CN114252841A - 智能电表的电压监测方法及装置 - Google Patents

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CN114252841A
CN114252841A CN202111683357.0A CN202111683357A CN114252841A CN 114252841 A CN114252841 A CN 114252841A CN 202111683357 A CN202111683357 A CN 202111683357A CN 114252841 A CN114252841 A CN 114252841A
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石振宇
徐思尧
李妍
程晨
范颖
陈扬
彭明洋
张子媖
杨强
周刚
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Guangdong Power Grid Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种智能电表的电压监测方法及装置，通过获取智能电表的电压数据，并根据所述电压数据，确定所述智能电表的电压等级，以动态更新电压等级，解决电压数据季节性波动的问题；再根据所述电压等级，对所述电压数据进行异常监测，并过滤所述电压数据中异常的所述电压日监测点数据，得到目标电压数据，以对电压数据进行异常清洗，清除脏数据和异常数据；最后根据所述目标电压数据，确定所述智能电表的电压合格率，提高电压合格率的监测准确度。

Description

智能电表的电压监测方法及装置
技术领域
本申请涉及电力管理技术领域，尤其涉及一种智能电表的电压监测方法及装置。
背景技术
智能电表的电压合格率是反映供电企业的供电服务质量重要指标，是电力监管机构对供电企业供电质量实施监管的主要内容之一，因此对智能电表的电压进行有效监测是非常必要的。
目前，智能电表的电压监测的关注重点主要在电压合格率算法的设计环节，而忽略了电压数据本身。由于智能电表的电压数据有监测时间频繁和季节性波动的特点，所以采集到的电压数据不可避免有脏数据和异常数据，并且采用的是固定电压等级对智能电表电压进行监测，导致智能电表的电压监测准确度较低。
发明内容
本申请提供了一种智能电表的电压监测方法及装置，以解决当前智能电表的电压监测准确度低的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种智能电表的电压监测方法，包括：
获取智能电表的电压数据，其中每个预设时长内的所述电压数据为一个电压日监测点数据；
根据所述电压数据，确定所述智能电表的电压等级；
根据所述电压等级，对所述电压数据进行异常监测，并过滤所述电压数据中异常的所述电压日监测点数据，得到目标电压数据；
根据所述目标电压数据，确定所述智能电表的电压合格率。
本实施例通过获取智能电表的电压数据，并根据所述电压数据，确定所述智能电表的电压等级，以动态更新电压等级，解决电压数据季节性波动的问题；再根据所述电压等级，对所述电压数据进行异常监测，并过滤所述电压数据中异常的所述电压日监测点数据，得到目标电压数据，以对电压数据进行异常清洗，清除脏数据和异常数据；最后根据所述目标电压数据，确定所述智能电表的电压合格率，提高电压合格率的监测准确度。
在一实施例中，所述根据所述电压数据，确定所述智能电表的电压等级，包括：
根据所述电压数据，确定所述智能电表的日电压平均数据；
确定所述日电压平均数据是否在预设电压范围内；
若所述日电压平均数据在所述预设电压范围内，则判定所述智能电表的电压等级为380V；
若所述日电压平均数据不在所述预设电压范围内，则判定所述智能电表的电压等级为220V。
本实施例通过预设电压范围对日电压平均数据进行对比，以准确确定智能电表的电压等级。
在一实施例中，所述根据所述电压等级，对所述电压数据进行异常监测，并过滤所述电压数据中异常的所述电压日监测点数据，得到目标电压数据，包括：
根据所述电压等级，计算正常电压数据的上限值和下限值，得到正常电压范围；
对于每个所述电压日监测点数据，根据所述正常电压范围，确定所述电压日监测点数据是否为异常监测点数据；
若所述电压日监测点数据为异常监测点数据，则清除所述电压日监测点数据。
本实施例通过电压在电网正常运行时的正常电压波动范围，对电压日监测点数据进行对比，以确定异常数据，从而去除异常数据，消除无效数据对监测结果的不利影响。
在一实施例中，所述对于每个所述电压日监测点数据，根据所述正常电压范围，确定所述电压日监测点数据是否为异常监测点数据，包括：
对于每个所述电压日监测点数据，计算所述电压日监测点数据不在所述正常电压范围内的数据占比；
