CN113722300A - 基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗系统及方法。本发明的电能表运行误差计算数据清洗系统包括数据采集单元、数据预处理单元、数据分析单元、数据标识单元和异常数据清除单元，可在进行电能表运行误差计算过程中将采集到的异常电能表数据或者供电公司用电信息进行标记，然后进行异常数据删除，避免异常数据与正常数据混合计入电能表运行误差计算范围内，保证电能表运行误差计算的准确性，可以为用户电能表的误差数据分析提供合格高质量的数据，为电能表提供运行误差分析基础。

Description

基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗系统及方法
技术领域
本发明涉及电能表数据处理领域，具体地说是基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗系统及方法。
背景技术
电能消耗的计算方式是通过电能表进行计量实现，电能计量已经成为电力工作中非常重要的工作，它关系到直接的经济利益，正确的电能计量对核算发、供电电能，综合平衡及考核电力系统经济技术指标，节约能源等都有重要意义，电能表计量的数据是供电企业和用尸进行结算的基础，电能表计量的准确性不仅影响供电企业和用户两者的经济利益和交易的公平性，甚至还影响到发电企业的经济利益，最近几年，我国电力市场的不断发展完善，对电能表计量工作提出了更高的要求，研究电能表计量准确性是当前大势所趋，尽可能减少误差，保护好发电企业、供电企业和用户三者之间的共同利益，因此，对电能表计量误差进行计算并降低是目前急需解决的问题。
但是在电能表误差计算过程中常常会将一些异常的电能表计入误差计量范围内，从而导致计算出的电能表误差平均值较实际误差值偏大，无法反应真实的误差情况，影响电力部门对用户电能表运行误差分析的准确性。
发明内容
本发明的目的在于提供基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗系统，包括数据采集单元、数据预处理单元、数据分析单元、数据标识单元和异常数据清除单元；
所述数据采集单元包括用户电能表数据采集模块、供电公司用电信息采集模块、第一数据远程传送模块和第二数据远程传送模块；
所述数据预处理单元包括第一数据远程接收模块、第二数据远程接收模块、用户电能表数据输入模块、供电公司用电信息输入模块、序号标注模块、对应标号数据归类模块、用户电能表数据输出模块和供电公司用电信息输出模块；
所述数据分析单元包括差值计算模块、差值结果显示模块和数据备份模块；
所述数据标识单元包括正常数据标识模块和异常数据标识模块；
所述异常数据清除单元包括异常数据清除模块；
所述的用户电能表数据采集模块将采集的用户电能表数据经第一数据远程传送模块和第一数据远程接收模块传输给用户电能表数据输入模块；所述的供电公司用电信息采集模块将采集的供电公司用电信息经第二数据远程传送模块和第二数据远程接收模块传输给供电公司用电信息输入模块；
所述的用户电能表数据输入模块输出用户电能表数据到序号标注模块，供电公司用电信息输入模块输出供电公司用电信息到序号标注模块；对应标号数据归类模块对标注序号后的数据进行归类，归类后的数据通过用户电能表数据输出模块和供电公司用电信息输出模块输出给差值计算模块；
经差值计算模块计算得到的异常数据通过异常数据标识模块标识为异常数据，经差值计算模块计算得到的正常数据通过正常数据标识模块标识为正常数据；
所述的异常数据清除模块对异常数据进行清除。
进一步地，所述的用户电能表数据采集模块内和供电公司用电信息采集模块内还分别设置时间记录模块，时间记录模块用于对用户电能表数据采集时间以及供电公司用电信息采集时间进行记录。
进一步地，所述的数据备份模块内设置通信模块，所述数据备份模块通过通信模块与远程数据服务器进行信息交互。
进一步地，所述的差值计算模块通过线性回归算法计算每个电能表的运行误差，并将误差值从小到大依次排列，然后通过数据标识单元将误差值与系统预设的合理差值进行比对，超出合理差值的差值数据被标注为异常数据，未超出合理差值的差值数据被标注为正常数据。
进一步地，所述数据标识单元还包括异常数据库和正常数据库，所述异常数据库和正常数据库分别对数据分析后得出的异常数据和正常数据进行储存。
