CN112185071B - 一种电气设备负荷预警方法、装置及存储设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电气设备负荷预警方法，其包括：分别获取多个目标电气设备的负荷数据；根据所述多个目标电气设备的负荷数据，分别计算所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据；根据所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，建立预警模型；根据所述预警模型，输出预警信息。通过本发明的技术方案可以及时生成预警信息，帮助工作人员提前预判可能发生的情况，采取相应的措施。

Description

一种电气设备负荷预警方法、装置及存储设备

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，特别是涉及一种电气设备负荷预警方法、装置及存储设备。

背景技术

在一些对供电连续性要求较高的行业，如石油化工、冶金、电信、医院等，当多台大功率设备同时启动时，负荷容易超标，导致电费过高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电气设备负荷预警方法、装置及存储设备，可以提前预警可能发生的情况，采取相应的措施。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电气设备负荷预警方法，其包括以下步骤：

分别获取多个目标电气设备的负荷数据；

根据所述多个目标电气设备的负荷数据，分别计算所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据；

根据所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，建立预警模型；

根据所述预警模型，输出预警信息。

在本发明的一实施例中，所述多个目标电气设备的负荷数据通过可编辑逻辑控制器获取。

在本发明的一实施例中，所述不同周期是时间周期，其包括第一个时间周期和第二个时间周期。

在本发明的一实施例中，所述第二个时间周期范围是10-14分钟。

在本发明的一实施例中，所述根据所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，建立预警模型包括：将计算得到的所述不同周期内的平均功率数据相加得到总平均功率数据，通过所述总平均功率数据设定警戒阈值，所述警戒阈值小于所述总平均功率数据。

在本发明的一实施例中，所述电气设备负荷预警方法还包括：记录所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，通过可视化界面显示所述平均功率数据的历史趋势。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种电气设备负荷预警装置，其包括：

数据采集器，其用于采集多个目标电气设备的负荷数据；

处理器，其与所述数据采集器连接，所述处理器用于根据所述多个目标电气设备的负荷数据分别计算所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据；根据所述目标电气设备在所述不同周期内的平均功率数据，建立预警模型；根据所述预警模型，输出预警信息。

在本发明的一实施例中，所述数据采集器包括可编辑逻辑控制器、电度表、电压互感器及电流互感器；所述电压互感器与所述电流互感器分别与所述电度表的两端连接，所述电度表与所述可编辑逻辑控制器连接。

本发明还提供了一种计算机可读存储设备，所述计算机可读存储设备上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的一种电气设备负荷预警方法。

本发明公开了一种电气设备负荷预警方法、装置及存储设备，通过采集多个目标电气设备的负荷数据，计算所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，建立预警模型，输出预警信息。本发明提供的技术方案实现了对电气设备负荷的智能预警，为企业节约用电成本。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为本发明实施例提供的一种电气设备负荷预警方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种电气设备负荷预警的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的数据采集器的结构示意图；

图4为本发明另一实施例提供的一种电气设备负荷预警的结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的一种计算机可读存储设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

对供电需求较大的企业，例如冶金厂、炼钢厂等，每天的用电量是很高的。需量电费是根据电价表或供电协议的有关条款，按需量列入账单的总金额，适用于大工业企业。需量电费可以按变压器容量计费，也可按最大需量计费。变压器利用率达到70％及以上时，不论容量大小，按变压器容量计算电费；不足70％时，按最大需量计算电费。按最大需量计算时，由电业部门安装最大负荷需求量表记录最大需求量的客户，其需量电费按最大需量计算：(1)最大需量以客户申请，电业部门核准数为准，超过核准数部分，加倍收费；小于核准数时，按实际千瓦数计算。(2)最大容量应包括不通过变压器接用的高压电动机容量。倘若实际发生的负荷量低于设备总容量的40％时，则按总容量的40％核定最大需求量。(3)最大需量应以指示15分钟内平均最大需求量表为标准。当设备的负荷超过最大需量时，企业将要支付巨额的电费，给企业增加了负担。

