误差参照标准装置的测量误差为指定值，在可选的实施例中，依据实际情况自行指定一数值作为误差指定值，也可以从标准测量误差区间中选取一个数值作为指定值。该指定值可能与计量传感器装置的真实测量误差存在出入，并不能真实反映该计量传感器装置的测量误差。所述误差参照标准装置的误差指定值与自身真实的误差值的差值，等于所述△X偏差。

方式二：所述确定误差参照标准装置，具体为在所述待校准计量传感系统中任意一个计量传感器装置所在的支路上，串联一已知实际误差值的第一计量传感器装置，则所述计算得到所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的参照测量误差，如图4所示，具体计量传感系统包括：

步骤1121：计量传感系统在所述待校准计量传感系统运行过程中，分别读取第一计量传感器装置的计量数据和所述支路上的计量传感器装置的计量数据，并计算出被选定的支路上的计量传感器装置的实际误差值。

步骤1122：所述被选定的支路上的计量传感器装置作为误差参照标准装置，并且，使用所述计算得到的被选定的支路上的计量传感器装置的实际误差值，计算得到所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的真实误差。

相比较方式一，方式二更适合于具体应用的实例场景，但是，方式二的实现过程中，也推荐在已有计量传感器系统的某一条支路或者多条支路中设置可供介入所述第一计量传感器装置的接口。

方式三：所述待校准计量传感系统与相邻的第一计量传感系统和/或第二计量传感系统能够构建相对第二计量守恒环境，则所述确定误差参照标准装置，具体为从所述第一计量传感系统和/或第二计量传感系统中任意选择一已知实际误差值的计量传感器装置作为所述误差参照标准装置；则所述计算得到所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的参照测量误差，如图5所示，具体包括：

步骤1131：将所述待校准计量传感系统，以及相邻的第一计量传感系统和/或第二计量传感系统中的各计量传感器装置建立依据所述第二计量守恒环境的能量等式。

结合图6，计量传感器装置1-计量传感器装置n属于所述待校准计量传感系统，待校准计量传感系统和第一计量传感系统同时隶属于计量传感系统Y(通常是从一个更大范围的计量传感系统去观察得到的)，可以选择第一计量传感系统中已知实际误差的计量传感器装置(例如计量传感器装置n)作为误差参照标准装置。相对应的，所述第一计量传感系统、计量传感系统Y和待校准计量传感系统之间的关系，也可以如图7所示，即第一计量传感系统可以表现为单一的计量传感器装置1’。

步骤1132：根据所述误差参照标准装置的实际误差值，计算得到所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的真实误差。

在本实施例中，可以依据所述已知实际误差值的相邻计量传感系统，选定相邻计量传感系统中具有实际误差值的计量传感器作为误差参照标准装置，按照此方法确定的参照误差值为实际误差值(也被描述为真实误差)，从而能够在基于所述待测计量传感系统，以及相邻的第一计量传感系统和/或第二计量传感系统能够构建相对第二计量守恒环境下，计算得到待测计量传感系统中各计量传感器装置的实际误差值。

采用方式三，设置误差参照标准装置时，按照如下步骤12所得到的每一计量传感器装置的测量误差为每一计量传感器装置的实际误差值，通过实际误差值对相应原始数据进行校准后，可以得到无误差计量数据。总体而言，三种方式中，方式三是最智能化的，但是，其具体实现也对于当前环境中的各计量传感系统的架构关系、数据的共享、计算能力提出了更高的要求。

在其他方式中，还可以将一标准表引入到待校准计量传感系统中，该标准表作为误差参照标准装置。关于误差参照标准装置的设置方式依据实际情况进行选择，在此，不做具体限定。

步骤12：根据所述误差参照标准装置的参照误差值和待校准计量传感系统构成的相对计量守恒环境，计算得到所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的参照测量误差。

步骤13：若所述误差参照标准装置的实际误差值和所述参照误差值相同，则计算得到的每一计量传感器装置的参照测量误差为各计量传感器装置的真实误差；若所述误差参照标准装置的实际误差值与所述参照误差值之间存在△X偏差，则根据所述△X偏差和参照测量误差计算得到各计量传感器装置的真实误差。

本发明实施例提供了一种基于误差参照标准装置获取每一计量传感器装置的测量误差的实现过程，在本发明实施例中，为了提高计算的准确度，还可以一线损的参数变量，但是，为了描述的间接性考虑，在下面的具体描述过程中并不引入所述线损的参数变量。具体可以采用如下方法，获取每一计量传感器装置的测量误差。在此，以计量传感器装置为电能计量装置为例进行说明。

对于一个有m条供电线路和n个耗电用户的供电系统，计量传感系统包含有至少(m+n)计量传感器装置，流经计量传感系统的电能量(计量数据)符合相对计量守恒定律，即：输入电能量之和＝用户消费电能量之和。

在本实施例中，按照公式一建立相对计量守恒关系式，其中公式一具体为：

其中，W_i表示第i条进线的计量传感器装置的原始计量数据，X_i表示第i条进线的计量传感器装置的测量误差；W_j表示第j条出线的计量传感器装置的原始计量数据，X_j表示第j条出线的计量传感器装置的测量误差。此处的相对计量守恒关系式的含义，以电能为例如：通常会将计量传感器装置之间的线损归入电能传感器的误差中，从而构成一个相对计量守恒等式。

然后，将所述误差参照标准装置对应的原始计量数据、所述误差参照标准装置对应的参照误差值以及其他计量传感器装置的原始计量数据，代入到公式一中，得到每一计量传感器装置的测量误差。

在采用参照测量误差对每一计量传感器装置进行补偿后，得到的补偿后的计量数据与真实的计量数据之间的误差，均等于△X偏差(即等偏差)。即，该计量传感系统给出的任何一个时点的(m+n)个计量数据，都会有一个相同的误差。这个△X偏差是等误差，是误差测量方法中的误差参考标准自身的误差。这意味着，使用任何方法检测了误差参考标准装置的等误差，也就知道了其余(m+n-1)个数据的误差值，从而得到电能数值的真实数值(无误差数据)。

因此，当误差参照标准装置的设置方式不同时，步骤12对应的数据校准方式也存在差异。

当采用前述方式二设置误差参照标准装置或者直接引用标准表作为误差参照标准装置时，基于所述误差参照标准装置获取所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的测量误差，前述测量误差是每一计量传感器装置的实际误差值，然后，基于每一计量传感器装置的实际误差值对相应的原始计量数据进行校准，得到无误差数据。

当采用前述方式一选定误差参照标准装置时，基于所述误差参照标准装置获取所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的测量误差，前述测量误差是每一计量传感器装置的参照测量误差，与实际误差值可能不相等。依据参照测量误差对原始计量数据进行校准后，得到补偿后的计量数据，针对待校准计量传感系统，每一计量传感器装置对应的补偿后的计量数据为等误差数据，需要消除等误差后，方能得到无误差数据。

由于等误差理论，每一计量传感器装置的实际误差值减去其参照测量误差，均对应等于所述△X偏差。因此，可以任意选取一计量传感器装置，获取其实际误差值，以获取待校准计量传感系统的△X偏差，从而对其他计量传感器装置的补偿后的计量数据进行校准，得到无误差计量数据。

