CN113675853B - 一种面向能源互联网的用电信息采集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种面向能源互联网的用电信息采集系统，应用于供电电网，所述供电电网包括供电侧、中节过电站以及用电区域，其特征在于：包括配置子系统、划分子系统以及信息采集子系统；首先对于通过区域配置实现对各个用电区域的特征提取，提高了信息的粒度，同时方便信息量化，而通过对历史数据的收集，获得该区域的用电需求，而通过对供电需求的分析将用电区域的类型分为三类，通过用电需求互补的方式先叠加用电需求较大的区域类型，且同时考虑到物理特征，例如传输距离、中间设备以及供电分配级数等等，然后计算得到最佳的互补用电区域，也就是当一个用地区域处于用电高峰时，另一个用电区域处于用电空闲的状态，这样就可以为分配供电策略做出依据。

Description

一种面向能源互联网的用电信息采集系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域,更具体地说，涉及一种面向能源互联网的用电信息采集系统。
背景技术
近年来，新能源运行监控及负荷互动、客户综合能源和能效管理、低压电网运行监测和状态感知、多元电价动态结算、智能用电双向互动等面向客户侧能源互联网的新型业务快速扩展，对用电信息采集系统采集数据的完整性、及时性等方面提出了更高要求，现有采集系统的架构和性能已经难以满足新形势下各类业务日益增长的数据需求。而例如电动车充电桩、居民区新能源供电技术、办公楼工业园区智能用电等新模式的应用，所以如果要实现及时有效对响应，减少出现电能浪费的情况以及可以提前调度避免供电电量不足，则需要对用电侧信息进行粒度更细，更加准确的数据收集。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是提供一种面向能源互联网的用电信息采集系统，以解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种面向能源互联网的用电信息采集系统，应用于供电电网，所述供电电网包括供电侧、中节过电站以及用电区域，包括配置子系统、划分子系统以及信息采集子系统；
所述配置子系统配置有区域信息数据库，所述区域信息数据库对应每一用电区域存储有区域信息，所述区域信息包括区域类型信息、区域位置信息、区域地址信息、若干用电习惯信息，所述用电习惯信息包括历史用电情况数据；所述配置子系统包括有类型配置模块、位置配置模块、地址配置模块、用电情况采集模块；所述类型配置模块配置有预设的类型数据库，所述类型数据库用于存储不同的应用类型，所述类型配置模块用于根据用电区域的应用类型生成对应的区域类型信息，所述位置配置模块配置有供电物理模型，所述供电物理模型反映供电电网中供电侧、中节过电站以及用电区域的位置关系，所述位置配置模块根据供电物理模型生成对应用电区域的区域位置信息，所述区域配置模块为根据每一用电区域和中节过电站以及供电侧的供电关系分配用电区域对应的用电地址，并根据该用电区域的用电地址生成区域地址信息，所述用电情况采集模块包括若干设置在用电区域或中节过电站的用电状况采集单元，所述用电状况采集单元用于采集用电区域的用电波形数据并生成当日的历史用电情况数据，然后根据预设的条件时段收集符合所述条件时段的历史用电情况数据生成对应的用电习惯信息；
所述划分子系统包括地址划分模块、第一收集划分模块以及第二收集划分模块；所述地址划分模块配置有地址划分策略，所述地址划分策略配置有量化收束标准，所述地址划分策略通过量化收束标准将所述用电区域根据对应的区域地址信息划分为若干用电收集组，所述量化收束标准配置有以负荷阈值，当用电收集组的负荷实际值小于对应的负荷阈值时，该用电收集组的划分满足所述量化收束标准，所述负荷实际值根据用电收集组的用电区域的数量以及用电收集组经过的中节过电站和供电侧的数量正相关；所述第一收集划分模块包括类型筛选策略、第一收集组合策略、第一收集划