本发明采用的另一种技术方案为：基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗方法，其步骤如下：
S1：使用时，首先通过用户电能表数据采集模块和供电公司用电信息采集模块分别对用户电能表数据进行采集和供电公司用电信息进行采集，并同时记录采集时间；
S2：通过数据远程传送模块将采集的用户电能表数据和供电公司用电信息进行远程传送到数据预处理单元，用户电能表数据通过用户电能表数据输入模块输入到序号标注模块，供电公司用电信息通过供电公司用电信息输入模块输入到序号标注模块；
S3：序号标注模块分别对用户电能表数据和供电公司用电信息逐个进行阿拉伯数字标记，相同两个阿拉伯数字分别对应同一个用户的用户电能表数据及其采集时间和供电公司用电信息及其采集时间；数据预处理单元中的对应标号数据归类模块对同一阿拉伯数字序号的数据进行归类；
S4：归类后的用户电能表数据通过用户电能表数据输出模块输出到数据分析单元中，归类后的供电公司用电信息通过供电公司用电信息输出模块输出到数据分析单元中；
S5：然后通过数据分析单元的差值计算模块中植入的线性回归算法计算每个电能表的运行误差，并将误差值从小到大依次排列，并将误差值与系统预设的合理差值进行比对，超出合理差值的差值数据被标注为异常数据，未超出合理差值的差值数据被标注为正常数据；
S6：异常数据计入异常数据库内，正常数据计入正常数据库内；
S7：最后通过异常数据清除模块将异常数据清除，完成对用电特征的电能表运行误差计算数据的清洗。
进一步地，步骤S2中，所述的数据预处理单元包括第一数据远程接收模块、第二数据远程接收模块、用户电能表数据输入模块、供电公司用电信息输入模块、序号标注模块、对应标号数据归类模块、用户电能表数据输出模块和供电公司用电信息输出模块；
所述的用户电能表数据采集模块将采集的用户电能表数据经第一数据远程传送模块和第一数据远程接收模块传输给用户电能表数据输入模块；所述的供电公司用电信息采集模块将采集的供电公司用电信息经第二数据远程传送模块和第二数据远程接收模块传输给供电公司用电信息输入模块。
进一步地，步骤S4中，所述的数据分析单元包括差值计算模块、差值结果显示模块和数据备份模块；差值结果显示模块用于显示差值结果，数据备份模块对差值结果进行备份。
进一步地，超出合理差值的差值数据通过异常数据标识模块被标注为异常数据，未超出合理差值的差值数据通过正常数据标识模块被标注为正常数据。
进一步地，由正常数据标识模块、异常数据标识模块、异常数据库和正常数据库组成数据标识单元。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
本发明通过数据采集单元、数据预处理单元、数据分析单元、数据标识单元和异常数据清除单元的配合使用，可在进行电能表运行误差计算过程中将采集到的异常电能表数据或者供电公司用电数据进行标记，然后进行异常数据删除，避免异常数据与正常数据混合计入电能表运行误差计算范围内，导致电能表运行误差计算不准确，进而影响后续对电能表的改进以及维护。通过本发明提供的清洗系统及方法能够准确检测出异常电能表，及在电能表运行误差分析过程中的异常数据，尽可能减少误差，本发明可以为用户电能表的误差数据分析提供合格高质量的数据，为智能电能表运行误差远程分析、用户用电行为分析等打下基础。
附图说明
图1为本发明基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗系统的结构总组成图；
图2为本发明基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗系统的具体结构组成图；
图3为本发明基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗方法的流程图；
图4为图1中数据采集单元的结构组成图；
图5为图1中数据预处理单元的结构组成图；
图6为图1中数据分析单元的结构组成图；
图7为图1中数据标识单元的结构组成图。
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。
实施例1