在本实施例中，在获取了所述△X偏差后，依据所述△X偏差，对所述每一计量传感器装置的补偿后的计量数据进行校准，得到每一计量传感器装置的无误差计量数据，其中，无误差计量数据是理论上没有误差的数据或者误差可以忽略不计的数据。

实施例2：

在此，以一具体案例进行说明：在一个工业园区，10kV变压器1台，低压侧1条400V出线作为400V供用电系统进线，6条400V用户出线。其中，上述园区400V供用电系统，安装有传统电流互感器和三相电能表。

如图8所示，计量传感器装置M1’设置在供用电系统进线侧，为总表，用于测量进线计量数据，计量传感器装置M1～M6设置在用户出线侧，为分表，用于测量出线计量数据。

针对实施例1中的公式一，取m＝1，n＝6，得到如下方程式：

针对前述方程式，必须假设一条线路(不管它是进线还是出线)上的计量传感器装置的测量误差是一个已知的数值。否则，前述方程式是一个齐次方程，是一个没有唯一解的方程。

在可选的实现方案中，给定一条线路的计量传感器装置误差值为一指定值(该计量传感器装置即为误差参照标准装置)，该计量传感器装置的误差值指定值和该计量传感器装置的误差真值之间的差值，构成了等误差。并求解方程式中的其他个体计量传感器装置的误差数值，得到每个计量传感器装置的参照测量误差，依据参照测量误差对原始计量数据进行补偿，得到补偿后的计量数据(等误差计量数据)，如下：

W_i′＝W_i(1+X_i)

W_j′＝W_j(1+X_j)

其中，W_i′，W_j′表示第i条进线和对第j条出线补偿后的计量数据，除了计量传感系统的△X偏差之外，W_i′，W_j′是等误差数据。

在此过程中，计量传感系统对应的补偿后的计量数据具有一个共同的△X偏差(等误差)，在假设设定的误差参考标准的误差指定值是准确无误的条件下，前述的等误差数据也是无误差数据。

在得到了等误差数据之后，需要获取电量传感器装置的△X偏差，以对等误差数据进行校准，得到无误差数据。

在实际应用场景下，使用传统的检测技术和方法，可以检测到计量传感系统中任何一个计量传感器装置的实际误差值，例如第i个计量传感器装置的实际误差值X_ic，则可得到如下公式二：

X′_i＝X_ic-X_i

其中，X′_i表示计量传感系统的△X偏差，X_ic代表第i个计量传感器装置的实际误差值；X_i表示第i个计量传感器装置的参照测量误差。

获取了计量传感系统的△X偏差后，即可得到每个计量传感器装置的实际误差值，进而对计量数据进行校准，得到无误差计量数据。

在本案例中，计量传感系统的安装和构成如下：包括7套“电流传感器+电能芯片电路板”电能传感器；通过集中器自动采集个体计量传感器装置的原始计量数据，传递至数据库服务器。在所述数据库服务器内，装有计量传感系统数学模型和算法程序，对个体计量传感器装置传递的原始计量数据做计算，计算出个体计量传感器装置的参照测量误差。在所述数据库服务器内，依据参照测量误差，对个体计量传感器装置的原始计量数据进行补偿处理，得到等误差计量数据。最后，获取计量传感系统的△X偏差，以消除等误差，得到无误差计量数据。

在本案例中，计量传感系统的硬件由个体计量传感器装置+集中器+数据库服务器组合构成；软件包括通信软件和误差计算补偿软件。个体计量传感器装置的误差计算，可以在个体计量传感器装置中或者安装在其部件中的计算电路完成，也可以在专用计算装置(例如集中器)中完成。此外，具体可以通过边缘计算、云计算或雾计算实现计算过程。

实施例3：

针对上述实施例1中设置误差参照标准装置，本实施例还提供了一种可选的方案如下：

从所述待校准计量传感系统中逐次选择计量传感器装置，设定被选择的计量传感器装置的测量误差为指定值，并计算其他计量传感器装置的测量误差；依据计量传感器装置的测量误差与标准测量误差之间的关系，确定所述待校准计量传感系统中计量传感器装置的合格率；将所述合格率大于预设合格率阈值时，对应选择的计量传感器装置为误差参照标准装置。

采用此种方式设置的误差参照标准装置，其误差指定值有可能更接近于其误差真实值，在特殊应用场景下，可以免除确定△X偏差的过程，提高误差校准的效率。

在可选的实施例中，所述误差参照标准装置的数目为二，所述误差参照标准装置包括第一误差参照标准装置和第二误差参照标准装置；所述设置误差参照标准装置还包括：设置所述第一误差参照标准装置对应的权重值为第一加权值，设置所述第二误差参照标准装置对应的权重值为第二加权值，其中，第一加权值和第二加权值的大小，可以依据第一误差参照标准装置系统和第二误差参照标准装置各自对应的合格率而定，合格率高的误差参照标准装置对应的加权值也相对大些。再依据所述第一误差参照标准装置计算其他计量传感器装置的第一测量误差值；依据所述第二误差参照标准装置计算其他计量传感器装置的第二测量误差值；依据所述第一测量误差值、所述第一加权值、所述第二测量误差值以及所述第二加权值确定其他计量传感器装置的测量误差。

在本实施例中，采用加权平均的方式确定其他计量传感器装置的测量误差，能够提高准确度，更贴近实际情况。

针对前述方式选择误差参照标准装置时，有可能存在待校准计量传感系统中的全部计量传感器装置，均无法满足所述合格率大于预设合格率阈值，即，待校准计量传感系统中的任一计量传感器装置均无法被设置为误差参照标准装置，导致校准过程无法实现。为解决此问题，本实施例基于前述方案进行了改进，将误差参照标准装置的所属的区域范围不断延伸，在具体应用场景下，存在比待校准计量传感系统更大的计量传感系统，该更大的计量传感系统将待校准计量传感系统覆盖，在此，为了便于描述将能够覆盖待校准计量传感系统，并与待校准计量传感系统存在网络拓扑关系的更大的计量传感系统，描述为参考计量传感系统。可以从参考计量传感系统中，选择误差参照标准装置，以对原始计量数据进行校准。具体方案如下：

若在所述待校准计量传感系统中，不存在能够满足所述合格率大于预设合格率阈值的计量传感器装置，则查找能够覆盖所述待校准计量传感系统的参考计量传感系统。在所述参考计量传感系统中逐次选择计量传感器装置，直至查找到能够满足所述合格率大于预设合格率阈值的计量传感器装置，并将其设置为误差参照标准装置。

在本实施例中，当待校准计量传感系统中的计量传感器装置均无法作为误差参照标准装置时，往上游回溯，不断遍历筛选，直至找到一个合适的误差参照标准装置，以对数据进行校准。为特殊的应用场景提供了较佳的误差校准方法，拓宽了误差校准方法的适用场景。

在确定了误差参照标准装置后，可以按照实施例1的方式对计量数据进行校准，具体可以参照实施例1，在此，不再赘述。

实施例4：

本发明实施例4提供了一种计量传感系统网络拓扑关系确认方法，对于本发明来说，所述计量传感系统(在电能计量领域通常被描述为台区)可以是只要是涉及总表和分表之间具有计量关系的，都可以划分成为一个计量传感系统概念，如图9所示，本发明实施例的方法包括：

在步骤601中，确定潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统。其中，所述潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统中包括所述待校准计量传感系统。