若所述数据占比大于预设阈值，则确定所述电压日监测点数据为异常监测点数据。
本实施例确定电压日监测点数据中的异常数据比例，以确定该电压日监测点数据的有效性。
在一实施例中，所述根据所述目标电压数据，确定所述智能电表的电压合格率，包括：
确定所述目标电压数据中所述电压日监测点数据的第一数量；
确定所述目标电压数据中在预设数据误差范围内的所述电压日监测点数据的第二数量；
计算所述第一数量与所述第二数量之间的比值，所述比值为所述智能电表的电压合格率。
第二方面，本申请实施例提供一种智能电表的电压监测装置，包括：
获取模块，用于获取智能电表的电压数据，其中每个预设时长内的所述电压数据为一个电压日监测点数据；
第一确定模块，用于根据所述电压数据，确定所述智能电表的电压等级；
过滤模块，用于根据所述电压等级，对所述电压数据进行异常监测，并过滤所述电压数据中异常的所述电压日监测点数据，得到目标电压数据；
第二确定模块，用于根据所述目标电压数据，确定所述智能电表的电压合格率。
在一实施例中，所述第一确定模块，包括：
第一确定单元，用于根据所述电压数据，确定所述智能电表的日电压平均数据；
第二确定单元，用于确定所述日电压平均数据是否在预设电压范围内；
第一判定单元，用于若所述日电压平均数据在所述预设电压范围内，则判定所述智能电表的电压等级为380V；
第二判定单元，用于若所述日电压平均数据不在所述预设电压范围内，则判定所述智能电表的电压等级为220V。
在一实施例中，所述过滤模块，包括：
第一计算单元，用于根据所述电压等级，计算正常电压数据的上限值和下限值，得到正常电压范围；
第三确定单元，用于对于每个所述电压日监测点数据，根据所述正常电压范围，确定所述电压日监测点数据是否为异常监测点数据；
清除单元，用于若所述电压日监测点数据为异常监测点数据，则清除所述电压日监测点数据。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面的智能电表的电压监测方法。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的智能电表的电压监测方法。
需要说明的是，上述第二方面至第四方面的有益效果请参见上述第一方面的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的智能电表的电压监测方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的智能电表的电压监测装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
如相关技术记载，智能电表的电压监测的关注重点主要在电压合格率算法的设计环节，而忽略了电压数据本身。由于智能电表的电压数据有监测时间频繁和季节性波动的特点，所以采集到的电压数据不可避免有脏数据和异常数据，并且采用的是固定电压等级对智能电表电压进行监测，导致智能电表的电压监测准确度较低。
为此，本申请实施例提供一种智能电表的电压监测方法及装置，通过获取智能电表的电压数据，并根据所述电压数据，确定所述智能电表的电压等级，以动态更新电压等级，解决电压数据季节性波动的问题；再根据所述电压等级，对所述电压数据进行异常监测，并过滤所述电压数据中异常的所述电压日监测点数据，得到目标电压数据，以对电压数据进行异常清洗，清除脏数据和异常数据；最后根据所述目标电压数据，确定所述智能电表的电压合格率，提高电压合格率的监测准确度。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种智能电表的电压监测方法的流程示意图。本申请实施例的智能电表的电压监测方法可应用于计算机设备，该计算机设备与智能电表通信连接，该计算机设备包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、桌上型计算机、物理服务器和云服务器等计算设备。如图1所示，智能电表的电压监测方法包括步骤S101至步骤S104，详述如下：
步骤S101，获取智能电表的电压数据，其中每个预设时长内的所述电压数据为一个电压日监测点数据。
在本步骤中，电压数据为智能电表的A相电压数据。可选地，获取智能电表一天内的电压数据，根据获取的时序，对电压数据进行分段，得到多个时间段的电压数据，例如预设时长为15分钟，则一个电压日监测点数据为15分钟内的电压数据，所以一天24小时，则可以分段为96个电压日监测点数据。
步骤S102，根据所述电压数据，确定所述智能电表的电压等级。
在本步骤中，电压等级包括220V和380V。可选地，将电压数据在一段长时间范围内(大于1天)的平均电压与额定电压的电压范围对比，例如，取智能电表在一天内的平均电压，确定该平均电压是否在380V的电压范围内，若在，则确定该智能电表当天的电压等级为380V，若不在，则确定该智能电表当天的电压等级为220V。可以理解的是，可以根据电压数据的季节性特点选择对应时间范围内的平均电压进行对比，以适应电压数据的季节性波动。