分策略；所述类型筛选策略根据区域类型信息对应的供电需求将用电区域划分为一类供电区、二类供电区和三类供电区，所述第一收集组合策略包括收集定位步骤、数据调取步骤以及收集计算步骤，所述收集定位步骤以一类供电区为基础获取属于同一用电收集组的每一二类供电区，所述数据调取步骤根据当前时段调取一类供电区和二类供电区的用电习惯信息；所述收集计算步骤配置有第一收集算法，所述收集计算步骤根据用电习惯信息得到收集基准波形，再通过历史用电情况数据对应的历史用电波形叠加获得收集实际波形，通过第一收集算法以收集基准波形和收集实际波形的偏差为依据计算得到第一收集偏差值，所述第一收集划分策略将收集偏差值最小的一类供电区和二类供电区划分为同一第一收集组；所述第二收集划分模块包括收集需求拆分策略、收集裕量确定策略、第二收集划分策略，所述收集需求拆分策略用于根据三类供电区的用电需求拆分为若干用电子需求并生成对应的子需求条件，所述收集裕量确定策略配置有裕量筛选条件，根据所述裕量筛选条件从第一收集组的收集实际波形中确定收集波段，所述第二收集划分策略用于筛选符合子需求条件的收集波段，并将对应的用电子需求划分至第一收集组以生成第二收集组；
所述信息采集子系统包括用电需求采集模块以及需求预配置模块，所述用电需求采集模块根据第二收集组对应的历史用电波形叠加获得用电需求波形，并根据用电需求波形计算理想用电需求值。
进一步的，所述的第一收集算法为：
Figure GDA0004229065880000031
其中D为第一收集偏差值，t0为当天起始时刻，t1为当天结束时刻，fs(x)为收集基准波形，f1(x)为一类供电区的实际波形，f2(x)为二类供电区的实际波形，d1为关联物理参数，所述关联物理参数与一类供电区和二类供电区之间的距离负相关。
进一步的，所述收集需求拆分策略包括获取三类供电区的用电需求，以连续时间的用电需求为划分依据划分为若干用电子需求，并根据每个用电子需求中的设备类型、用电量以及对应的用电时间为依据设置对应的子需求条件。
进一步的，所述的裕量筛选条件为设置一有效收集值以及收集差值，所述收集裕量确定策略配置一标准阈值，截取在标准阈值以下的收集实际波形以得到若干筛选波段，若筛选波段的有效面积值大于有效收集值，且筛选波段的最低值小于收集差值，则确定该筛选波段为符合裕量筛选条件的收集波段。
进一步的，所述供电电网还包括供电设备，所述划分子系统还包括供给划分模块，所述供给划分模块包括供给需求拆分策略、供给裕量确定策略、供给划分策略，所述供给需求拆分策略用于根据供电设备的供给能力生成供给条件，所述供给裕量确定策略配置有收集筛选条件，根据所述收集筛选条件从第一收集组的收集实际波形中确定供给波段，所述供给划分策略用于筛选符合供给条件的供给波段，并将对应的用电子需求划分至第一收集组以生成第二收集组。
进一步的，所述地址配置模块通过I Pv6标准协议配置用电区域的用电地址。
进一步的，还包括时间同步子系统，所述时间同步子系统包括时间同步模块、时间敏感模块，所述时间同步模块通过供电侧或中节过电站生成对应的时间心跳包实现供电电网的时间同步，所述时间敏感模块为根据供电电网中传输的信息类型为每一通讯信息配置时间敏感优先值，以时间敏感优先值确定通讯信息传输的顺序。
进一步的，所述时间同步子系统包括时间基准修正模块，所述时间基准修正模块用于修正通讯信息接收端的时间基准并配置有时间修正条件，所述通讯信息的发送端配置有时间标记策略，所述时间标记策略为通讯信息中的波形交点建立时间戳记，所述接收端根据该时间戳记生成标记范围，并计算标记范围的波形的电量绝对值，若电量绝对值超出所述时间修正条件时，根据电量绝对值生成修正值以更新接收端的时间基准。
进一步的，所述时间同步子系统包括电压基准修正模块，所述电压基准修正模块用于修正通讯信息接收端的电压基准并配置有电压修正条件，所述通讯信息的发送端配置有时间标记策略，所述时间标记策略为通讯信息中的波形交点建立时间戳记，所述接收端根据该时间戳记生成标记范围，并计算标记范围的波形的电量绝对值，若电量绝对值超出所述电压修正条件时，根据电量绝对值生成修正值以更新接收端的电压基准。