这里的确定方法，可以是简单的通过数据库服务器中记录的信息进行划分，以用电为例：数据库服务器记录有各台区总表和各小区各楼栋的表分之间的映射关系(在本发明实施例中被描述为网络拓扑关系)。即可以根据划分的地理位置的片区特性进行潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统的标定。

除了上述简单的根据划分的地理位置的片区进行潜在计量传感系统标定以外，在本发明实施例实现过程中，优选的还可以结合具体安装环境，建立电表(包括总表和/或分表)与各安装设备(例如变电箱)之间的映射关系来辅助确定，具体的，相关操作人员会将设置在同一变电箱内的多块总表的对应设置信息上报给所述数据库服务器，相应的，所述同一变电箱或者同一变电站内的多个总表便可以成为所述潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统的对象之一。以图10中的计量传感器装置具体为电能计量装置为例，计量传感系统1(可以理解为实施例1中的待校准计量传感系统)和计量传感系统2中的两块电能计量装置总表若被设置同一变电箱中，则可以认为计量传感系统1和计量传感系统2为所述潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统。具体的，由于电能计量装置总表M0和电能计量装置总表N0被设置同一变电箱中，因此，其计量传感系统内的分表可能会发生实际线路连接和如图10所示的数据库服务器记录网络拓扑关系不一致，例如：所述电能计量装置分表M1和电能计量装置分表N1的线路被交叉连接了，即电能计量装置分表M1的线路被连接到了电能计量装置总表N0中，而电能计量装置分表N1的线路被连接到了电能计量装置总表M0中，此时，数据库服务器记录的网络拓扑关系如图10所示，而实际的线路连接关系却如图11所示。

在上述优选的实现方式，通过进一步结合了安装环境的相关信息(建立的电表与各安装设备之间的映射关系)，比上述的单纯依据数据库服务器中记录的，根据地理位置划分的总表和分表映射关系的数据，进行潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统划分更有效和精准。另一方面，该优选方式某种意义上可以放大分析的环境，提高通过计算最后识别出网络拓扑关系归属错误的有效性。例如：因为后续施工原因，在已有的变电站中新增总表，而相应的操作若仅以总表与分表的对应关系记录在数据库中，则缺失了实际可能发生网络拓扑关系归属错误的可能判断。因为，仅按照用电类型分类或者划分的地理位置的片区来分类，可能便会漏掉两者之间在同一变电站内的实际环境考虑。

还有一方面，在实际情况中，对于数据库服务器中记录的台区总表和各小区各楼栋的电能表分表之间的映射关系，除了可能存在的个别楼栋内电能表分表与总表的映射关系错误外，还可能发生直接登记的总表之间位置错误的可能，此时，通过上述优选的实现方式便可以更为有效的拓宽潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统的分析范围。仍然以图10为例，其中，由于电能计量装置总表M0和电能计量装置总表N0被设置同一变电箱中，因此，可能发生数据库中录入的电能计量装置总表MO和电能计量装置N0之间的位置就发生错误情况。这种情况同样会被考虑在本发明实施例后续的步骤203的确认过程中去。

在步骤602中，获取对应所述一个或者多个计量传感系统内所包含的各计量传感器装置的计量数据。

仍然以电能计量场景为例，此时的计量传感器装置表现为电能计量装置，而相应的计量数据表现为电能数据。

其中，获取电能数据的源端在本发明实施例中被描述为数据库服务器，所述数据库服务器在实际环境中通常表现为电力公司的数据管理平台，即拥有对计量传感系统范围内各电能计量装置总表和电能计量装置分表进行电能数据搜集、存储能力的主体。相应主体的实现方式，不局限于单机形式的服务器，还可以是云平台，或者交由第三方数据库管理平台来完成管理，在此不做特殊的限定。

在本发明实施例后续展开的具体计算方法中，对于所述电能数据的使用，涉及连续时间意义上的电能数据、不同时段上的电能数据、特殊场景下电能数据等等。甚至于，对于有些电能数据的使用上是现有的类似电力公司的数据管理平台无法直接提供的，则会需要本发明实施例所提出的相应方法来加工对应电能数据，具体如何加工将会在本发明实施例后续展开描述内容中具体介绍。

在步骤603中，根据所述计量数据，确认所述一个或者多个计量传感系统中，处于网络拓扑关系归属错误状态的一个或者多个计量传感器装置。

本发明实施例提出了一种确定潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统，并通过电能数据确定出所述一个或者多个计量传感系统中，处于网络拓扑关系归属错误状态的一个或者多个计量传感器装置的概率，从而为实地考察的工作人员提供更为有效的排查依据，相比较现有技术中需要实地考察的工作人员逐一电能计量装置排查的方式，不仅极大程度上节约了人力成本，还提高了排查的效率。本发明实施例的效果优势，对于应用规模越大的场景，其优势体现的尤为突出。

这样选择电能数据的方法，配合其他台区的用电网络拓扑关系计算，可以把不属于本台区的电能数据(在本发明具体实施例中将被简称“外来户”)“还回”给它理应所在的台区，可以把被“错误统计到其他台区”的电能数据(在本发明具体实施例中将被简称“逃逸户”)还原回到本台区来。从而可以得出本台区(和“相邻台区”)的真实台区用电网络拓扑关系。

在本发明实施例后续内容中展开描述的过程中，为了便于与实例场景结合阐述，主体以电能应用场景展开阐述，相应的计量传感器装置被表述为电能计量装置，相应的计量数据被表述为电能数据。本领域技术人员也可知，相应的实现内容同样可以被转用到用气、用水领域，后续不再赘述。

本发明实施例所提出的一种或者多种计算方式中，多以概率进行电能计量装置的网络拓扑关系归属错误状态进行描述，这主要是考虑到实际中涉及本发明所提出方法的应用场景通常会包含上百块甚至上千块电能计量装置(以一个小区为例就能达到千户左右级别的住户，而通常每一住户均会配备一块电能计量装置分表)，而对于一个地区、省市来说，涉及的电能计量装置的数量会更大，而具体计算环境也会更为复杂，尤其是一些涉及长距离传输，而传输过程中存在分流的可能，并且是被非正规通过数据库服务器登记的情况下分流的；另外，电能计量装置自身存在的误差和传输线路上的线损，也会将计算环境复杂化。因此，现实场景中给予计算的环境就是一个非理想的环境，相应的结果自然无法达到100％精准的计算结果，于是，本发明实施例提出了一种利用概率来描述各电能计量装置分表与其电能计量装置总表在网络拓扑关系归属错误上的可能性。所述概率可以是网络拓扑关系计算服务器计算出来给高级管理人员看的，对于实地考察的工作人员来说，可以是仅仅获取到一个要求去验证所述一个或者多个电能计量装置网络拓扑关系归属的指派任务即可。也就是说，通过本发明实施例方法，完成所述处于网络拓扑关系归属错误状态的一个或者多个电能计量装置的展示方式可以是多样的，在本发明实施例中并不做特殊的限定。