请参阅图1-2、4-7，本发明实施例中，基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗系统，包括数据采集单元、数据预处理单元、数据分析单元、数据标识单元和异常数据清除单元。
所述数据采集单元包括用户电能表数据采集模块、供电公司用电信息采集模块、第一数据远程传送模块和第二数据远程传送模块。
所述数据预处理单元包括第一数据远程接收模块、第二数据远程接收模块、用户电能表数据输入模块、供电公司用电信息输入模块、序号标注模块、对应标号数据归类模块、用户电能表数据输出模块和供电公司用电信息输出模块。
所述数据分析单元包括差值计算模块、差值结果显示模块和数据备份模块。
所述数据标识单元包括正常数据标识模块、异常数据标识模块、异常数据库和正常数据库。
所述异常数据清除单元包括异常数据清除模块。
所述的用户电能表数据采集模块将采集的用户电能表数据经第一数据远程传送模块和第一数据远程接收模块传输给用户电能表数据输入模块；所述的供电公司用电信息采集模块将采集的供电公司用电信息经第二数据远程传送模块和第二数据远程接收模块传输给供电公司用电信息输入模块。
所述的用户电能表数据输入模块输出用户电能表数据到序号标注模块，供电公司用电信息输入模块输出供电公司用电信息到序号标注模块；对应标号数据归类模块对标注序号后的数据进行归类，归类后的数据通过用户电能表数据输出模块和供电公司用电信息输出模块输出给差值计算模块。
经差值计算模块计算得到的异常数据通过异常数据标识模块标识为异常数据，经差值计算模块计算得到的正常数据通过正常数据标识模块标识为正常数据。所述异常数据库和正常数据库分别对数据分析后得出的异常数据和正常数据进行储存。
所述的异常数据清除模块对异常数据进行清除。
所述的用户电能表数据采集模块内和供电公司用电信息采集模块内还分别设置时间记录模块，时间记录模块用于对用户电能表数据采集时间以及供电公司用电信息采集时间进行记录。
所述的数据备份模块内设置通信模块，所述数据备份模块通过通信模块与远程数据服务器进行信息交互。
所述的差值计算模块通过线性回归算法计算每个电能表的运行误差，并将误差值从小到大依次排列，然后通过数据标识单元将误差值与系统预设的合理差值进行比对，超出合理差值的差值数据被标注为异常数据，未超出合理差值的差值数据被标注为正常数据。
本发明的工作原理是：
使用时，首先通过用户电能表数据采集模块和供电公司用电信息采集模块分别对用户电能表数据进行采集和供电公司用电信息进行采集，并同时记录采集时间，然后通过数据远程传送模块将采集的用户电能表数据和供电公司用电信息进行远程传送到数据预处理单元，用户电能表数据通过用户电能表数据输入模块输入到序号标注模块，供电公司用电信息通过供电公司用电信息输入模块输入到序号标注模块，序号标注模块分别对用户电能表数据和供电公司用电信息逐个进行阿拉伯数字标记，相同两个阿拉伯数字分别对应同一个用户的用户电能表数据及其采集时间和供电公司用电信息及其采集时间，对应标号数据归类模块对同一阿拉伯数字序号的数据进行归类。归类好的用户电能表数据通过用户电能表数据输出模块输出到数据分析单元中，归类好的供电公司用电信息通过供电公司用电信息输出模块输出到数据分析单元中，然后通过差值计算模块中植入的线性回归算法计算每个电能表的运行误差，并将误差值从小到大依次排列，并将差值与系统预设的合理差值进行比对，超出合理差值的差值数据会被标注为异常数据，未超出合理差值的差值数据会被标注为正常数据，异常数据计入异常数据库，正常数据计入正常数据库内，最后通过异常数据清除模块将异常数据清除，完成对用电特征的电能表运行误差计算数据的清洗，通过本发明提供的清洗方法能够准确检测出异常电能表，及在电能表运行误差分析过程中的异常数据，尽可能减少误差。
实施例2
如图3所示，本实施例提供基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗方法，其步骤如下：
S1：使用时，首先通过用户电能表数据采集模块和供电公司用电信息采集模块分别对用户电能表数据进行采集和供电公司用电信息进行采集，并同时记录采集时间；
S2：通过数据远程传送模块将采集的用户电能表数据和供电公司用电信息进行远程传送到数据预处理单元，用户电能表数据通过用户电能表数据输入模块输入到序号标注模块，供电公司用电信息通过供电公司用电信息输入模块输入到序号标注模块；
