CN112650788A - 一种基于非侵入式电表的用电行为监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于非侵入式电表的用电行为监测系统,其技术方案包括非侵入式电表、数据采集装置、后台主站以及用户侧客户端。数据采集装置根据后台主站配置的采集方式采集并存储非侵入式电表计量和感知的数据后传输数据给后台主站,主站将接收的数据存入数据库后对数据进行分析,将分析结果与预警信息存入数据库并推送至用户侧客户端,用户侧客户端会根据预警信息提醒用户并给出调整建议。本发明在帮助用户清晰地了解电器运行状态的同时,还能让用户及时知悉电器异常情况并采取相应措施,降低了事故风险,提升了用电的安全性。

Description

一种基于非侵入式电表的用电行为监测系统
技术领域
本发明涉及配用电系统监测与管理技术领域,尤其涉及一种基于非侵入式电表的用电行为监测系统。
背景技术
随着泛在电力物联网的发展,电力市场化进程不断加快,在日常生活或者生产中投入使用的用电器的功率也在不断增加,这易导致电器火灾的发生,人们的生命安全与财产安全遭受威胁。因此,保障用户的用电安全已经成为电力物联网的重要发展方向。而及时、准确地掌握用户的用电行为特征则在其中起着至关重要的作用。
当前能够实现用电行为监测的方法多种多样。非侵入式电表是一种通过对用户负荷数据的分解与辨识来监测用电行为的电能表,具有高度智能化、运维简便、信息安全性强等优点。目前,非侵入式电表的应用已成为了主流。然而现有的电网结构下还缺乏一套完整的基于非侵入式电表的用电行为监测系统。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷,提供了一种基于非侵入式电表的用电行为监测系统,在帮助用户清晰地了解电器运行状态的同时,还能让用户及时知悉电器异常情况并采取相应措施。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种基于非侵入式电表的用电行为监测系统,其特征在于,包括非侵入式电表、数据采集装置、后台主站以及用户侧客户端,其中:
非侵入式电表包括载波通信模块、电表计量模块、电器感知模块和主控模块;
数据采集装置包括远程通信模块、主控模块、存储单元和载波通信模块;
后台主站包括前置通信服务器、通信任务服务器、系统应用服务器和数据库服务器。
进一步地,所述非侵入式电表与数据采集装置间的通信方式为载波通信;数据采集装置与前置通信服务器间的通信方式为无线网络通信;系统应用服务器与用户侧客户端间的通信方式为无线网络通信;前置通信服务器、通信任务服务器、系统应用服务器和数据库服务器之间通过以太网相连或者合并在一个服务器上。
进一步地,所述数据采集装置根据后台主站配置的采集方式采集并缓存非侵入式电表计量和感知的数据后传输数据给后台主站,主站将接收的数据存入数据库后对数据进行分析,将分析结果与预警信息存入数据库并推送至用户侧客户端,用户侧客户端会根据预警信息提醒用户并给出调整建议。
进一步地,所述数据采集过程开始前的初始化过程包括以下步骤:
1)后台主站对数据采集装置进行时钟校准;
2)后台主站将配置好的采集任务和采集方案下发至数据采集装置;
3)开始数据采集。
进一步地,所述采集到的数据包括各电器的运行状态、运行开始时间、运行结束时间、电流、电压、用电量、有功功率,还包括用户的电流、电压、用电量、总有功功率。
进一步地,所述数据库表包括用户档案信息表;非侵入式电表档案信息表;数据采集装置档案信息表;采集任务表;电器编码表;采集数据表;分析结果表;预警信息表。
进一步地,所述后台主站对接收到的数据的分析过程如下:
步骤1:后台任务分析电器运行开始时间与结束时间,计算电器运行开始时间与历史开始时间的差值、结束时间与历史结束时间的差值,将结果存入数据库,如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端;
步骤2:后台任务分析电器运行时长,计算电器运行开始时间与结束时间的差值,得到电器运行时长,将结果存入数据库,如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端;
步骤3:后台任务分析电器的平均电流,比较与历史数据的差值,将结果存入数据库;如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端;
步骤4:后台任务分析电器的用电量,比较与历史数据的差值,将结果存入数据库;如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端;
步骤5:后台任务分别计算电表计量的总电流、总用电量与各电器的电流总和、用电量总和之间的差值,将结果存入数据库,如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端。
本发明的有益技术效果:在帮助用户清晰地了解电器运行状态的同时,还能让用户及时知悉电器异常情况并采取相应措施,降低了事故风险,提升了用电的安全性。
附图说明
图1为本发明的整体结构图;
图2为本发明所述后台主站系统架构图;
图3为本发明实施例所述非侵入式电表和数据采集装置的连接示意图。
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用以解释本发明,并不限定本发明。
如图1所示,一种基于非侵入式电表的用电行为监测系统,包括非侵入式电表、数据采集装置、后台主站以及用户侧客户端,其中:
非侵入式电表包括载波通信模块、电表计量模块、电器感知模块和主控模块;
数据采集装置包括远程通信模块、主控模块、存储单元和载波通信模块;
后台主站包括前置通信服务器、通信任务服务器、系统应用服务器和数据库服务器。
所述非侵入式电表与数据采集装置间的通信方式为载波通信;数据采集装置与前置通信服务器间的通信方式为无线网络通信;系统应用服务器与用户侧客户端间的通信方式为无线网络通信;前置通信服务器、通信任务服务器、系统应用服务器和数据库服务器之间通过以太网相连或者合并在一个服务器上,如图2所示。
数据采集装置根据后台主站配置的采集方式采集并缓存非侵入式电表计量和感知的数据后传输数据给后台主站,主站将接收的数据存入数据库后对数据进行分析,将分析结果与预警信息存入数据库并推送至用户侧客户端,用户侧客户端会根据预警信息提醒用户并给出调整建议。
本实施例所述非侵入式电表和数据采集装置的连接示意图如图3所示,设定数据采集间隔为1分钟。