通过上述分析，在本发明实施例的步骤203中描述的所述确认所述一个或者多个计量传感系统中，处于网络拓扑关系归属错误状态的一个或者多个电能计量装置，存在一种具体的表现方式为：计算出所述一个或者多个计量传感系统中，发生网络拓扑关系归属错误概率超过预设阈值的一个或者多个电能计量装置。所述预设阈值可以由操作人员设定，例如：第一维度：根据实地考察的工作人员在依据本发明实施例所计算出来的处于网络拓扑关系归属错误状态的一个或者多个电能计量装置进行排查，反馈排查结果得到相应计算准确率后，动态的设定(通常准确率越低，相应的预设阈值可以设置相应高一些)。除此以外，还可以考虑第二维度：每经过一轮实地考察的工作人员排查后，根据更新后的网络拓扑关系计算得到的处于网络拓扑关系归属错误状态的一个或者多个电能计量装置数量的多少来动态的设定(通常该重新计算得到数量大，则相应的预设阈值可以设置相应低一些)。优选的是，综合考虑上述两个维度，并进一步加入第三个维度：实地考察的工作人员每次出勤允许排查的电能计量装置数量；由上述三个维度确定出来的预设阈值能够最大限度的在最短时间内完成存在错误概率的电能计量装置的排查。

在本发明实施例中，对于计算各计量传感系统中电能计量装置总表的电能数据和当前记录中与各计量传感系统建立有网络拓扑关系归属的一个或者多个电能计量装置的电能数据的相关性，提供了至少以下三种具体方式。

方式一，如图12所示：

在步骤701中，穷举所述一个或者多个计量传感系统中，各电能计量装置所能构成各计量传感系统中电能计量装置总表和对应计量传感系统内包含的电能计量装置分表之间的组合。

此处，虽然描述的是穷举，但是实际操作中会比步骤701中描述的更为多变和复杂，例如：对于历史上已经验证过网络拓扑关系的计量传感系统电能计量装置总表和相应计量传感系统内的电能计量装置分表，则可以作为已知量，以一种固定形式存在于各组合中，即上述已经验证过的网络拓扑关系(认为是正确的)不再加入所述步骤701中的穷举过程，从而简化整个方式一的计算过程。

但是，在具体操作过程中，处于严谨的考虑，优选的是，在初期的几轮计算过程中，可以将历史验证的网络拓扑关系作为正确的已知量来使用，而在经过几轮论证后，仍然存在较大的相似度偏差的话，则需要在经过本发明实施例所提出的方法验证过的网络拓扑关系的电能计量装置的基础上，对上述历史上验证过的网络拓扑关系，也需要当做待验证对象加入到本发明实施例步骤301中的穷举对象中去。

在步骤702中，依据电能计量装置总表计量值Z_i，以及相应组合中对应计量传感系统内包含的电能计量装置分表计量值之和F_i，计算Z_i和F_i两者的差值和/或两者差值的方差。

其中，i表明是第i个组合。而对于总表计量值Z_i而言，其可以采用一指定时长内的电能数据作为相应Z_i参数值，也可以选择某一时间段内的电能数据作为相应Z_i参数值，还可以采用分时段内的电能数据的组合作为相应Z_i参数值。在此不做特殊的限定，而其中优选的参数值选配方式，将在本发明实施例对应数据分析部分具体展开阐述。

在步骤703中，比较各组合计算得到的Z_i和F_i两者的差值和/或两者差值的方差，得到各组合为网络拓扑关系归属正确的概率。

其中，步骤702和步骤703中描述了一轮的Z_i和F_i两者的比较，而在具体操作中，比较的数量可以是多组，而对于多组比较过程，相应的电能数据也需要配置多组。简单结论是，通常比较的次数越多，对于用电拓扑数据计算服务器的计算资源的占用越多，相应的计算时间也会越长，但是，相应的计算结果的准确度也会得到一定的提高，最终如何取舍还是要看实际计算环境和实际的实地考察的工作人员数量来调整，在此不再赘述。

在步骤704中，根据实际获取的网络拓扑关系归属关系和得到的各组合为网络拓扑关系归属正确的概率，标定发生网络拓扑关系归属错误概率超过预设阈值的一个或者多个电能计量装置。

在本发明实施例中，所述网络拓扑关系归属正确的概率仅为一种数据表现上的描述，也是一种直观表现上的称呼；而在学术中，则更多的会被描述为简单皮尔逊相关系数，而所述皮尔逊简单相关系数的表达式具体如下：

其中，cov(Z_i，F_i)为上述Z_i和F_i两者之间的协方差，

为Z_i的标准差，ρ_F为F_i的标准差，表达式

为两者的标准差的乘积。皮尔逊简单相关系数

的取值总是在-1.0到1.0之间，接近0的变量被成为无相关性，接近1或者-1被称为具有强相关性，在本发明实施例中也被描述为概率。为了比较上的方便，通常在本发明实施例的优选实现方式中，可以给所述皮尔逊简单相关系数

取绝对值或者求平方后，在进行比较。

在具体操作过程中，所述被标定发生网络拓扑关系归属错误概率超过预设阈值的一个或者多个电能计量装置，可以直接通过本发明后续系统实施例中提出的配备给实地考察的工作人员的智能终端，将所述待验证的电能计量装置的相关信息发送给所述实地考察的工作人员的智能终端中，而由所述实地考察的工作人员去现场完成排查工作。

方式二，如图13所示：

在步骤801中，穷举所述一个或者多个计量传感系统中，各电能计量装置所能构成各计量传感系统中电能计量装置总表和对应计量传感系统内包含的电能计量装置分表之间的组合。

此处，虽然描述的是穷举，但是实际操作中会比步骤801中描述的更为多变和复杂，例如：对于历史上已经验证过网络拓扑关系的计量传感系统电能计量装置总表和相应计量传感系统内的电能计量装置分表，则可以作为已知量，以一种固定形式存在于各组合中，即上述已经验证过的网络拓扑关系(认为是正确的)不再加入所述步骤801中的穷举过程，从而简化整个方式二的计算过程。

但是，在具体操作过程中，处于严谨的考虑，优选的是，在初期的几轮计算过程中，可以将历史验证的网络拓扑关系作为正确的已知量来使用，而在经过几轮论证后，仍然存在较大的相似度偏差的话，则需要在经过本发明实施例所提出的方法验证过的网络拓扑关系的电能计量装置的基础上，对上述历史上验证过的网络拓扑关系，也需要当做待验证对象加入到本发明实施例步骤801中的穷举对象中去。

在步骤802中，依据电能计量装置总表计量值Z构成的阵列(Z_k1,Z_k2,…,Z_kj)，以及相应组合中对应计量传感系统内包含的电能计量装置分表计量值之和F构成的阵列(F_k1,F_k2,…,F_kj)，计算两者相似度。

其中，k为相应的计算相似度的数据组序号，j为每一组数据所包含的数据个数，上述数据具体为电能计量装置所上报的电能数据。在本发明实施例中，为了计算所述相似度，除了可采用上述方式外，还可以采用业内公知的复相关系数、偏相关系数和/或皮尔逊简单相关系数(类似可参考步骤304中展开描述的皮尔逊简单相关系数，类似的还有斯皮尔曼等级spearman相关系数和肯德尔kendall相关系数，在此不在赘述)相关系数来实现，在此不再一一赘述。

为了测定变量F(F_k1,F_k2,…,F_kj)与其他多个变量(Z_k1,Z_k2,…,Z_kj)之间的相关系数，可以考虑构造一个关于(Z_k1,Z_k2,…,Z_kj)的线性组合，通过计算该线性组合与F(F_k1,F_k2,…,F_kj)之间的简单相关系数作为变量F与(Z_k1,Z_k2,…,Z_kj)之间的复相关系数R。