本发明提供了一种电气设备负荷预警方法，首先分别获取多个目标电气设备的负荷数据，然后根据所述多个目标电气设备的负荷数据，分别计算所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，根据所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，建立预警模型，根据所述预警模型，输出预警信息。通过本发明提供的电气设备负荷预警方法，可以及时生成预警信息，帮助工作人员提前预判可能发生的情况，采取相应的措施。

请参阅图1，在本发明提供的一实施例中，电气设备负荷预警方法包括以下步骤：

S101：分别获取多个目标电气设备的负荷数据。

需要说明的是，所述目标电气设备例如可以是精炼炉、轧机等，所述目标电气设备的数量可以是多个，例如2个或3个。所述负荷数据例如可以是电气设备的用电量数据。在本发明的一实施例中，所述目标电气设备的用电量数据例如可以通过可编辑逻辑控制器获取。所述可编程逻辑控制器是一种数字运算操作电子系统，采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。当目标电气设备工作时，所述可编辑逻辑控制器可以与电度表连接，用于接收电度表产生的脉冲信号，并且把所述脉冲信号转化成用电量数据输出。所述电度表还可以与电压互感器、电流互感器连接。所述电压互感器是用于变换电压的仪器，所述电压互感器变换电压的目的是用于给测量仪表和继电保护装置供电，用于测量线路的电压、功率和电能。所述电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器，是由闭合的铁心和绕组组成。在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小从几安到几万安不等，为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流。所述电流互感器可以起到电流变换和电气隔离的作用。在本发明的一实施例中，所述脉冲信号数量例如可以是2500，所述电压互感器的电压V₁例如可以是35000/100V，所述电流互感器的电流A₁例如可以是400/5A，根据公式V₁×A₁÷脉冲数＝(35000/100)×(400/5)÷2500＝11.2，也就是说，一个脉冲信号相当于产生11.2度电。

S102：根据所述多个目标电气设备的负荷数据，分别计算所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据。

需要说明的是，所述不同周期具体指的是时间周期，由前述内容可知，按最大需量计算电费时，例如以15分钟内平均最大需求量表为标准。由此，计算所述平均功率数据的第一个周期例如为15分钟，计算所述平均功率数据的第二个周期可以是小于所述第一个周期，例如可以是10-14分钟之间，例如是12分钟。具体地，间隔一段时间记录所述电度表的用电量数据，分别计算当前例如12分钟和15分钟内的平均功率数据，例如可以是间隔5-60秒之间记录一次用电量数据，例如可以是间隔30秒记录一次用电量数据。累计不同周期内的总用电量数据乘以相应的倍数即为该周期内的平均功率。需要说明的是，所述用电量数据的单位是度，即千瓦时，表示一件功率为一千瓦的电气设备在使用一小时之后所消耗的能量。例如，12分钟内的平均功率数据可以通过累计的12分钟内的总电量数据乘以5得到，例如，15分钟内的平均功率数据可以通过累计的15分钟内的总电量数据乘以4得到。

S103：根据所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，建立预警模型。

需要说明的是，将步骤S102中得到的不同周期内的平均功率数据相加得到的总平均功率数据即可视为最大需量值。通过所述总平均功率数据可以设定一个警戒阈值，所述警戒阈值可以是小于所述总平均功率数据。所述第二个周期内的平均功率数据可以作为报警阈值，所述第一个周期内的平均功率数据可以作为参考值。也就是说，在实际操作中，可以有两道预警门槛，所述第二个周期内的平均功率数据作为第一道预警门槛，所述第一个周期内的平均功率数据作为第二道预警门槛。将两个周期内的平均功率数据分别与所述警戒阈值相比，可以采取不同的预警措施。

S104：根据所述预警模型，输出预警信息。

需要说明的是，当多个电气设备同时工作时，其最大总平均功率不得超过警戒阈值。例如，所述多个电气设备当前12分钟内的报警阈值接近所述警戒阈值时，以报警的方式提醒工作人员密切关注电气设备的功率变化。例如，所述多个电气设备当前15分钟内的参考值接近所述警戒阈值时，提醒操作人员立即关闭目标电气设备。所述预警信息例如可以是灯光闪烁或者是报警声音，只要能被工作人员及时接收到即可。