步骤S103，根据所述电压等级，对所述电压数据进行异常监测，并过滤所述电压数据中异常的所述电压日监测点数据，得到目标电压数据。
在本步骤中，异常监测为检测电压数据中的异常数据或脏数据的过程。可选地，根据额定电压的正常电压范围，对每个日监测点进行异常监测。例如，计算电压日监测点数据的平均电压，将平均电压与额定电压的正常电压范围对比，若平均电压在正常电压范围内，则判定该电压日监测点数据为正常电压数据，若平均电压不在正常电压范围内，则判定该电压日监测点数据为异常电压数据，并清除该异常电压数据。又例如，确定电压日监测数据在正常电压范围内的数据比例，若该数据比例大于预设值，则判定该电压日监测点数据为正常电压数据，若该数据比例不大于预设值，则判定该电压日监测点数据为异常电压数据，并清除该异常电压数据。
步骤S104，根据所述目标电压数据，确定所述智能电表的电压合格率。
在本步骤中，确定目标电压数据中的合格电压数据，再确定合格电压数据与目标电压数据之间的比值，从而得到智能电压的电压合格率。可选地，合格电压数据的确定方式可以为将目标电压数据与国家标准或行业标准的合格电压进行对比。
在一实施例中，在图1所示实施例的基础上，上述步骤S102，包括：
根据所述电压数据，确定所述智能电表的日电压平均数据；
确定所述日电压平均数据是否在预设电压范围内；
若所述日电压平均数据在所述预设电压范围内，则判定所述智能电表的电压等级为380V；
若所述日电压平均数据不在所述预设电压范围内，则判定所述智能电表的电压等级为220V。
在本实施例中，计算智能电表的日电压平均数据：
Figure BDA0003450156190000071
其中，uavg为智能电表的日电压平均数据，n为电压日监测点数量，uk为智能电表日每个预设时长内的A相电压数据，1≤k≤n，其中96表示一天内总监测点数量。
示例性地，额定电压的电压范围为(380×0.8，380×1.3)，即(304，494)，确定智能电表的电压等级：
vc＝if(uavg≥304&&uavg≤494)380else220；
其中，vc为智能电表的电压等级。
在一实施例中，在图1所示实施例的基础上，上述步骤S103，包括：
根据所述电压等级，计算正常电压数据的上限值和下限值，得到正常电压范围；
对于每个所述电压日监测点数据，根据所述正常电压范围，确定所述电压日监测点数据是否为异常监测点数据；
若所述电压日监测点数据为异常监测点数据，则清除所述电压日监测点数据。
在本实施例中，示例性地，当超过电压等级的30％或者低于电压等级的40％，则为异常监测点数据。例如，eligd为合格电压数据的下限值，eligu为合格电压数据的上限值，其中eligd＝vc×0.6，eligu＝vc×1.3，则电压等级220V的eligd为132V，电压等级380V的eligd是228V，电压等级220V的eligu是286V，电压等级380V的eligu是494V，则正常电压范围为(eligd，eligu)。
利用正常电压范围，对电压数据进行异常数据的判定：
yk＝if(uk≥eligd&&uk≤eligu)0else1(1≤k≤96)；
其中，yk的取值为0或1，0表示正常数据，1表示异常数据。
在一实施例中，所述对于每个所述电压日监测点数据，根据所述正常电压范围，确定所述电压日监测点数据是否为异常监测点数据，包括：
对于每个所述电压日监测点数据，计算所述电压日监测点数据不在所述正常电压范围内的数据占比；
若所述数据占比大于预设阈值，则确定所述电压日监测点数据为异常监测点数据。
在本实施例中，计算上述数据占比：
Figure BDA0003450156190000081
示例性地，预设阈值为20％，则fr＝if(r>20％)1else0；
其中，若fr的结果为1，则该电压日监测点数据为异常监测点数据，所以不进行电压合格率的计算，否则进行电压合格率的计算。
在一实施例中，在图1所示实施例的基础上，上述步骤S104，包括：
确定所述目标电压数据中所述电压日监测点数据的第一数量；
确定所述目标电压数据中在预设数据误差范围内的所述电压日监测点数据的第二数量；
计算所述第一数量与所述第二数量之间的比值，所述比值为所述智能电表的电压合格率。
在本实施例中，确定第一数量：
Figure BDA0003450156190000084
确定第二数量：
Figure BDA0003450156190000082
其中，zk＝if(uk≥lowerd&&uk≤upperu)0else1(1≤k≤96)；
计算电压合格率：
Figure BDA0003450156190000083