在步骤803中，根据实际获取的网络拓扑关系归属关系和得到的各组合为网络拓扑关系归属正确的概率，标定发生网络拓扑关系归属错误概率超过预设阈值的一个或者多个电能计量装置。

在具体操作过程中，所述被标定发生网络拓扑关系归属错误概率超过预设阈值的一个或者多个电能计量装置，可以直接通过本发明后续系统实施例中提出的配备给实地考察的工作人员的智能终端，将所述待验证的电能计量装置的相关信息发送给所述实地考察的工作人员的智能终端中，而由所述实地考察的工作人员去现场完成排查工作。相比较方式一而言，方式二具有更高的精准度，属于方式一中的一种优选实现方式的具体展开形式。

方式三，如图14所示：

在步骤901中，在除去或者增加待判定的用户电能表时，计算所述的Z_i和F_i两者的差值和/或两者的方差的变化。

其中，所述除去待判定的用户电能表和增加待判定的用户电能表，实际上对应着本发明介绍的“外来户”和“逃逸户”概念。因此，所述方式三相比较方式一和方式二而言，将原本通过各种组合的相似度来求解具体电能计量装置网络拓扑关系正确概率的手段，转化为将“外来户”和“逃逸户”概念引入到计算过程中，在一个初始组合基础上，对各电能计量装置的网络拓扑关系正确概率进行计算，并且对于其错误类型也进行判断。

在步骤902中，穷举计算所有的待判定的用户电能表或者它们的组合，在加入或者退出F_i时，使得Z_i和F_i两者的差值和/或两者的方差向最小化变化，从而判定所述的待判定的用户电能表或者它们的组合为网络拓扑关系归属正确的概率。

相比较而言，方式三比方式一和方式二能够更有效的得到计算结果，但是，相对而言，方式三更适合于历史上已经确认出一部分电能计量装置的网络拓扑关系后，需要对于剩余的电能计量装置的网络拓扑关系进行确认的场景。因为，此时初始的组合中所包含的有效电能计量装置(即网络拓扑关系正确的电能计量装置)的数量更大，对于最终计算结果的准确率有更好的保证。

需要强调的是，本发明实施例所提供的计算各种相关系数的方法(包括步骤704中的计算方法)，已经提供的具体计算公式(例如上述计算复相关系数R的公式)均为适用于本发明实施例的诸多相关系数计算方法中的一种或者几种，本领域技术人员在本发明实施例所公开的技术思想基础上，可以无需创造性劳动将其他相似度计算方法应用到本发明具体实施方式中，且均属于本发明实施例的保护范围内。

在上述方式一、方式二和方式三中，都介绍了对于历史验证过的电能计量装置的网络拓扑关系，可以在初始几轮计算过程中，当成是已知的正确信息使用。相应操作已经可以很大程度上改善或者提高计算效率了，然而，基于本发明实施例所提出的计量传感系统网络拓扑关系确认方式，还存在一些优选的技术手段，可以进一步简化方式一、方式二和方式三中穷举的组合数量。具体阐述如下：

网络拓扑关系计算服务器，可以根据数据管理平台侧的用电线路检修记录和各电能计量装置原本归属的计量传感系统信息，完成各电能计量装置与归属的计量传感系统的验证；和/或，

网络拓扑关系计算服务器，可以根据超过预设阈值的电能计量装置反馈计量数据异常值和各电能计量装置原本归属的计量传感系统信息，完成各电能计量装置与归属的计量传感系统的验证；

将上述验证结果作为穷举组合中的已知固定属性，而对于未得到验证的电能计量装置进行穷举组合相关操作。其中，所述已知固定属性含义就是当做不变量，作为固有属性排除在穷举范围以外，直接加入到组合中作为组合包含的内容。

上述方案提供了一种优选的技术手段，能够将历史上发生的用电线路检修和计量数据异常结合起来，利用排除法等对于预先可以完成网络拓扑关系归属验证的各电能计量装置作为固定属性，排除在步骤701或者801的穷举范围之外，从而进一步降低计算量，提高本发明实施例所提出的计量传感系统网络拓扑关系确认方法的计算效率。

其中，用电线路检修可以是针对楼栋的用电检修、也可以是针对小区的用电检修、还可以针对地区的用电检修，相应用电检修会带来短暂的用电真空期，从而为个别计量传感系统的网络拓扑关系验证提供了可能。例如因为用电检修，对于一个小区内的用电采取停电措施，然而，实际上则是该小区的1栋电能计量装置仍然在工作，则可以通过上述分析确定该小区的1栋与对应小区的计量传感系统的电能计量装置总表之间的网络拓扑关系归属是明确错误的验证信息，所述验证信息被使用到步骤701或者步骤801中的穷举时，便可以减少将所述小区的1栋与对应小区的计量传感系统的电能计量装置总表做组合的可能。而所述异常数据，则可以是因为突发情况造成的用电不正常，例如施工造成的片区断电、自然灾害造成的片区断电等等，从侧面来说其对于本发明实施例来说效果和上述电线路检修差不多，只是可靠性更低一些。

在本发明实施例中，对于委派实地考察的工作人员进行实地排查的操作方式来说，对于其排查结果同样可以反馈到所述网络拓扑关系计算服务器，实现一种反馈式的迭代计算。因此，结合本发明实施例，还存在一种优选的扩展方案，如图15所示，所述方法还包括：

在步骤1001中，获取所述实地考察的工作人员返回的，针对所述一个或者多个电能计量装置的网络拓扑关系归属是否正确的验证结果。

其中，由于本发明实施例计算出来的，针对网络拓扑关系中的各电能计量装置出现网络拓扑关系归属错误的是概率结果，并非严格意义上的绝对结果。并且，实际触发各实地考察的工作人员去验证的任务中携带的电能计量装置的相关信息，还是根据步骤704或者步骤803中确定出的预设阈值筛选后的电能计量装置，因此，存在着被实地考察的工作人员验证后，相应网络拓扑关系归属为正确的或者错误的可能。

在步骤1002中，将所述验证结果迭代到网络拓扑关系归属计算过程中，得到更新后的网络拓扑关系归属错误概率超过预设阈值的一个或者多个电能计量装置。

其中，结合上述方式一、方式二和方式三来阐述，所述步骤1002中涉及的所述将所述验证结果迭代到网络拓扑关系归属计算过程中，具体为将步骤1001返回的验证结果作为新增固定属性，重新执行步骤701-步骤704和/或步骤801-步骤803。通过上述描述可知，上述方式一、方式二和方式三在本发明实施例中是可以二选一使用，也可以将两个方式并行在本发明实施例中使用，在此不再赘述。

结合本发明实施例，还存在一种优选的实现方案，其中，在执行步骤601之前，通常是在发现某一计量传感系统内的电能计量装置总表的电能和电能计量装置分表总电能和相差超过第二预设阈值，才会进行步骤601-步骤603的方法过程，否则，便会判断相应的计量传感系统的网络拓扑关系是正常的，而无需进行步骤601-步骤603的方法过程。因此，在该优选的实现方案中，通常在确定潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统之前，所述方法还包括：