请参阅图1，本发明提供的一实施例中，所述电气设备负荷预警方法还可以包括以下步骤：

S105：记录所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，通过可视化界面显示所述平均功率数据的历史趋势。

需要说明的是，通过步骤S105显示的趋势图，工作人员可以根据历史数据预判当前电气设备的平均功率数据是上升还是下降，避免所述平均功率数据超过所述最大需量。

请参阅图2，本发明还提供一种电气设备负荷预警装置，其包括：

数据采集器1，其用于采集多个目标电气设备的负荷数据；

处理器2，其与所述数据采集器1连接，所述处理器2用于根据多个目标电气设备的负荷数据分别计算所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据；根据所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，建立预警模型；根据所述预警模型，输出预警信息。

请参阅图3，在本发明的一实施例中，所述数据采集器1可以包括可编辑逻辑控制器11，电度表12，电压互感器13，电流互感器14。所述电压互感器13与所述电流互感器14分别与所述电度表12的两端电性连接，所述电度表12与所述可编辑逻辑控制器11电性连接。所述可编辑逻辑控制器例如可以是西门子400系列的可编辑逻辑控制器。所述目标电气设备例如可以是精炼炉、轧机等，所述目标电气设备的数量可以是多个，例如2个或3个。所述负荷数据例如可以是电气设备的用电量数据。当目标电气设备工作时，所述可编辑逻辑控制器11用于接收所述电度表12产生的脉冲信号，并且把所述脉冲信号转化成用电量数据输出。在本发明的一实施例中，所述脉冲信号数量例如可以是2500，所述电压互感器的电压V₁例如可以是35000/100V，所述电流互感器的电流A₁例如可以是400/5A，根据公式V₁×A₁÷脉冲数＝(35000/100)×(400/5)÷2500＝11.2，也就是说，一个脉冲信号相当于产生11.2度电。

请参阅图4，在本发明的一实施例中，所述处理器2例如可以是STEP7编程软件，具有硬件配置和参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断等功能。所述处理器2与所述数据采集器1连接，所述数据采集器1将采集到的用电量数据发送给所述处理器2进行处理。例如，所述处理器2可以根据多个目标电气设备的负荷数据，通过编写的计算程序分别计算所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据。所述不同周期具体指的是时间周期，由前述内容可知，按最大需量计算电费时，例如以15分钟内平均最大需求量表为标准。由此，计算所述平均功率数据的第一个周期例如为15分钟，计算所述平均功率数据的第二个周期可以是小于所述第一个周期，例如可以是10-14分钟之间，例如是12分钟。具体地，间隔一段时间记录所述电度表的用电量数据，分别计算当前12分钟和15分钟内的平均功率数据，例如可以是间隔5-60秒之间记录一次用电量数据，例如可以是间隔30秒记录一次用电量数据。累计不同周期内的总用电量数据乘以相应的倍数即为该周期内的平均功率。需要说明的是，所述用电量数据的单位是度，即千瓦时，表示一件功率为一千瓦的电气设备在使用一小时之后所消耗的能量。例如，12分钟内的平均功率数据可以通过累计的12分钟内的总电量数据乘以5得到，例如，15分钟内的平均功率数据可以通过累计的15分钟内的总电量数据乘以4得到。所述处理器2根据所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，建立预警模型。例如，工作人员可以在所述处理器2内编写报警程序，将计算得到的不同周期内的平均功率数据相加得到的总平均功率数据即可视为最大需量值，通过所述总平均功率数据可以设定一个警戒阈值，所述警戒阈值可以是小于所述总平均功率数据。所述第二个周期内的平均功率数据可以作为报警阈值，所述第一个周期内的平均功率数据可以作为参考值。根据所述预警模型，输出预警信息。当多个电气设备同时工作时，其最大总平均功率不得超过警戒阈值。例如，所述多个电气设备当前12分钟内的报警阈值接近所述警戒阈值时，以报警的方式提醒工作人员密切关注电气设备的功率变化。例如，所述多个电气设备当前15分钟内的参考值接近所述警戒阈值时，提醒操作人员立即关闭目标电气设备。所述预警信息例如可以是灯光闪烁或者是报警声音，只要能被工作人员及时接收到即可。在本发明的一实施例中，所述处理器2还可以用于记录所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，通过可视化界面显示所述平均功率数据的历史趋势，方便工作人员查看历史数据，预防所述平均功率超过所述最大需量，同时，也便于出现问题时查找记录。