本发明技术效果主要体现在以下方面：通过这样设置，首先对于通过区域配置实现对各个用电区域的特征提取，提高了信息的粒度，同时方便信息量化，而通过对历史数据的收集，获得该区域的用电需求，而通过对供电需求的分析将用电区域的类型分为三类，通过用电需求互补的方式先叠加用电需求较大的区域类型，且同时考虑到物理特征，例如传输距离、中间设备以及供电分配级数等等，然后计算得到最佳的互补用电区域，也就是当一个用地区域处于用电高峰时，另一个用电区域处于用电空闲的状态，这样将信息提前采集的技术手段可以为分配供电策略做出依据。
附图说明
图1：本发明的面向能源互联网的用电信息采集系统的配置子系统原理图；
图2：本发明的面向能源互联网的用电信息采集系统的划分子系统原理图；
图3：本发明的面向能源互联网的用电信息采集系统的信息采集子系统原理图；
图4：本发明的面向能源互联网的用电信息采集系统的时间同步子系统原理图。
附图标记：100、配置子系统；101、区域信息数据库；110、类型配置模块；111、类型数据库；120、位置配置模块；130、地址配置模块；140、用电情况采集模块；200、划分子系统；210、地址划分模块；220、第一收集划分模块；230、第二收集划分模块；240、供给划分模块；300、信息采集子系统；310、用电需求采集模块；320、需求预配置模块；400、时间同步子系统；410、时间同步模块；420、时间敏感模块；430、时间基准修正模块；440、电压基准修正模块。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
一种面向能源互联网的用电信息采集系统，应用于供电电网，所述供电电网包括供电侧、中节过电站以及用电区域，包括配置子系统100、划分子系统200以及信息采集子系统300；供电侧一般理解为供电站，也可以是能够起到供电作用的供电系统，而中节过电站是中间的变配电系统，需要说明的是，供电侧和用电区域之间可能存在多个中节过电站，但是不影响本发明的实施，而用电区域可以是以小区住宅、商场、医院、工厂等用电集群，而这些用电集群都有一些固有特征和用电习惯，以这些内容出发，涉及信息划分的依据。
所述配置子系统100配置有区域信息数据库101，所述区域信息数据库101对应每一用电区域存储有区域信息，所述区域信息包括区域类型信息、区域位置信息、区域地址信息、若干用电习惯信息，所述用电习惯信息包括历史用电情况数据；所述配置子系统100包括有类型配置模块110、位置配置模块120、地址配置模块130、用电情况采集模块140；所述类型配置模块110配置有预设的类型数据库111，所述类型数据库111用于存储不同的应用类型，所述类型配置模块110用于根据用电区域的应用类型生成对应的区域类型信息，所述位置配置模块120配置有供电物理模型，所述供电物理模型反映供电电网中供电侧、中节过电站以及用电区域的位置关系，所述位置配置模块120根据供电物理模型生成对应用电区域的区域位置信息，所述区域配置模块为根据每一用电区域和中节过电站以及供电侧的供电关系分配用电区域对应的用电地址，并根据该用电区域的用电地址生成区域地址信息，所述用电情况采集模块140包括若干设置在用电区域或中节过电站的用电状况采集单元，所述用电状况采集单元用于采集用电区域的用电波形数据并生成当日的历史用电情况数据，然后根据预设的条件时段收集符合所述条件时段的历史用电情况数据生成对应的用电习惯信息；首先区域信息数据库101独立设置，用于更新区域信息，首先是区域类型信息，而区域类型是后台预先定义，然后接入电网时用户进行选择配置，例如目前不同的新兴用电区域类型有不同的需求：(1)电动汽车及分布式能源需求针对电动汽车快速发展带来的配电网建设改造投入高、利用率低、充电桩接入共享难等方面问题，需采集系统控制充电桩，为用户提供便捷、高效的充电服务，加快推进电动汽车智能有序充电，避免高峰充电服务对电网的冲击，最大程度提高配电网低谷利用率和社会资源共享使用率。