分别计算各台区的电能计量装置总表的电能数据与台区内各电能计量装置分表的电能数据总合之间的关系，确认出存在网络拓扑关系归属错误的一个或者多个目标计量传感系统；

则所述确定潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个子计量传感系统，具体实现为：根据所述一个或者多个目标计量传感系统，确定潜在的会与所述一个或者多个目标计量传感系统发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统。

实施例5：

在本发明实施例4提供了一种计量传感系统网络拓扑关系确认方法基础上，本发明实施例还提供了一种计量传感系统网络拓扑关系确认系统，可用于完成如实施例4所述的相应方法，因此，在本发明实施例中展开描述的相应技术内容同样可以适用于实施例4中方法实现。

如图16所示，包括数据库服务器、网络拓扑关系计算服务器和一个或者多个智能终端，在本发明实施例中，考虑到具体运用场景的数据量的规模的可能性，所述网络拓扑关系计算服务器可以采用单一主机形式，也可以采用云平台实现形式，在此不做特殊限定。所述系统具体包括：

所述数据库服务器用于存储各计量传感系统和计量传感系统内所包含的电能计量装置的初始归属关系，还用于存储各电能计量装置所上报的电能数据，并且，为所述网络拓扑关系计算服务器提供数据访问接口；

所述网络拓扑关系计算服务器，用于执行以下过程内容：

确定潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统；获取对应所述一个或者多个计量传感系统内所包含的各电能计量装置的电能数据；根据所述电能数据，计算出所述一个或者多个计量传感系统中，发生网络拓扑关系归属错误概率超过预设阈值的一个或者多个电能计量装置；

所述一个或者多个智能终端接入所述网络拓扑关系计算服务器，用于根据所述一个或者多个电能计量装置的设备标识信息确定实际的拓扑归属，并反馈给所述网络拓扑关系计算服务器。

在本发明实施例中，所述智能终端可以是专业型的检测设备，附带有网络拓扑关系计算服务器数据交互能力；或者，所述智能终端就是一般意义上的智能手机，而相应的拓扑归属的确定可以是交由专业的检测设备来完成，并由实地考察的工作人员通过所述智能终端将验证结果数据传输给所述网络拓扑关系计算服务器，具体实现形式并不局限于上述的两种，由此衍生出的类似的验证方式和反馈方式均属于本发明实施例的保护范围内。

本发明实施例提出了一种确定潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统，并通过电能数据确定出所述一个或者多个计量传感系统中，处于网络拓扑关系归属错误状态的一个或者多个电能计量装置的概率，从而为实地考察的工作人员提供更为有效的排查依据，相比较现有技术中需要实地考察的工作人员逐一电能计量装置排查的方式，不仅极大程度上节约了人力成本，还提高了排查的效率。本发明实施例的效果优势，对于应用规模越大的场景，其优势体现的尤为突出。

在本发明实施例中，所述电能计量装置具体对应着一个台区下的各楼栋里的住户；或者，所述电能计量装置具体对应着一个台区下的村庄里的各住户；或者，所述电能计量装置具体对应着一个台区下的各商铺；或者，所述电能计量装置具体对应着一个台区下的各厂房。

由于台区网络拓扑关系混乱程度不同，不同的台区的电能数据也有很大的差异。对于不同的台区电能数据，可以构建不同的、适用的数学模型，选用不同的算法，可以更高效率的计算台区网络拓扑关系。而相应的模型和算法则是被预先的存储在所述网络拓扑关系计算服务器中。接下来将具体展开阐述几种典型的模型：

模型1、总表与分表和残差(及残差方差)最小化模型(所述模型1对应着实施例1中的方式一)

模型：min{残差}＝总表-分表和 (3)

min{σ_残差}＝σ_{总表-分表和} (4)

物理学上看，模型1成立的机理是：

利用式(3)，固定台区总表，一一穷举分表和的组合，计算出能够使得残差为最小值的台区总表和台区分表和的组合，该组合可以构成真实台区网络拓扑关系是一个大概率事件。

利用式(4)，固定台区总表，一一穷举分表和的组合，计算出能够使得残差的方差值为最小值的台区总表和台区分表和的组合，该组合可以构成真实台区网络拓扑关系是一个大概率事件。

在忽略电能表误差的情况下，若式(3)的“分表和”中的分表全部都是台区内的用户电能表，式(3)中的残差＝0，考虑电能表误差情况下，残差＝电能表误差和，是一个很小的电量，构成残差最小的分表和，刚好是台区内全部电能表的事件是一个大概率事件。即使如此，构成残差最小的判据，只能作为一个“台区网络拓扑关系正确”的必要条件，不是充要条件。反之，当分表和中有台区外电能表时，残差有变大的趋势。

式(4)的意义在于，即使考虑电能表误差因素，当分表和刚好是台区内全部电能表时，理论上，残差的方差＝0成立(残差＝0，是“台区网络拓扑关系正确”的充要条件)。实际中，残差的方差不为0，是一个非常接近0的数值。当分表和中有算法：穷举用户分表构成分表和，同时满足式(3)、式(4)的分表和就是该总表下的真实网络拓扑关系。反之，当分表和中有台区外电能表时，残差方差值有变大的趋势。

鉴于可以使用式(3)和式(4)有甄别台区内和台区外电能表，本发明将它们联立作为一套计算台区网络拓扑关系的数学模型之一。

模型2、计算分表与总表相关系数的模型(所述模型2对应着实施例1中的方式二)

其中，w_0i是台区总表第i次读取的数据，w_ki是台区第k块分表第i次读取的数据，模型2需要多次读取台区电能数据，计读取次数为m次。

模型2成立的机理是：

利用式(5)，固定台区总表w_0i，在可选择的(台区内用户电能表潜在嫌疑方＝本台区用户电能表+相邻台区用户电能表)电能数据集合(用户数最大可以到N)中，选择分表、构造

(其中，n＝1,2,……N)的分表和量，可以得到一个不同n值的

分表和量的全组合，在全组合中选取每一个

一一穷举计算w_0i与

之间的相关系数，通过计算找出全组合中相关系数最大(相关系数接近于1)的

分表和量，这个

分表和与上述台区总表一起可以构成真实的台区网络拓扑关系是一个大概率事件。可以使用模型2作为台区网络拓扑关系梳理计算的数学模型。

在忽略电能表误差影响的情况下，式(5)中的w_0i与

之间的相关系数应该等于整数1，考虑电能表误差情况下，式(5)中的w_0i与

之间的相关系数应该等于一个非常接近1的正常数。

即使如此，由于电能表误差影响不可预知，以式(5)作判据计算得出的台区网络拓扑关系，也只是一个大概率事件，不可作为100％确定的台区网络拓扑关系使用。

鉴于可以使用式(5)可以甄别台区内电能表，本发明将它们联立作为一套独立计算台区网络拓扑关系的数学模型之一使用。

模型3、计算分表与总表相关系数的导出关系的模型(所述模型3对应着实施例1中利用用电线路检修记录或者数据异常值，改进的方式一或者方式二；以及对应步骤901-步骤902过程)