zk为正常电压的标识，0表示正常，1表示不正常。
示例性地，对于单相台区用户，额定电压220V，允许电压偏差为额定电压的+7％、－10％，即电压上限为235.4V，电压下限为198V。对于三相台区用户，额定电压380V，允许电压偏差为额定电压的+7％、－7％，即电压上限为406.6V，电压下限为353.4V。则lowerd(允许电压偏差的下限)的取值为198或者353.4，upperu(允许电压偏差的上限)的取值为235.4或者406.6。
为了执行上述方法实施例对应的智能电表的电压监测方法，以实现相应的功能和技术效果。参见图2，图2示出了本申请实施例提供的一种智能电表的电压监测装置的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，本申请实施例提供的智能电表的电压监测装置，包括：
获取模块201，用于获取智能电表的电压数据，其中每个预设时长内的所述电压数据为一个电压日监测点数据；
第一确定模块202，用于根据所述电压数据，确定所述智能电表的电压等级；
过滤模块203，用于根据所述电压等级，对所述电压数据进行异常监测，并过滤所述电压数据中异常的所述电压日监测点数据，得到目标电压数据；
第二确定模块204，用于根据所述目标电压数据，确定所述智能电表的电压合格率。
在一实施例中，所述第一确定模块202，包括：
第一确定单元，用于根据所述电压数据，确定所述智能电表的日电压平均数据；
第二确定单元，用于确定所述日电压平均数据是否在预设电压范围内；
第一判定单元，用于若所述日电压平均数据在所述预设电压范围内，则判定所述智能电表的电压等级为380V；
第二判定单元，用于若所述日电压平均数据不在所述预设电压范围内，则判定所述智能电表的电压等级为220V。
在一实施例中，所述过滤模块203，包括：
第一计算单元，用于根据所述电压等级，计算正常电压数据的上限值和下限值，得到正常电压范围；
第三确定单元，用于对于每个所述电压日监测点数据，根据所述正常电压范围，确定所述电压日监测点数据是否为异常监测点数据；
清除单元，用于若所述电压日监测点数据为异常监测点数据，则清除所述电压日监测点数据。
在一实施例中，所述第三确定单元，包括：
计算子单元，用于对于每个所述电压日监测点数据，计算所述电压日监测点数据不在所述正常电压范围内的数据占比；
确定子单元，用于若所述数据占比大于预设阈值，则确定所述电压日监测点数据为异常监测点数据。
在一实施例中，第二确定模块204，包括：
第四确定单元，用于确定所述目标电压数据中所述电压日监测点数据的第一数量；
第五确定单元，用于确定所述目标电压数据中在预设数据误差范围内的所述电压日监测点数据的第二数量；
第二计算单元，用于计算所述第一数量与所述第二数量之间的比值，所述比值为所述智能电表的电压合格率。
上述的智能电表的电压监测装置可实施上述方法实施例的智能电表的电压监测方法。上述方法实施例中的可选项也适用于本实施例，这里不再详述。本申请实施例的其余内容可参照上述方法实施例的内容，在本实施例中，不再进行赘述。
图3为本申请一实施例提供的计算机设备的结构示意图。如图3所示，该实施例的计算机设备3包括：至少一个处理器30(图3中仅示出一个)处理器、存储器31以及存储在所述存储器31中并可在所述至少一个处理器30上运行的计算机程序32，所述处理器30执行所述计算机程序32时实现上述任意方法实施例中的步骤。
所述计算机设备3可以是智能手机、平板电脑、桌上型计算机和云端服务器等计算设备。该计算机设备可包括但不仅限于处理器30、存储器31。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是计算机设备3的举例，并不构成对计算机设备3的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
所称处理器30可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器30还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器31在一些实施例中可以是所述计算机设备3的内部存储单元，例如计算机设备3的硬盘或内存。所述存储器31在另一些实施例中也可以是所述计算机设备3的外部存储设备，例如所述计算机设备3上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器31还可以既包括所述计算机设备3的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器31用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器31还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