S3：序号标注模块分别对用户电能表数据和供电公司用电信息逐个进行阿拉伯数字标记，相同两个阿拉伯数字分别对应同一个用户的用户电能表数据及其采集时间和供电公司用电信息及其采集时间；数据预处理单元中的对应标号数据归类模块对同一阿拉伯数字序号的数据进行归类；
S4：归类后的用户电能表数据通过用户电能表数据输出模块输出到数据分析单元中，归类后的供电公司用电信息通过供电公司用电信息输出模块输出到数据分析单元中；
S5：然后通过数据分析单元的差值计算模块中植入的线性回归算法计算每个电能表的运行误差，并将误差值从小到大依次排列，并将误差值与系统预设的合理差值进行比对，超出合理差值的差值数据被标注为异常数据，未超出合理差值的差值数据被标注为正常数据；
S6：异常数据计入异常数据库内，正常数据计入正常数据库内；
S7：最后通过异常数据清除模块将异常数据清除，完成对用电特征的电能表运行误差计算数据的清洗。
步骤S2中，所述的数据预处理单元包括第一数据远程接收模块、第二数据远程接收模块、用户电能表数据输入模块、供电公司用电信息输入模块、序号标注模块、对应标号数据归类模块、用户电能表数据输出模块和供电公司用电信息输出模块；
所述的用户电能表数据采集模块将采集的用户电能表数据经第一数据远程传送模块和第一数据远程接收模块传输给用户电能表数据输入模块；所述的供电公司用电信息采集模块将采集的供电公司用电信息经第二数据远程传送模块和第二数据远程接收模块传输给供电公司用电信息输入模块。
步骤S4中，所述的数据分析单元包括差值计算模块、差值结果显示模块和数据备份模块；差值结果显示模块用于显示差值结果，数据备份模块对差值结果进行备份。
超出合理差值的差值数据通过异常数据标识模块被标注为异常数据，未超出合理差值的差值数据通过正常数据标识模块被标注为正常数据。
由正常数据标识模块、异常数据标识模块、异常数据库和正常数据库组成数据标识单元。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗系统，包括数据采集单元、数据预处理单元、数据分析单元、数据标识单元和异常数据清除单元，其特征在于，
所述数据采集单元包括用户电能表数据采集模块、供电公司用电信息采集模块、第一数据远程传送模块和第二数据远程传送模块；
所述数据预处理单元包括第一数据远程接收模块、第二数据远程接收模块、用户电能表数据输入模块、供电公司用电信息输入模块、序号标注模块、对应标号数据归类模块、用户电能表数据输出模块和供电公司用电信息输出模块；
所述数据分析单元包括差值计算模块、差值结果显示模块和数据备份模块；
所述数据标识单元包括正常数据标识模块和异常数据标识模块；
所述异常数据清除单元包括异常数据清除模块；
所述的用户电能表数据采集模块将采集的用户电能表数据经第一数据远程传送模块和第一数据远程接收模块传输给用户电能表数据输入模块；所述的供电公司用电信息采集模块将采集的供电公司用电信息经第二数据远程传送模块和第二数据远程接收模块传输给供电公司用电信息输入模块；
所述的用户电能表数据输入模块输出用户电能表数据到序号标注模块，供电公司用电信息输入模块输出供电公司用电信息到序号标注模块；对应标号数据归类模块对标注序号后的数据进行归类，归类后的数据通过用户电能表数据输出模块和供电公司用电信息输出模块输出给差值计算模块；
经差值计算模块计算得到的异常数据通过异常数据标识模块标识为异常数据，经差值计算模块计算得到的正常数据通过正常数据标识模块标识为正常数据；
所述的异常数据清除模块对异常数据进行清除。
2.根据权利要求1所述的基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗系统，其特征在于，所述的用户电能表数据采集模块内和供电公司用电信息采集模块内还分别设置时间记录模块，时间记录模块用于对用户电能表数据采集时间以及供电公司用电信息采集时间进行记录。
3.根据权利要求1所述的基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗方法，其特征在于，所述的数据备份模块内设置通信模块，所述数据备份模块通过通信模块与远程数据服务器进行信息交互。
