CN113419109B - 一种适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法及装置，该方法包括以下步骤：初始化低压配电台区各计量设备的“已抄标志”Fin；判断抄读冻结时点是否已到；刷新各计量设备的“已抄标志”Fin；按照抄读冻结时点外循环计量设备内循环的顺序依次抄读第i个计量设备上n次冻结电量，或按照计量设备外循环抄读冻结时点内循环的顺序依次抄读第i个计量设备上n次冻结电量。所述装置包括智能配变终端、低压配电台区计量设备；所述智能配变终端通过低压配电线路连接所述低压配电台区计量设备。本发明提高了低压配电台区冻结电量载波数据抄读成功率和抄读完整率，进而提高了线损计算设备可算率，线损和线损率的计算完整性和准确性。

Description

一种适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法及装置

技术领域

本发明涉及电力物联网领域，尤其涉及一种适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法及装置。

背景技术

低压配变台区的线损指低压配变台区变压器供电范围内输电线路和各类电气一二次配电设备产生的电量损耗，体现在台区总表某一时段的电量增量大于供电范围内所有末端电表在同一时段的电量增量之和，两者的差值即为线损。线损率除了体现电网的经济运行水平外，还可反映计量设备安装是否错误或故障、供电层级档案关系维护是否正确以及是否存在偷窃电等情况。

目前，线损的计算分析一般止步在台区变压器—用户表的台区总线损，为了提高线损精益化管理水平，迫切需要建立分时分段分相分线线损分析系统，这必将要求在各分支节点或开关设备增设计量设备或功能，设备数量急剧增加，并且从日线损、月线损发展到小时线损甚至15分钟线损以及从总线损扩展到A、B、C分相线损，带来了数据量大增、抄读间隔大幅缩短的局面，计量数据的采集传输是面临的新难题，通常为了降低成本，不会单独建设通信通道，而是利用已有的电力线路，使用PLC或者HPLC电力载波通讯方式传输控制命令和数据。

图1给出了低压配电台区供电辐射示意图，图1中的一个配电台区中，台区变压器作为电源给下边众多电力用户供电，供电回路呈树状辐射结构，下边的用电户数数量不定，不同用户距离变压器(电源)的远近距离不同，电量传输路径不一。每个用户都有计量设备(通常是单相电表和三相电表)，除此之外，在电力线路分支分叉或者表箱安装的位置节点，也安装了计量设备(通常是智能断路器、分支终端、末端终端和多表位终端等)，这些计量设备具备电量冻结功能和载波通讯功能。

现有的采集方法通常是定时定次抄读，每个冻结周期结束，新冻结周期开始时，或再经短暂的延时等待后，便开始下发抄读最近一次冻结点冻结电量的命令，然后等待数据返回，成功返回后进行保存，而后继续抄读同个设备的下一项冻结电量，或者下一台设备的冻结电量。倘若数据超时无返回，就放弃该数据或者尝试再次抄读若干次仍未抄到再放弃。

由于与光纤、蜂窝或窄带等通讯方式相比，PLC通讯或者HPLC电力载波通讯方式存在不稳定，可靠性差的固有缺点和特性，再加上低压配电台区的供电回路多呈树状辐射结构，供电范围大，环境复杂，计量设备地理位置分散、距离远，载波通信模块老化、维护不及时的情况，载波通讯的固有缺陷更加凸显，经常出现阶段性时好时坏的情况，冻结电量的一次抄读成功率很难达到100％甚至相差甚远是普遍现象。由于线损计算采用的是本次冻结电量减去上次冻结电量，这决定任一次的冻结数据缺失不仅影响本次线损计算，还将影响下次线损计算。因此，现有低压配电台区的冻结电量载波抄读方案存在冻结电量数据抄读不完整，进而导致线损计算设备可算率低，线损和线损率的计算不完整和不准确的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种改善低压配电台区冻结电量载波数据抄读成功率，提高冻结电量载波数据抄读完整率的冻结电量载波抄读方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法，包括以下步骤：

步骤1，初始化低压配电台区各计量设备的“已抄标志”Fin，所述“已抄标志”Fin表示第i个计量设备在上n次冻结时点的冻结电量是否抄读成功，所述“已抄标志”Fin为false代表抄读失败，所述“已抄标志”Fin为true代表抄读成功；

步骤2，判断抄读冻结时点是否已到，若抄读冻结时点已到则执行步骤3，若抄读冻结时点未到则执行步骤4；

步骤3，刷新各计量设备的“已抄标志”Fin，并把各计量设备的“已抄标志”Fin中的n和i都初始化为1，从第1个计量设备的上1次抄读冻结时点冻结电量开始抄读；

步骤4，按照抄读冻结时点外循环计量设备内循环的顺序依次抄读第i个计量设备上n次冻结电量，或按照计量设备外循环抄读冻结时点内循环的顺序依次抄读第i个计量设备上n次冻结电量。