其中，w_0i是台区总表第i次读取的数据，w_ki是台区第k块分表第i次读取的数据，

是已经可以确定为台区内的分表和，

是尚待确认为台区内分表和的电量，式(6)给出的模型3需要多次读取台区电能数据，计读取次数为m次。

模型3成立的机理是：

利用式(6)，固定台区总表w_0i和

除却

在可选择的(台区内用户电能表潜在嫌疑人＝本台区用户电能表+相邻台区用户电能表)电能数据集合(用户数最大可以到N)中，选择分表、构造

(其中，n＝1,2,……N)的分表和量，可以得到一个不同n值的

分表和量的(n-n1)的组合，在这(n-n1)个的组合中选取每一个

一一穷举计算

与

之间的相关系数，通过计算找出这(n-n1)个的组合中相关系数最大(相关系数接近于1)的

分表和量，这个“

分表和与上述

量一起可以构成真实的台区网络拓扑关系”是一个大概率的事件。可以使用模型3作为台区网络拓扑关系梳理计算的数学模型之一。

在忽略电能表误差影响的情况下，式(6)中的与

之间的相关系数应该等于整数1，考虑电能表误差情况下，式(6)中的

与

之间的相关系数应该等于一个非常接近1的正常数。

即使如此，由于电能表误差影响不可预知，以式(6)作判据计算得出的台区网络拓扑关系，也只是一个大概率事件，不可作为100％确定的台区网络拓扑关系使用。

鉴于可以使用式(6)可以甄别台区内电能表，本发明将它们联立作为一套独立计算台区网络拓扑关系的数学模型之一使用。

前述的本发明的计算结果的不完全确定性的特质，对于各个数学模型都适用。或者说，没有一种数学模型有能力无差别地计算出台区的真实网络拓扑关系。

计算的目标是为了获得最大或然率(概率值)的台区网络拓扑关系，对于同一种数学模型，不同的台区电能数据也不同，因此，需要选用不同的计算方法。

例如，对于模型2，通过比较和计算分表和与总表的相关系数的大小，来判定某些电能表属于台区内，还是属于台区外。在选择相关系数的类型时，可以选择复相关系数、偏相关系数、皮尔逊简单相关系数等等。

同理，对于模型3，也可以选择复相关系数、偏相关系数、皮尔逊简单相关系数等。

对于模型1可以使用各种回归算法、各种训练数学模型的机器学习算法等等。

本领域技术人员在无需创造性劳动下，基于本发明已经公开的模型，得到其他类似的可实施模型所构成的技术方案也将归属于本发明的保护范围内。

需要选用哪一种算法，也可以通过计算机在计算过程中“自我学习”。本发明实施例可以使用机器学习中的集成方法的算法，对所述的不同的数学模型和电能数据，分别选用不同的算法，分别算出真实、正确的台区网络拓扑关系的计算结果。然后，赋予不同模型和算法以不同的权重，得出一个综合的计算结论。具体可以在本实施例中的网络拓扑关系计算服务器中完成。

实施例6：

无论是在实施例4阐述的方法步骤过程，还是在实施例5中阐述的各种模型，其计算出归属错误状态的一个或者多个电能计量装置的概率(包括至少外来户的概率和逃逸户的概率两种，还可以包括总表登记错误概率等等)，均需要使用到数据库服务器中记录的各电能计量装置上报的电能数据。然而，在我们进一步考虑到电能计量装置自身存在的误差情况下，以及对应各电能计量装置其误差在不同的负荷电流下的误差是呈现分段式的，因此，在本发明实施例中进一步提出了对于作为上述实施例4和实施例5中计算网络拓扑关系归属错误状态的一个或者多个电能计量装置概率时的输入参数做了进一步的优化处理。

如图17所示，为数据库服务器中存储的一典型的电能计量装置上报的数据形式，其中，对于不同电能计量装置除了可以通过上述电压—负荷电流成对形式存储外(如图17所示)，还可以采用电能—负荷电流成对形式存储(如图18所示)，两种方式是等同的；但是，两种方式在本发明实施例中共同特性是：都将所述负荷电流做了记录。那么，在具体取参数值时，便考虑考虑对于同一轮计算过程所涉及的不同电能计量装置自身的电能数据，尽量提取负荷电流处于相同或者相邻能级的，从而保证对于同一个电能计量装置自身来说，计算过程中大跨度负荷电流的电能数据会对其误差偏差带来较大的波动，从而影响最后计算结果的准确度。此处所描述的尽量，可以是按照设定一个百分比参考值来操作，从而在电能数据本身很丰富的情况下，通过上述参与计算的电能数据的筛选机制，提高计算的准确度。本发明实施例6尤其适用于网络拓扑关系计算服务器本身的计算能力就很富裕的情况下。

实施例7：

如图19所示，是本发明实施例的误差校准装置的结构示意图。本实施例的误差校准装置包括一个或多个处理器41以及存储器42。其中，图19中以一个处理器41为例。

处理器41和存储器42可以通过总线或者其他方式连接，图19中以通过总线连接为例。

存储器42作为用于存储一种误差校准方法的非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序和非易失性计算机可执行程序，如实施例1～实施例6中的误差校准方法。处理器41通过运行存储在存储器42中的非易失性软件程序和指令，从而执行误差校准方法。

存储器42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器42可选包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器41。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

值得说明的是，上述装置和系统内的模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明的处理方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。

计量传感系统计量传感系统以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，待校准计量传感系统包括一个或多个计量传感器装置，所述误差校准方法包括：

获取所述待校准计量传感系统中各计量传感器装置的原始计量数据；

确定误差参照标准装置；

根据所述误差参照标准装置的参照误差值和待校准计量传感系统构成的相对计量守恒环境，计算得到所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的参照测量误差；

若所述误差参照标准装置的实际误差值和所述参照误差值相同，则计算得到的每一计量传感器装置的参照测量误差为各计量传感器装置的真实误差；若所述误差参照标准装置的实际误差值与所述参照误差值之间存在△X偏差，则根据所述△X偏差和参照测量误差计算得到各计量传感器装置的真实误差。

2.根据权利要求1所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述确定误差参照标准装置，具体为在所述待校准计量传感系统中任意选定一个计量传感器装置作为误差参照标准装置，则获取误差参照标准装置的实际误差值与所述参照误差值之间存在△X偏差，具体包括：

从计量传感系统取下被选定的计量传感器装置，测量被选定的计量传感器装置的实际误差值；

所述被选定的计量传感器装置的实际误差值减去所述被选定的计量传感器装置的参照误差值，得到所述△X偏差。

3.根据权利要求1所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述确定误差参照标准装置，具体为在所述待校准计量传感系统中任意一个计量传感器装置所在的支路上，串联一已知实际误差值的第一计量传感器装置，则所述计算得到所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的参照测量误差，具体包括：

计量传感系统在所述待校准计量传感系统运行过程中，分别读取第一计量传感器装置的计量数据和所述支路上的计量传感器装置的计量数据，并计算出被选定的支路上的计量传感器装置的实际误差值；

所述被选定的支路上的计量传感器装置作为误差参照标准装置，并且，使用所述计算得到的被选定的支路上的计量传感器装置的实际误差值，计算得到所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的真实误差。

4.根据权利要求1所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述误差参照标准装置的参照误差值，包括：

在所述待校准计量传感系统中，任一选取计量传感器装置作为误差参照标准装置后，为所述误差参照标准装置的测量误差配以预设的参照误差值，其中，所述误差参照标准装置的预设的参照误差值与自身实际误差值的差值，等于所述计量传感系统△X偏差。