4.根据权利要求1所述的基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗方法，其特征在于，所述的差值计算模块通过线性回归算法计算每个电能表的运行误差，并将误差值从小到大依次排列，然后通过数据标识单元将误差值与系统预设的合理差值进行比对，超出合理差值的差值数据被标注为异常数据，未超出合理差值的差值数据被标注为正常数据。
5.根据权利要求1所述的基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗方法，其特征在于，所述数据标识单元还包括异常数据库和正常数据库，所述异常数据库和正常数据库分别对数据分析后得出的异常数据和正常数据进行储存。
6.基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗方法，其特征在于，步骤如下：
S1：使用时，首先通过用户电能表数据采集模块和供电公司用电信息采集模块分别对用户电能表数据进行采集和供电公司用电信息进行采集，并同时记录采集时间；
S2：通过数据远程传送模块将采集的用户电能表数据和供电公司用电信息进行远程传送到数据预处理单元，用户电能表数据通过用户电能表数据输入模块输入到序号标注模块，供电公司用电信息通过供电公司用电信息输入模块输入到序号标注模块；
S3：序号标注模块分别对用户电能表数据和供电公司用电信息逐个进行阿拉伯数字标记，相同两个阿拉伯数字分别对应同一个用户的用户电能表数据及其采集时间和供电公司用电信息及其采集时间；数据预处理单元中的对应标号数据归类模块对同一阿拉伯数字序号的数据进行归类；
S4：归类后的用户电能表数据通过用户电能表数据输出模块输出到数据分析单元中，归类后的供电公司用电信息通过供电公司用电信息输出模块输出到数据分析单元中；
S5：然后通过数据分析单元的差值计算模块中植入的线性回归算法计算每个电能表的运行误差，并将误差值从小到大依次排列，并将误差值与系统预设的合理差值进行比对，超出合理差值的差值数据被标注为异常数据，未超出合理差值的差值数据被标注为正常数据；
S6：异常数据计入异常数据库内，正常数据计入正常数据库内；
S7：最后通过异常数据清除模块将异常数据清除，完成对用电特征的电能表运行误差计算数据的清洗。
7.根据权利要求6所述的基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗方法，其特征在于，步骤S2中，所述的数据预处理单元包括第一数据远程接收模块、第二数据远程接收模块、用户电能表数据输入模块、供电公司用电信息输入模块、序号标注模块、对应标号数据归类模块、用户电能表数据输出模块和供电公司用电信息输出模块；
所述的用户电能表数据采集模块将采集的用户电能表数据经第一数据远程传送模块和第一数据远程接收模块传输给用户电能表数据输入模块；所述的供电公司用电信息采集模块将采集的供电公司用电信息经第二数据远程传送模块和第二数据远程接收模块传输给供电公司用电信息输入模块。
8.根据权利要求6所述的基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗方法，其特征在于，步骤S4中，所述的数据分析单元包括差值计算模块、差值结果显示模块和数据备份模块；差值结果显示模块用于显示差值结果，数据备份模块对差值结果进行备份。
9.根据权利要求6所述的基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗方法，其特征在于，超出合理差值的差值数据通过异常数据标识模块被标注为异常数据，未超出合理差值的差值数据通过正常数据标识模块被标注为正常数据。
10.根据权利要求9所述的基于用电特征的电能表运行误差计算数据清洗方法，其特征在于，由正常数据标识模块、异常数据标识模块、异常数据库和正常数据库组成数据标识单元。
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CN114221853A (zh) * 2021-12-13 2022-03-22 国网浙江省电力有限公司营销服务中心 一种用电信息采集设备的运行分析系统及其工作方法
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