更进一步，所述步骤4中按照抄读冻结时点外循环计量设备内循环的顺序依次抄读第i个计量设备上n次冻结电量的步骤如下：

判断n是否小于等于抄读深度，若n小于等于抄读深度则执行下一步，否则执行步骤2，所述抄读深度为正整数；

判断i是否小于等于计量设备个数，若i小于等于计量设备个数则执行下一步，否则将n增加1，i取1后执行上一步；

抄读第i个计量设备上n次冻结电量，将i增加1之后执行上一步。

更进一步，所述步骤4中按照计量设备外循环抄读冻结时点内循环的顺序依次抄读第i个计量设备上n次冻结电量的步骤如下：

判断i是否小于等于计量设备个数，若i小于等于计量设备个数则执行下一步，否则执行步骤2；

判断n是否小于等于抄读深度，若n小于等于抄读深度则执行下一步，否则将i增加1，n取1后执行上一步，所述抄读深度为正整数；

抄读第i个计量设备上n次冻结电量，将n增加1之后执行上一步。

更进一步，所述i取大于0且小于等于计量设备个数的整数，所述n取大于0且小于等于抄读深度的整数。

更进一步，步骤2中所述判断抄读冻结时点是否已到的步骤如下：

若计算15分钟线损，则判断当前时间的分钟是否等于15的整数倍，若当前时间的分钟等于15的整数倍则判断抄读冻结时点到；

若计算小时线损，则判断当前时间的分钟是否等于0，若当前时间的分钟等于0则判断抄读冻结时点到；

若计算日线损，则判断当前时间的小时及分钟是否等于0，若当前时间的小时及分钟均等于0则判断抄读冻结时点到；

若计算月线损，则判断当前时间的日是否等于1且小时及分钟是否等于0，若当前时间的日等于1且小时及分钟均等于0则判断抄读冻结时点到。

更进一步，所述抄读深度设置步骤如下：

若计算15分钟线损，则抄读上1次抄读冻结时点冻结电量到上4次抄读冻结时点冻结电量，抄读深度为40；

若计算小时线损，则抄读上1次抄读冻结时点冻结电量到上24次抄读冻结时点冻结电量，抄读深度为24；

若计算日线损，则抄读上1次抄读冻结时点冻结电量到上30次抄读冻结时点冻结电量，抄读深度为30；

若计算月线损，则抄读上1次抄读冻结时点冻结电量到上12次抄读冻结时点冻结电量，抄读深度为12。

更进一步，步骤1中所述初始化低压配电台区各计量设备的“已抄标志”Fin的步骤如下：

将所有计量设备所有整点的“已抄标志”Fin均设置为false；

把n和i都初始化为1。

更进一步，步骤3中所述刷新各计量设备的“已抄标志”Fin的步骤如下：

将i初始化1；

判断i是否小于等于计量设备个数，若是则将n初始化1执行下一步，否则结束刷新；

判断n是否小于抄读深度，若是则执行下一步，否则将第i个计量设备上的“已抄标志”Fin设为false，并将i增加1之后执行上一步；

将第i个计量设备上n+1次冻结电量的“已抄标志”赋值给第i个计量设备上n次冻结电量的“已抄标志”，并将n增加1之后执行上一步。

更进一步，步骤4中所述抄读第i个计量设备上n次冻结电量的步骤如下：

判断第i个计量设备上n次冻结电量的“已抄标志”Fin，若“已抄标志”Fin为true则结束抄读，若“已抄标志”Fin为false则执行下一步；

下发载波抄读命令，然后启动计时，等待载波返回冻结电量数据，若在超时之前返回抄读数据，就记录数据并保存，然后将第i个计量设备上n次冻结电量“已抄标志”Fin设置为true并结束抄读；若超时无返回数据则结束抄读。

本发明还提供了一种适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读装置，包括智能配变终端、低压配电台区计量设备；所述智能配变终端通过低压配电线路连接所述低压配电台区计量设备，所述智能配变终端和所述低压配电台区计量设备均包括载波通信模块，所述智能配变终端和所述低压配电台区计量设备通过载波通信进行信息交互；所述智能配变终端包括由控制单元、存储单元等组成的嵌入式计算机模块；所述所述智能配变终端的嵌入式计算机模块按照上述的冻结电量载波抄读方法对所述低压配电台区计量设备的冻结电量进行抄读。