请参阅图5，本发明还提供了一种计算机可读存储设备3，所述计算机可读存储设备上存储有计算机程序4，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一发明实施例中所介绍的一种电气设备负荷预警方法。其具体实施方式可以参照上述实施例，此处不再赘述。

综上所述，本发明提供的一种电气设备负荷预警方法、装置及存储设备，基于电气设备的用电量数据，利用软件编程计算不同时间周期内的平均功率，设定警戒阈值。当多台电气设备同时启动，若不同周期内的平均功率接近警戒阈值时，通过预警信号提醒工作人员可以关闭某一台电气设备以降低平均功率，或者警示工作人员立即断电。本发明提供的技术方案设置了两个不同的时间周期进行预警，便于工作人员更好地了解当前工作中的电气设备的功率变化情况，及时向工作人员发送预警信息，帮助工作人员提前预判可能发生的情况，采取相应的措施，帮助企业节约用电成本。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种电气设备负荷预警方法，其特征在于，其包括以下步骤：

分别获取多个目标电气设备的负荷数据；

根据所述多个目标电气设备的负荷数据，分别计算所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据；所述不同周期是时间周期，其包括第一个时间周期和第二个时间周期；第二个周期小于所述第一个周期；

根据所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，建立预警模型；将得到的不同周期内的平均功率数据相加得到的总平均功率数据，通过所述总平均功率数据设定一个警戒阈值，所述警戒阈值小于所述总平均功率数据，所述第二个周期内的平均功率数据作为报警阈值，所述第一个周期内的平均功率数据可以作为参考值；所述第二个周期内的平均功率数据作为第一道预警门槛，所述第一个周期内的平均功率数据作为第二道预警门槛；将两个周期内的平均功率数据分别与所述警戒阈值相比，采取不同的预警措施；

根据所述预警模型，输出预警信息。

2.根据权利要求1所述的一种电气设备负荷预警方法，其特征在于，所述多个目标电气设备的负荷数据通过可编辑逻辑控制器获取。

3.根据权利要求1所述的一种电气设备负荷预警方法，其特征在于，所述第二个时间周期范围是10-14分钟。

4.根据权利要求1所述的一种电气设备负荷预警方法，其特征在于，其还包括：

记录所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据，通过可视化界面显示所述平均功率数据的历史趋势。

5.一种电气设备负荷预警装置，其特征在于，其包括：

数据采集器，其用于采集多个目标电气设备的负荷数据；

处理器，其与所述数据采集器连接，所述处理器用于进行以下过程：

根据所述多个目标电气设备的负荷数据分别计算所述目标电气设备在不同周期内的平均功率数据；所述不同周期是时间周期，其包括第一个时间周期和第二个时间周期；第二个周期小于所述第一个周期；

根据所述目标电气设备在所述不同周期内的平均功率数据，建立预警模型；将得到的不同周期内的平均功率数据相加得到的总平均功率数据，通过所述总平均功率数据设定一个警戒阈值，所述警戒阈值小于所述总平均功率数据，所述第二个周期内的平均功率数据作为报警阈值，所述第一个周期内的平均功率数据可以作为参考值；所述第二个周期内的平均功率数据作为第一道预警门槛，所述第一个周期内的平均功率数据作为第二道预警门槛；将两个周期内的平均功率数据分别与所述警戒阈值相比，采取不同的预警措施；

根据所述预警模型，输出预警信息。

6.根据权利要求5所述的一种电气设备负荷预警装置，其特征在于，所述数据采集器包括可编辑逻辑控制器、电度表、电压互感器及电流互感器；所述电压互感器与所述电流互感器分别与所述电度表的两端连接，所述电度表与所述可编辑逻辑控制器连接。

7.一种计算机可读存储设备，所述计算机可读存储设备上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的一种电气设备负荷预警方法。

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