(2)居民家庭用能需求新一代智能电能表通过应用非介入式负荷精准辨识技术，建立居民智慧用能服务标本库与数据模型，实现用户典型设备用电信息的非介入式采集与识别；要求采集系统实现对居民家庭负荷的精准采集与监测，为居民提供节能诊断、用电安全隐患辩识、电器性能评价等智慧互动服务，有效支撑电能替代和能源电商服务。针对部分追求舒适、节能环保的家居生活的用户，采集系统需为家庭提供用能智慧管理服务，实现家庭的用能系统进行综合能效分析、实时协调控制，从而减低建筑的能源消耗，降低家庭的用能费用。(3)社区多能服务用能需求以电网为枢纽，构建电网、电源、负荷、储能等多种能源主体之间的协调控制，搭建冷、热、水、风、光、气等多种能源的自由交换平台，促进的多能互补、综合利用的智慧社区能源平台。要求采集系统实现多元能源数据的一体化采集，同时开展能效诊断、节能改造、运行托管等智慧能源综合服务，满足企业能效提升需求；开展水、电、气等“多表合一”工程，提供各类数据的集中采集服务，形成集约高效的采集、运维等服务模式。(4)商业楼宇用能需求针对商业楼宇空调用能效率不高、电网高峰用电压力大等问题，要求采集系统实现对商业楼宇空调实现高频、多维度的采集，实现对楼宇空调的连接和智能控制。(5)工业园区用能需求针对工业企业用能效率不高、用能信息采集不全、电网高峰用电压力大等问题，要求采集系统实现对工业企业主要用能设备实现高频、多维度的采集，实现主要用能设备的接入采集,应用采集数据进行用能分析，支撑工业企业的能效提升。而本系统除了能对以上用电区域进行精细化划分以外，还提供了新用电需求接入和分析的可能，以实现供电需求互补。而类型配置模块110根据类型数据库111对类型进行配置，位置配置模块120首先建立供电物理模型，然后根据供电物理模型标记每个供电站、中节过电站以及用电区域的区域以及对应类型，距离、通信、送电线路的材质类型等进行，以为后续数据调集和分析提供基础，而通过对这个物理模型的反馈实现信息收集，实现对用电区域的位置信息记录，然后区域地址配置模块130所述地址配置模块130通过I Pv6标准协议配置用电区域的用电地址。当前各种设备的接入主要是通过I P地址来识别设备的唯一性，但截至目前所有I Pv4地址已经分配完毕，这意味着没有更多的I Pv4地址可以分配给I SP和其他大型网络基础设施提供商。从理论上来讲，I Pv4的地址耗尽意味着不能将任何新的设备连接到互联网，虽然可以通过I SP重用、回收未使用的I Pv4地址、网络地址转换技术等方式来提供I Pv4地址，但肯定无法满足未来爆炸式增长的感知设备接入需求。因此需要选择采用I Pv6技术解决目前I Pv4面临的问题。通过研究I Pv6技术，对现有通信架构的设备识别技术进行升级改造，兼容基于I Pv4地址接入的设备，构建设备接入的唯一标识，主要包括设备基本信息、设备类型、设备地址及其实时工作状态等信息，确保设备在各个业务应用中有唯一身份可以鉴别，以实现不同业务间的高效集成应用和数据融通共享。而通过这个协议可以保证每一个用电区域都是可溯源的，其能够直接从地址直接解析到对应经过中间设备的情况，这样就可以完成通信的同时，保证安全性和可靠性。然后用电习惯信息是一个时间段内的情况，如果按当月统计，虽然可行，但是会出现一些问题，例如夏季用电情况和冬季用电情况不同，或者不同的商场对时间段的用电量和用电需求不同，所以用电习惯信息可以以季度为基础，也可以以月为基础，获取这个时间段内的用电情况，然后生成平均的用电需求，例如周末和工作日不同用电区域的用电需求也会不同，所以信息的颗粒度越细，数据分析的效果越好。