本发明的有益效果在于：

本发明通过设置一组“已抄标志”Fin，表征配电台区下边所有计量设备所有冻结时点的冻结电量有无缺失的情况，对于Fin为false的情况，会尝试重新抄读，直到抄到为止或者连续尝试所设置的超度深度都抄不到为止。而对于已经成功抄到的整点冻结数据，其Fin为true，不会重复去抄，这样也避免了重复重读从而降低效率的问题。Fin的声明和巧妙使用，实现溯及过往，让线损计算从过去的“无记忆”变为现在的“有记忆”，起到了提高数据完整性、提高载波利用率和程序运行效率的良好作用。

本发明提出了抄读深度的概念，假设在某个时间段内出现了载波通讯不可用的情况，那么该时段内将抄不到任何冻结数据，若按照以往的当前整点冻结数据只在当前时段进行抄读的方法(例如13点到了后，只抄读13这一整点的冻结数据，14点到了后，就只抄14点这一整点的冻结数据)，缺失时段的线损数据必将缺失并且一直缺失下去。通过抄读深度，为追溯历史冻结数据提供了可行渠道。

本发明提出了滚动抄读方法，例如将抄读深度设置为24个整点，这意味着在任何时段，都会去判断过去24个小时的整点冻结数据是否有缺失，有缺失的会重新尝试抄读。24小时正好是一天时间，而载波时好时坏的周期一般也为一天，两者相吻合，这样好处是能够抓住载波通讯畅通的时间窗口，在该窗口内尽可能把冻结数据抄回。可以提高计量设备可算率、提高数据的完整性，从而减少直至避免小时级线损数据的缺失。提出的滚动抄读方法还有的一个优点是实现了载波通讯的充分利用，并且不会增大载波通讯的峰值压力。因为抄读深度设置成多少，某个整点的冻结数据就能在未来多长时间内被抄到，这相当于平摊了通讯压力。

总之，本发明的方法和装置能改善低压配电台区冻结电量载波数据抄读成功率，提高冻结电量载波数据抄读完整率，进而提高线损计算设备可算率，线损和线损率的计算完整性和准确性。

附图说明

图1是低压配变台区供电辐射示意图。

图2是本发明实施方式计算小时线损进行整点冻结电量抄读的流程图。

图3是整点外循环设备内循环的抄读顺序示意图。

图4是设备外循环整点内循环的抄读顺序示意图。

图5是初始化过程流程图。

图6是刷新“已抄标志”Fin的流程图。

图7是抄读第i个计量设备上n次冻结电量的流程图。

图8是本发明实施方式的结构图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

实施例1

本实施例提供一种适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法。线损的计算基于配电变压器下边各个计量设备相邻两个冻结时点的冻结数据，例如小时线损依赖的是h点0分和h-1点0分两个相邻时刻点的冻结数据，设定抄读深度从上1次整点冻结电量到上24次整点冻结电量，由此可以实现计算或者补算过去24小时内任一小时时段的线损和线损率的目的，从而提高数据的完整性。为了减少重复抄读，本实施例提供的冻结电量载波抄读方法中声明一组“已超标志”Fin(i表示第i个计量设备，n表示上n次整点冻结电量)，用于表征各个计量设备各个整点冻结电量是否已经抄到或者缺失，若某个计量设备某个整点冻结电量的“已抄标志”为false，就说明数据缺失(也即没有抄到)，才需要在下轮周期尝试重新抄读。下面以计算小时线损进行整点冻结电量抄读为例说明本抄读方法的具体过程：

如图2所示，首先对“已超标志”Fin初始化，然后进入无限循环，在每个循环内，首先判断整点时间是否已到，判断依据是当前时间的分钟是否等于0，若等于则认为整点时间到。若整点时间已到，就刷新一遍“已抄标志”，之后再把n和i都初始化为1，表示新的整点来到后，无论上个时段抄到了多少台设备多少个整点的冻结数据，都重新恢复从第1个计量设备的上1次整点冻结电量抄读。若整点时间判断的结果为否，就直接进入下个流程。

下个流程首先判断n是否小于等于24，如果是，就说明上1次至上24次冻结数据尚未完整抄(遍历)过，如果为否，就说明已经遍历完整，无需再抄就直接返回。判定n小于等于24后，接着判断i是否小于等于计量设备个数，如果是，就说明尚有计量设备的上n次冻结电量未被遍历，如果为否，就说明所有计量设备的上n次冻结电量已经遍历一遍，然后将n的取值自加1，以及把i重新设置为1，表示倒推一个整点，并且恢复从第1个计量设备开始抄。