5.根据权利要求1所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述待校准计量传感系统与相邻的第一计量传感系统和/或第二计量传感系统能够构建相对第二计量守恒环境，则所述确定误差参照标准装置，具体为从所述第一计量传感系统和/或第二计量传感系统中任意选择一已知实际误差值的计量传感器装置作为所述误差参照标准装置；则所述计算得到所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的参照测量误差，具体包括：

将所述待校准计量传感系统，以及相邻的第一计量传感系统和/或第二计量传感系统中的各计量传感器装置建立依据所述第二计量守恒环境的能量等式；

根据所述误差参照标准装置的实际误差值，计算得到所述待校准计量传感系统中每一计量传感器装置的真实误差。

6.根据权利要求1-5任一项所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述基于所述误差参照标准装置获取每一计量传感器装置的测量误差包括：

按照公式一建立相对计量守恒关系式，其中公式一具体为：

其中，W_i表示第i条进线的计量传感器装置的原始计量数据，X_i表示第i条进线的计量传感器装置的测量误差；W_j表示第j条出线的计量传感器装置的原始计量数据，X_j表示第j条出线的计量传感器装置的测量误差；

将所述误差参照标准装置对应的原始计量数据、所述误差参照标准装置对应的参照误差值以及其他计量传感器装置的原始计量数据，代入到公式一中，得到每一计量传感器装置的测量误差。

7.根据权利要求1-5任一项所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述计量传感器装置

包括电流传感器、电压传感器、电能量计量芯片和通信电路中的一项或者多项。

8.根据权利要求1所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，在执行所述误差校准方法之前，还包括：

确定潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统；其中，所述潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统中包括所述待校准计量传感系统；

获取对应所述一个或者多个计量传感系统内所包含的各计量传感器装置的计量数据；

根据所述计量数据，确认所述一个或者多个计量传感系统中，处于网络拓扑关系归属错误状态的一个或者多个计量传感器装置。

9.根据权利要求8所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述确认所述一个或者多个计量传感系统中，处于网络拓扑关系归属错误状态的一个或者多个计量传感器装置，具体包括：

计算出所述一个或者多个计量传感系统中，发生网络拓扑关系归属错误概率超过预设阈值的一个或者多个计量传感器装置。

10.根据权利要求9所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述方法还包括：

实地考察的工作人员根据所述一个或者多个计量传感器装置的设备标识信息，验证实际的网络拓扑关系归属情况。

11.根据权利要求10所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述实地考察的工作人员根据所述一个或者多个计量传感器装置的设备标识信息，验证实际的网络拓扑关系归属情况后，还包括：

获取所述实地考察的工作人员返回的，针对所述一个或者多个计量传感器装置的网络拓扑关系归属是否正确的验证结果；

将所述验证结果迭代到网络拓扑关系归属计算过程中，得到更新后的网络拓扑关系归属错误概率超过预设阈值的一个或者多个计量传感器装置。

12.根据权利要求9所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述计算出所述一个或者多个计量传感系统中，发生网络拓扑关系归属错误概率超过预设阈值的一个或者多个计量传感器装置，具体包括：

计算各计量传感系统中计量传感器装置总表的计量数据和当前记录中与各计量传感系统建立有网络拓扑关系归属的一个或者多个计量传感器装置的计量数据的相关性；

根据所述相关性，确定发生网络拓扑关系归属错误概率超过预设阈值的一个或者多个计量传感器装置。

13.根据权利要求12所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述计算各计量传感系统中计量传感器装置总表的计量数据和当前记录中与各计量传感系统建立有网络拓扑关系归属的一个或者多个计量传感器装置的计量数据的相关性，具体包括：

穷举所述一个或者多个计量传感系统中，各计量传感器装置所能构成各计量传感系统中计量传感器装置总表和对应计量传感系统内包含的计量传感器装置分表之间的组合；

依据计量传感器装置总表计量值Z_i，以及相应组合中对应计量传感系统内包含的计量传感器装置分表计量值之和F_i，计算Z_i和F_i两者的差值和/或两者差值的方差；其中，i表明是第i个组合；

比较各组合计算得到的Z_i和F_i两者的差值和/或两者差值的方差，得到各组合为网络拓扑关系归属正确的概率。

14.根据权利要求13所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述计算各计量传感系统中计量传感器装置总表的计量数据和当前记录中与各计量传感系统建立有网络拓扑关系归属的一个或者多个计量传感器装置的计量数据的方差的变化关系，具体包括：

在除去或者增加待判定的用户电能表时，计算所述的Z_i和F_i两者的差值和/或两者的方差的变化；

穷举计算所有的待判定的用户电能表或者它们的组合，在加入或者退出F_i时，使得Z_i和F_i两者的差值和/或两者的方差向最小化变化，从而判定所述的待判定的用户电能表或者它们的组合为网络拓扑关系归属正确的概率。

15.根据权利要求13所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，所述计算各计量传感系统中计量传感器装置总表的计量数据和当前记录中与各计量传感系统建立有网络拓扑关系归属的一个或者多个计量传感器装置的计量数据的相关性，具体包括：

穷举所述一个或者多个计量传感系统中，各计量传感器装置所能构成各计量传感系统中计量传感器装置总表和对应计量传感系统内包含的计量传感器装置分表之间的组合；

依据计量传感器装置总表计量值Z构成的阵列(Z_k1,Z_k2,…,Z_kj)，以及相应组合中对应计量传感系统内包含的计量传感器装置分表计量值之和F构成的阵列(F_k1,F_k2,…,F_kj)，计算两者相似度；其中，k为相应的计算相似度的数据组序号，j为每一组数据所包含的数据个数；

根据实际获取的网络拓扑关系归属关系和得到的各组合为网络拓扑关系归属正确的概率。

16.根据权利要求13-15任一所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，在穷举所述一个或者多个计量传感系统中，各计量传感器装置所能构成各计量传感系统中计量传感器装置总表和对应计量传感系统内包含的计量传感器装置分表之间的组合前，还包括：

根据数据管理平台侧的用电线路检修记录和/或超过预设阈值的计量传感器装置反馈计量数据异常值，以及各计量传感器装置原本归属的计量传感系统信息，完成各计量传感器装置与归属的计量传感系统的验证；

将上述验证结果作为穷举组合中的已知固定属性，而对于未得到验证的计量传感器装置进行穷举组合相关操作。

17.根据权利要求9-15任一所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，各计量传感器装置的计量数据是按照计量数据和负荷电流对应关系存储，则相应计量数据被作为所述计算用时，还包括：

对于同一轮计算过程所涉及的不同计量传感器装置各自的计量数据，提取各自负荷电流处于相同或者相邻能级的计量数据作为参数值进行计算。

18.根据权利要求8所述的计量传感器装置的误差校准方法，其特征在于，在确定潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统之前，所述方法还包括：

分别计算各台区的计量传感器装置总表的计量数据与台区内各计量传感器装置分表的计量数据总合之间的关系，确认出存在网络拓扑关系归属错误的一个或者多个目标计量传感系统；

则所述确定潜在会发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个子计量传感系统，具体实现为：根据所述一个或者多个目标计量传感系统，确定潜在的会与所述一个或者多个目标计量传感系统发生网络拓扑关系归属错误的一个或者多个计量传感系统。

19.一种误差校准装置，其特征在于，所述误差校准装置包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被程序设置为执行权利要求1～18任一所述的计量传感器装置的误差校准方法。

Images