所述划分子系统200包括地址划分模块210、第一收集划分模块220以及第二收集划分模块230；所述地址划分模块210配置有地址划分策略，所述地址划分策略配置有量化收束标准，所述地址划分策略通过量化收束标准将所述用电区域根据对应的区域地址信息划分为若干用电收集组，所述量化收束标准配置有以负荷阈值，当用电收集组的负荷实际值小于对应的负荷阈值时，该用电收集组的划分满足所述量化收束标准，所述负荷实际值根据用电收集组的用电区域的数量以及用电收集组经过的中节过电站和供电侧的数量正相关；所述第一收集划分模块220包括类型筛选策略、第一收集组合策略、第一收集划分策略；所述类型筛选策略根据区域类型信息对应的供电需求将用电区域划分为一类供电区、二类供电区和三类供电区，所述第一收集组合策略包括收集定位步骤、数据调取步骤以及收集计算步骤，所述收集定位步骤以一类供电区为基础获取属于同一用电收集组的每一二类供电区，所述数据调取步骤根据当前时段调取一类供电区和二类供电区的用电习惯信息；所述收集计算步骤配置有第一收集算法，所述收集计算步骤根据用电习惯信息得到收集基准波形，再通过历史用电情况数据对应的历史用电波形叠加获得收集实际波形，通过第一收集算法以收集基准波形和收集实际波形的偏差为依据计算得到第一收集偏差值，所述第一收集划分策略将收集偏差值最小的一类供电区和二类供电区划分为同一第一收集组；所述第二收集划分模块230包括收集需求拆分策略、收集裕量确定策略、第二收集划分策略，所述收集需求拆分策略用于根据三类供电区的用电需求拆分为若干用电子需求并生成对应的子需求条件，所述收集裕量确定策略配置有裕量筛选条件，根据所述裕量筛选条件从第一收集组的收集实际波形中确定收集波段，所述第二收集划分策略用于筛选符合子需求条件的收集波段，并将对应的用电子需求划分至第一收集组以生成第二收集组；作为本发明涉及核心，首先是通过地址划分模块210对用电区域的地址进行筛选，因为量化收束标准需要初步筛选，有以下三个逻辑，第一用电区域最好属于同一中节过电站的管理，这样有利于电量的调度和分配，第二一个组内的用电区域的数量不能过多，第三用电区域之间最好属于同一通讯组网，而以上问题，通过设置量化收束标准实现，首先建立一个空的用电收集组，然后通过向这个用电收集组加入用电区域，加入用电区域势必会带来负荷值的增加，直至负荷实际值达到负荷阈值，一个用电收集组组合完成，然后通过第一收集划分模块220，首先对用电区域的类型进行划分，划分了逻辑是用电需求，例如工厂、商场等用电需求较大的公共场所划分为一类供电区，而住宅、商店区供电需求较低，则划分为二类供电区，以供电需求为依据，而如果例如汽车充电桩区域、公共用电设备区可以划分为三类供电区，然后通过第一收集划分模块220首先对对一类用电区和二类用电区进行模拟供电组合，首先先计算得到收集基准波形，基准波形是通过计算一个时间段的平均的用电需求实现，其波形可以是一个直线，也可以是阶梯状的波形，而第二是通过一类供电区的用电特性和同一收集组的每一二类供电区都进行模拟收集，通过算法计算得到，所述的第一收集算法为：
Figure GDA0004229065880000091
其中D为第一收集偏差值，t0为当天起始时刻，t1为当天结束时刻，fs(x)为收集基准波形，f1(x)为一类供电区的实际波形，f2(x)为二类供电区的实际波形，d1为关联物理参数，所述关联物理参数与一类供电区和二类供电区之间的距离负相关。这样就可以找到与这个一类供电区互补关系最佳的供电区，例如工厂集中用电高峰时间和居民用电高峰时间正好互补性比较强，这样就可以通过这种算法判断供电需求，然后通过以上函数计算有效偏差值，就可以得到互补性最高的两个用电区域，然后提前进行分组的划分，这样就可以为关联调度用电策略提供信息数据的参考依据，而关联物理参数考虑两个用电区域的实际距离，这个距离根据用电位置信息得到，还需要考虑材质、中间设备等等因素，通过预设的关联表建立的数据获得对应的关联物理参数，而确定能平衡物理关系和用电习惯的收集用电信息，而例如充电桩等三类用电区域，其供电需求不紧急，瞬时用电量虽然较高但不大，所以可以通过第二收集划分模块230实现划分，因为已经确定好第一收集组，由于第一收集组仍然和基准波形会存在一个缺失波形的部分，例如工厂区和居民区，工厂区下午5点用电需求明显降低，但是居民区5.30用电需求才开始上升(路途时间)，而这两个用电区域被划为第一收集组，这样就可以利用这个时间对三类供电区进行供电调度，而通过收集需求拆分策略先确定收集需求，也就是对应的用电区域的用电需求，然后进行划分，所述收集需求拆分策略包括获取三类供电区的用电需求，以连续时间的用电需求为划分依据划分为若干用电子需求，并根据每个用电子需求中的设备类型、用电量以及对应的用电时间为依据设置对应的子需求条件。