判定i小于等于计量设备个数为真后，进入抄读第i个计量设备上n次冻结电量的流程，该流程走完后，将i的取值自加1，表示下个循环周期将抄读下一个计量设备的上n次冻结数据。

因为载波采用串行通讯方式，决定了只能逐个计量设备逐个整点地抄读，这就涉及到抄读顺序的问题。可以采用2种抄读顺序：1)整点外循环设备内循环的顺序，如图3所示，低压台区一共有m个计量设备，则在进行整点循环遍历的每个整点抄读过程中循环遍历抄读每个计量设备的冻结电量。2)设备外循环整点内循环的顺序，如图4所示，低压台区一共有m个计量设备，则在进行计量设备循环遍历的每个计量设备抄读过程中循环遍历抄读所有整点冻结电量。在本实施方式中，采用如图3所示的整点外循环设备内循环的抄读顺序。采用整点外循环设备内循环的抄读顺序的好处是具有较高的抄读成功率。因为载波通信具有时好时坏的特点，若某一台设备某个整点的冻结数据因为载波不通的原因无法被抄到，则短时间内该台设备的其他整点冻结数据也难以抄到，这种情况下，切换到下一个计量设备，就有更大的抄通概率。

如图5所示，初始化过程中，将所有计量设备所有整点的“已抄标志”均设置为false，并且把n和i都初始化为1，表示从第1个计量设备的上1次整点冻结电量开始抄读。

如图6所示，当前时刻判定为整点时刻后，进入刷新“已抄标志”Fin的流程，将Fi23赋值给Fi24，Fi22赋值给Fi23，……，Fi1赋值给Fi2，然后将Fi1设置为false，这是因为当前整点的冻结电量还没有抄读，因此将Fi1设置为false。以此方法滚动刷新每一个计量设备每一整点的已抄标志。

如图7所示，抄读第i个计量设备上n次冻结电量的步骤如下，首先判断第i个计量设备上n次冻结电量的“已抄标志”Fin是否为false，如为否，就说明该个计量设备该次冻结数据在过去被成功抄回，无需再抄。如为是，就说明没有抄过或者抄过但没成功，就首先下发载波命令，然后启动计时，等待载波返回冻结电量数据，若在超时之前返回了数据，就记录数据并保存到永久存储介质，然后将第i个计量设备上n次冻结电量“已抄标志”Fin设置为true，最后结束本流程。如果等待时间达到了超时时间仍无返回数据，就说明载波不通或有其他原因，此时不作任何处理，直接结束等待。

实施例2

如图8所示，本发明实施例还提供一种适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读装置包括智能配变终端804、低压配电台区计量设备801，智能配变终端804通过低压配电线路连接低压配电台区计量设备801。低压配电台区计量设备801包括载波通信模块802，智能配变终端804包括由控制单元、存储单元等组成的嵌入式计算机模块806和载波通信模块805。智能配变终端804与低压配电台区计量设备801通过载波通信进行信息交互，智能配变终端804的嵌入式计算机模块806中运行按照实施例1提供的冻结电量载波抄读方法，实现对低压配电台区计量设备801的冻结电量抄读。

本发明实施例可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

实施例对本方案进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，初始化低压配电台区各计量设备的“已抄标志”Fin，所述“已抄标志”Fin表示第i个计量设备在上n次冻结时点的冻结电量是否抄读成功，所述“已抄标志”Fin为false代表抄读失败，所述“已抄标志”Fin为true代表抄读成功；

步骤2，判断抄读冻结时点是否已到，若抄读冻结时点已到则先执行步骤3然后执行步骤4，若抄读冻结时点未到则直接执行步骤4；

步骤3，刷新各计量设备的“已抄标志”Fin，并把各计量设备的“已抄标志”Fin中的n和i都初始化为1，从第1个计量设备的上1次抄读冻结时点冻结电量开始抄读；

所述步骤3中刷新各计量设备的“已抄标志”Fin的步骤如下：

将i初始化1；

判断i是否小于等于计量设备个数，若是则将n初始化1执行下一步，否则结束刷新；

判断n是否小于抄读深度，若是则执行下一步，否则将第i个计量设备上的“已抄标志”Fin设为false，并将i增加1之后执行上一步；

将第i个计量设备上n+1次冻结电量的“已抄标志”赋值给第i个计量设备上n次冻结电量的“已抄标志”，并将n增加1之后执行上一步；

步骤4，按照抄读冻结时点外循环计量设备内循环的顺序依次抄读第i个计量设备上n次冻结电量，或按照计量设备外循环抄读冻结时点内循环的顺序依次抄读第i个计量设备上n次冻结电量；