另外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行时实现上述各个方法实施例中的步骤。
在本申请所提供的几个实施例中，可以理解的是，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意的是，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read－Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能电表的电压监测方法，其特征在于，包括：
获取智能电表的电压数据，其中每个预设时长内的所述电压数据为一个电压日监测点数据；
根据所述电压数据，确定所述智能电表的电压等级；
根据所述电压等级，对所述电压数据进行异常监测，并过滤所述电压数据中异常的所述电压日监测点数据，得到目标电压数据；
根据所述目标电压数据，确定所述智能电表的电压合格率。
2.如权利要求1所述的智能电表的电压监测方法，其特征在于，所述根据所述电压数据，确定所述智能电表的电压等级，包括：
根据所述电压数据，确定所述智能电表的日电压平均数据；
确定所述日电压平均数据是否在预设电压范围内；
若所述日电压平均数据在所述预设电压范围内，则判定所述智能电表的电压等级为380V；
若所述日电压平均数据不在所述预设电压范围内，则判定所述智能电表的电压等级为220V。
3.如权利要求1所述的智能电表的电压监测方法，其特征在于，所述根据所述电压等级，对所述电压数据进行异常监测，并过滤所述电压数据中异常的所述电压日监测点数据，得到目标电压数据，包括：
根据所述电压等级，计算正常电压数据的上限值和下限值，得到正常电压范围；
对于每个所述电压日监测点数据，根据所述正常电压范围，确定所述电压日监测点数据是否为异常监测点数据；
若所述电压日监测点数据为异常监测点数据，则清除所述电压日监测点数据。
4.如权利要求3所述的智能电表的电压监测方法，其特征在于，所述对于每个所述电压日监测点数据，根据所述正常电压范围，确定所述电压日监测点数据是否为异常监测点数据，包括：
对于每个所述电压日监测点数据，计算所述电压日监测点数据不在所述正常电压范围内的数据占比；
若所述数据占比大于预设阈值，则确定所述电压日监测点数据为异常监测点数据。
5.如权利要求1所述的智能电表的电压监测方法，其特征在于，所述根据所述目标电压数据，确定所述智能电表的电压合格率，包括：
确定所述目标电压数据中所述电压日监测点数据的第一数量；
确定所述目标电压数据中在预设数据误差范围内的所述电压日监测点数据的第二数量；
计算所述第一数量与所述第二数量之间的比值，所述比值为所述智能电表的电压合格率。
6.一种智能电表的电压监测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取智能电表的电压数据，其中每个预设时长内的所述电压数据为一个电压日监测点数据；
第一确定模块，用于根据所述电压数据，确定所述智能电表的电压等级；
过滤模块，用于根据所述电压等级，对所述电压数据进行异常监测，并过滤所述电压数据中异常的所述电压日监测点数据，得到目标电压数据；
第二确定模块，用于根据所述目标电压数据，确定所述智能电表的电压合格率。
7.如权利要求6所述的智能电表的电压监测装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括：
第一确定单元，用于根据所述电压数据，确定所述智能电表的日电压平均数据；
第二确定单元，用于确定所述日电压平均数据是否在预设电压范围内；
第一判定单元，用于若所述日电压平均数据在所述预设电压范围内，则判定所述智能电表的电压等级为380V；
第二判定单元，用于若所述日电压平均数据不在所述预设电压范围内，则判定所述智能电表的电压等级为220V。
8.如权利要求6所述的智能电表的电压监测装置，其特征在于，所述过滤模块，包括：
第一计算单元，用于根据所述电压等级，计算正常电压数据的上限值和下限值，得到正常电压范围；
第三确定单元，用于对于每个所述电压日监测点数据，根据所述正常电压范围，确定所述电压日监测点数据是否为异常监测点数据；
清除单元，用于若所述电压日监测点数据为异常监测点数据，则清除所述电压日监测点数据。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的智能电表的电压监测方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的智能电表的电压监测方法。
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