然后确定每个用电子需求，将子需求进行拆分划分到不同的第一收集组中形成第二收集组，也就是说这样一来，对类似充电桩的公共服务设施，通过不同的供电间歇时间进行收集，保证电能的最优利用和调配。所述的裕量筛选条件为设置一有效收集值以及收集差值，所述收集裕量确定策略配置一标准阈值，截取在标准阈值以下的收集实际波形以得到若干筛选波段，若筛选波段的有效面积值大于有效收集值，且筛选波段的最低值小于收集差值，则确定该筛选波段为符合裕量筛选条件的收集波段。例如筛选时，选择低于总用电量的1/3，且出现实际用电量低于1/10的时间段，则将这个时间段筛选为收集波段，因为筛选出这个波段对应时间，整个供电系统就可以为其他用电区域供电。所述供电电网还包括供电设备，所述划分子系统200还包括供给划分模块240，所述供给划分模块240包括供给需求拆分策略、供给裕量确定策略、供给划分策略，所述供给需求拆分策略用于根据供电设备的供给能力生成供给条件，所述供给裕量确定策略配置有收集筛选条件，根据所述收集筛选条件从第一收集组的收集实际波形中确定供给波段，所述供给划分策略用于筛选符合供给条件的供给波段，并将对应的用电子需求划分至第一收集组以生成第二收集组。供电设备的收集逻辑同上，其实也是根据新业态产生的情况，例如社区风力发电系统、家用太阳能发电系统的普及，分布式发电已经成为供电电网的主流，而利用供电设备直接供电可以节约能耗，原理如下，同样例如被列入同一第一收集组的工厂和居民区，可能出现工厂6点用电量下降，而居民区5.50用电量上升的情况，这样就出现了叠加时，会出现比实际用电标准高的预测结果，所以本系统可以提前对以上信息进行采集，这样就可以通过就近通过发电系统的内部电能调度实现供电，而逻辑同样是先根据发电设备的能力生成供给条件，然后通过收集筛选条件设置叠加超出的波形，同样要考虑有效值和幅值都满足条件，此时选择符合供电条件的供电设备进行供电调度，这样就可以完成供电信息的收集。
所述信息采集子系统300包括用电需求采集模块310以及需求预配置模块320，所述用电需求采集模块310根据第二收集组对应的历史用电波形叠加获得用电需求波形，并根据用电需求波形计算理想用电需求值；所述需求预配置模块320根据每一第二收集组的理想用电需求值生成对应的用电调度策略。用电需求采集模块310就可以根据这个信息得到用电需求波形，也就是预测下一个自然日的用电需求的情况，并得到理想用电需求值，就可以提前设置电能调度逻辑，然后需求预配置模块320配合每个区域的信息，就可以生成用电调度策略，生成用电调度策略的逻辑和算法不是本发明的核心要素，本发明旨在提供一种符合调度需求的信息采集系统。
时间同步子系统400，所述时间同步子系统400包括时间同步模块410、时间敏感模块420，所述时间同步模块410通过供电侧或中节过电站生成对应的时间心跳包实现供电电网的时间同步，所述时间敏感模块420为根据供电电网中传输的信息类型为每一通讯信息配置时间敏感优先值，以时间敏感优先值确定通讯信息传输的顺序。时间敏感网络(TSN)是以以太网为基础的新一代网络标准，具有时间同步、延时保证等确保实时性的功能。通过对时间敏感网络的时间同步、流量控制、路径控制、管理机制等关键技术的研究，在通信服务上应用该项技术，保障重要数据在新型采集系统中的低时延传输。对通信服务进行时间敏感网络技术改造，为优先级较高的时间敏感型关键数据，例如实时停电数据、状态量变化数据等，分配特定的时间槽，支持在规定的时间节点，通信服务中所有节点都必须优先确保时间敏感型关键数据帧的传输；同时允许低优先级数据帧的传输中断，在时间敏感型关键数据帧传输结束后，再恢复低优先级数据帧的传输，并对低优先级帧进行时间补偿，确保时间敏感型关键数据能够优先采集和应用，提升通信服务稳定性。