后台主站对接收到的数据的分析过程如下:
步骤1:后台任务分析电器运行开始时间与结束时间,计算电器运行开始时间与历史开始时间的差值、结束时间与历史结束时间的差值,将结果存入数据库,如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端;
正常情况下,电饭煲的开始运行时间约在每天的7:25~7:35之间,结束运行时间约在每天的7:45~7:55之间。某日分析采集到的数据发现当天电饭煲开始运行时间为8:15,结束运行时间为8:22,则说明家中人的起居异常,在外的家主人会接收到预警信息与联系家人或回家检查的建议。
步骤2:后台任务分析电器运行时长,计算电器运行开始时间与结束时间的差值,得到电器运行时长,将结果存入数据库,如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端;
正常情况下,电饭煲每天的运行时长为15~25分钟。某日分析采集到的数据发现当天电饭煲运行时长为5分钟,则在外的家主人会接收到预警信息与联系家人或回家检查的建议。
步骤3:后台任务分析电器的平均电流,比较与历史数据的差值,将结果存入数据库;如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端;
正常情况下,电饭煲的工作电流为1~1.5A,某日分析采集到的数据发现电饭煲运行电流突然升至2A,则系统会及时发给用户预警信息并给出断电检查的建议。
步骤4:后台任务分析电器的用电量,比较与历史数据的差值,将结果存入数据库;如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端;
正常情况下,电冰箱在20:00~24:00时段内的耗电量为0.25~0.35kWh,某日分析采集到的数据发现在该时段内电冰箱耗电量突然增加至1.2kWh,则系统会及时发给用户预警信息并给出检查电冰箱是否发生故障的建议;
步骤5:后台任务分别计算电表计量的总电流、总用电量与各电器的电流总和、用电量总和之间的差值,将结果存入数据库,如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端。
正常情况下,电表计量的用户每日用电量均值为3kWh,各类电器的每日用电量总和是2.95kWh,系统设定的损失电量阈值是0.6kWh,某日分析采集到的数据发现当天电表计量的用户用电量是8kWh,各类电器用电量总和是7.2kWh,损失的电量是0.8kWh,超出系统设定的范围,那么很有可能是电器运行过程中出现电器漏电的情况或者出现别的故障,导致电量损失超标,则系统会及时发给用户预警信息并给出检查电器是否发生故障的建议。
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明,而非对本发明的限制,有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案,因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种基于非侵入式电表的用电行为监测系统,其特征在于,包括非侵入式电表、数据采集装置、后台主站以及用户侧客户端,其中:
非侵入式电表包括载波通信模块、电表计量模块、电器感知模块和主控模块;
数据采集装置包括远程通信模块、主控模块、存储单元和载波通信模块;
后台主站包括前置通信服务器、通信任务服务器、系统应用服务器和数据库服务器。
2.根据权利要求1所述的基于非侵入式电表的用电行为监测系统,其特征在于,所述非侵入式电表与数据采集装置间的通信方式为载波通信;数据采集装置与前置通信服务器间的通信方式为无线网络通信;系统应用服务器与用户侧客户端间的通信方式为无线网络通信;前置通信服务器、通信任务服务器、系统应用服务器和数据库服务器之间通过以太网相连或者合并在一个服务器上。
3.根据权利要求1所述的基于非侵入式电表的用电行为监测系统,其特征在于,所述数据采集装置根据后台主站配置的采集方式采集并缓存非侵入式电表计量和感知的数据后传输数据给后台主站,主站将接收的数据存入数据库后对数据进行分析,将分析结果与预警信息存入数据库并推送至用户侧客户端,用户侧客户端会根据预警信息提醒用户并给出调整建议。
4.根据权利要求3所述的基于非侵入式电表的用电行为监测系统,其特征在于,所述数据采集过程开始前的初始化过程包括以下步骤:
1)后台主站对数据采集装置进行时钟校准;
2)后台主站将配置好的采集任务和采集方案下发至数据采集装置;
3)开始数据采集。
5.根据权利要求3所述的基于非侵入式电表的用电行为监测系统,其特征在于,所述采集到的数据包括各电器的运行状态、运行开始时间、运行结束时间、电流、电压、用电量、有功功率,还包括用户的电流、电压、用电量、总有功功率。
6.根据权利要求3所述的基于非侵入式电表的用电行为监测系统,其特征在于,所述数据库表包括用户档案信息表;非侵入式电表档案信息表;数据采集装置档案信息表;采集任务表;电器编码表;采集数据表;分析结果表;预警信息表。
7.根据权利要求3所述的基于非侵入式电表的用电行为监测系统,其特征在于,所述后台主站对接收到的数据的分析过程如下:
步骤1:后台任务分析电器运行开始时间与结束时间,计算电器运行开始时间与历史开始时间的差值、结束时间与历史结束时间的差值,将结果存入数据库,如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端;
步骤2:后台任务分析电器运行时长,计算电器运行开始时间与结束时间的差值,得到电器运行时长,将结果存入数据库,如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端;
步骤3:后台任务分析电器的电流,比较与历史数据的差值,将结果存入数据库;如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端;
步骤4:后台任务分析电器的用电量,比较与历史数据的差值,将结果存入数据库;如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端;
步骤5:后台任务分别计算电表计量的总电流、总用电量与各电器的电流总和、用电量总和之间的差值,将结果存入数据库,如果差值超出用户配置的阈值,则生成预警信息,推送至用户侧客户端。
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