所述步骤4中抄读第i个计量设备上n次冻结电量的步骤如下：

判断第i个计量设备上n次冻结电量的“已抄标志”Fin，若“已抄标志”Fin为true则结束抄读，若“已抄标志”Fin为false则执行下一步；

下发载波抄读命令，然后启动计时，等待载波返回冻结电量数据，若在超时之前返回抄读数据，就记录数据并保存，然后将第i个计量设备上n次冻结电量“已抄标志”Fin设置为true并结束抄读；若超时无返回数据则结束抄读。

2.根据权利要求1所述的适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法，其特征在于，所述步骤4中按照抄读冻结时点外循环计量设备内循环的顺序依次抄读第i个计量设备上n次冻结电量的步骤如下：

判断n是否小于等于抄读深度，若n小于等于抄读深度则执行下一步，否则执行权利要求1所述步骤2，所述抄读深度为正整数；

判断i是否小于等于计量设备个数，若i小于等于计量设备个数则执行下一步，否则将n增加1，i取1后执行上一步；

抄读第i个计量设备上n次冻结电量，将i增加1之后执行上一步；

所述抄读深度设置步骤如下：

若计算15分钟线损，则抄读上1次抄读冻结时点冻结电量到上4次抄读冻结时点冻结电量，抄读深度为40；

若计算小时线损，则抄读上1次抄读冻结时点冻结电量到上24次抄读冻结时点冻结电量，抄读深度为24；

若计算日线损，则抄读上1次抄读冻结时点冻结电量到上30次抄读冻结时点冻结电量，抄读深度为30；

若计算月线损，则抄读上1次抄读冻结时点冻结电量到上12次抄读冻结时点冻结电量，抄读深度为12。

3.根据权利要求1所述的适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法，其特征在于，所述步骤4中按照计量设备外循环抄读冻结时点内循环的顺序依次抄读第i个计量设备上n次冻结电量的步骤如下：

判断i是否小于等于计量设备个数，若i小于等于计量设备个数则执行下一步，否则执行权利要求1所述步骤2；

判断n是否小于等于抄读深度，若n小于等于抄读深度则执行下一步，否则将i增加1，n取1后执行上一步，所述抄读深度为正整数；

抄读第i个计量设备上n次冻结电量，将n增加1之后执行上一步；

所述抄读深度设置步骤如下：

若计算15分钟线损，则抄读上1次抄读冻结时点冻结电量到上4次抄读冻结时点冻结电量，抄读深度为40；

若计算小时线损，则抄读上1次抄读冻结时点冻结电量到上24次抄读冻结时点冻结电量，抄读深度为24；

若计算日线损，则抄读上1次抄读冻结时点冻结电量到上30次抄读冻结时点冻结电量，抄读深度为30；

若计算月线损，则抄读上1次抄读冻结时点冻结电量到上12次抄读冻结时点冻结电量，抄读深度为12。

4.根据权利要求1所述的适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法，其特征在于，所述i取大于0且小于等于计量设备个数的整数，所述n取大于0且小于等于抄读深度的整数。

5.根据权利要求1所述的适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法，其特征在于，步骤2中所述判断抄读冻结时点是否已到的步骤如下：

若计算15分钟线损，则判断当前时间的分钟是否等于15的整数倍，若当前时间的分钟等于15的整数倍则判断抄读冻结时点到；

若计算小时线损，则判断当前时间的分钟是否等于0，若当前时间的分钟等于0则判断抄读冻结时点到；

若计算日线损，则判断当前时间的小时及分钟是否等于0，若当前时间的小时及分钟均等于0则判断抄读冻结时点到；

若计算月线损，则判断当前时间的日是否等于1且小时及分钟是否等于0，若当前时间的日等于1且小时及分钟均等于0则判断抄读冻结时点到。

6.根据权利要求1所述的适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法，其特征在于，步骤1中所述初始化低压配电台区各计量设备的“已抄标志”Fin的步骤如下：

将所有计量设备所有整点的“已抄标志”Fin均设置为false；

把n和i都初始化为1。

7.一种适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读装置，包括智能配变终端、低压配电台区计量设备；所述智能配变终端通过低压配电线路连接所述低压配电台区计量设备，所述智能配变终端和所述低压配电台区计量设备均包括载波通信模块，所述智能配变终端和所述低压配电台区计量设备通过载波通信进行信息交互；所述智能配变终端包括由控制单元、存储单元组成的嵌入式计算机模块；其特征在于，所述智能配变终端的嵌入式计算机模块按照如权利要求1-6任一所述的适用于低压配电台区的冻结电量载波抄读方法对所述低压配电台区计量设备的冻结电量进行抄读。

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