因为本系统的补偿逻辑是需要同步时间基础的，如果时间基础出现不一致，那么收集分组结果不佳，无法起到希望达到的效果。所述时间同步子系统400包括时间基准修正模块430，所述时间基准修正模块430用于修正通讯信息接收端的时间基准并配置有时间修正条件，所述通讯信息的发送端配置有时间标记策略，所述时间标记策略为通讯信息中的波形交点建立时间戳记，所述接收端根据该时间戳记生成标记范围，并计算标记范围的波形的电量绝对值，若电量绝对值超出所述时间修正条件时，根据电量绝对值生成修正值以更新接收端的时间基准。所述时间同步子系统400包括电压基准修正模块440，所述电压基准修正模块440用于修正通讯信息接收端的电压基准并配置有电压修正条件，所述通讯信息的发送端配置有时间标记策略，所述时间标记策略为通讯信息中的波形交点建立时间戳记，所述接收端根据该时间戳记生成标记范围，并计算标记范围的波形的电量绝对值，若电量绝对值超出所述电压修正条件时，根据电量绝对值生成修正值以更新接收端的电压基准。通过对时间、电压基准的修正，实现负反馈调节，修正的权重参数设置不做局限，使该闭环子系统符合收敛标准即可。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种面向能源互联网的用电信息采集系统，应用于供电电网，所述供电电网包括供电侧、中节过电站以及用电区域，其特征在于：包括配置子系统、划分子系统以及信息采集子系统；
所述配置子系统配置有区域信息数据库，所述区域信息数据库对应每一用电区域存储有区域信息，所述区域信息包括区域类型信息、区域位置信息、区域地址信息、若干用电习惯信息，所述用电习惯信息包括历史用电情况数据；所述配置子系统包括有类型配置模块、位置配置模块、地址配置模块、用电情况采集模块；所述类型配置模块配置有预设的类型数据库，所述类型数据库用于存储不同的应用类型，所述类型配置模块用于根据用电区域的应用类型生成对应的区域类型信息，所述位置配置模块配置有供电物理模型，所述供电物理模型反映供电电网中供电侧、中节过电站以及用电区域的位置关系，所述位置配置模块根据供电物理模型生成对应用电区域的区域位置信息，所述区域配置模块为根据每一用电区域和中节过电站以及供电侧的供电关系分配用电区域对应的用电地址，并根据该用电区域的用电地址生成区域地址信息，所述用电情况采集模块包括若干设置在用电区域或中节过电站的用电状况采集单元，所述用电状况采集单元用于采集用电区域的用电波形数据并生成当日的历史用电情况数据，然后根据预设的条件时段收集符合所述条件时段的历史用电情况数据生成对应的用电习惯信息；
所述划分子系统包括地址划分模块、第一收集划分模块以及第二收集划分模块；所述地址划分模块配置有地址划分策略，所述地址划分策略配置有量化收束标准，所述地址划分策略通过量化收束标准将所述用电区域根据对应的区域地址信息划分为若干用电收集组，所述量化收束标准配置有以负荷阈值，当用电收集组的负荷实际值小于对应的负荷阈值时，该用电收集组的划分满足所述量化收束标准，所述负荷实际值根据用电收集组的用电区域的数量以及用电收集组经过的中节过电站和供电侧的数量正相关；所述第一收集划分模块包括类型筛选策略、第一收集组合策略、第一收集划分策略；所述类型筛选策略根据区域类型信息对应的供电需求将用电区域划分为一类供电区、二类供电区和三类供电区，所述第一收集组合策略包括收集定位步骤、数据调取步骤以及收集计算步骤，所述收集定位步骤以一类供电区为基础获取属于同一用电收集组的每一二类供电区，所述数据调取步骤根据当前时段调取一类供电区和二类供电区的用电习惯信息；所述收集计算步骤配置有第一收集算法，所述收集计算步骤根据用电习惯信息得到收集基准波形，再通过历史用电情况数据对应的历史用电波形叠加获得收集实际波形，通过第一收集算法以收集基准波形和收集实际波形的偏差为依据计算得到第一收集偏差值，所述第一收集划分策略将收集偏差值最小的一类供电区和二类供电区划分为同一第一收集组；所述第二收集划分模块包括收集需求拆分策略、收集裕量确定策略、第二收集划分策略，所述收集需求拆分策略用于根据三类供电区的用电需求拆分为若干用电子需求并生成对应的子需求条件，所述收集裕量确定策略配置有裕量筛选条件，根据所述裕量筛选条件从第一收集组的收集实际波形中确定收集波段，所述第二收集划分策略用于筛选符合子需求条件的收集波段，并将对应的用电子需求划分至第一收集组以生成第二收集组；
所述信息采集子系统包括用电需求采集模块，所述用电需求采集模块根据第二收集组对应的历史用电波形叠加获得用电需求波形，并根据用电需求波形计算理想用电需求值；
所述的第一收集算法为：
Figure FDA0004229065870000021
其中D为第一收集偏差值，t0为当天起始时刻，t1为当天结束时刻，fs(x)为收集基准波形，f1(x)为一类供电区的实际波形，f2(x)为二类供电区的实际波形，d1为关联物理参数，所述关联物理参数与一类供电区和二类供电区之间的距离负相关。
2.如权利要求1所述的一种面向能源互联网的用电信息采集系统，其特征在于：所述收集需求拆分策略包括获取三类供电区的用电需求，以连续时间的用电需求为划分依据划分为若干用电子需求，并根据每个用电子需求中的设备类型、用电量以及对应的用电时间为依据设置对应的子需求条件。
3.如权利要求1所述的一种面向能源互联网的用电信息采集系统，其特征在于：所述的裕量筛选条件为设置一有效收集值以及收集差值，所述收集裕量确定策略配置一标准阈值，截取在标准阈值以下的收集实际波形以得到若干筛选波段，若筛选波段的有效面积值大于有效收集值，且筛选波段的最低值小于收集差值，则确定该筛选波段为符合裕量筛选条件的收集波段。
4.如权利要求1所述的一种面向能源互联网的用电信息采集系统，其特征在于：所述供电电网还包括供电设备，所述划分子系统还包括供给划分模块，所述供给划分模块包括供给需求拆分策略、供给裕量确定策略、供给划分策略，所述供给需求拆分策略用于根据供电设备的供给能力生成供给条件，所述供给裕量确定策略配置有收集筛选条件，根据所述收集筛选条件从第一收集组的收集实际波形中确定供给波段，所述供给划分策略用于筛选符合供给条件的供给波段，并将对应的用电子需求划分至第一收集组以生成第二收集组。
5.如权利要求1所述的一种面向能源互联网的用电信息采集系统，其特征在于：所述地址配置模块通过IPv6标准协议配置用电区域的用电地址。
6.如权利要求1所述的一种面向能源互联网的用电信息采集系统，其特征在于：还包括时间同步子系统，所述时间同步子系统包括时间同步模块、时间敏感模块，所述时间同步模块通过供电侧或中节过电站生成对应的时间心跳包实现供电电网的时间同步，所述时间敏感模块为根据供电电网中传输的信息类型为每一通讯信息配置时间敏感优先值，以时间敏感优先值确定通讯信息传输的顺序。
7.如权利要求6所述的一种面向能源互联网的用电信息采集系统，其特征在于：所述时间同步子系统包括时间基准修正模块，所述时间基准修正模块用于修正通讯信息接收端的时间基准并配置有时间修正条件，所述通讯信息的发送端配置有时间标记策略，所述时间标记策略为通讯信息中的波形交点建立时间戳记，所述接收端根据该时间戳记生成标记范围，并计算标记范围的波形的电量绝对值，若电量绝对值超出所述时间修正条件时，根据电量绝对值生成修正值以更新接收端的时间基准。
8.如权利要求6所述的一种面向能源互联网的用电信息采集系统，其特征在于：所述时间同步子系统包括电压基准修正模块，所述电压基准修正模块用于修正通讯信息接收端的电压基准并配置有电压修正条件，所述通讯信息的发送端配置有时间标记策略，所述时间标记策略为通讯信息中的波形交点建立时间戳记，所述接收端根据该时间戳记生成标记范围，并计算标记范围的波形的电量绝对值，若电量绝对值超出所述电压修正条件时，根据电量绝对值生成修正值以更新接收端的电压基准。
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