CN114778914A - 一种智能电表采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能电表技术领域，具体涉及一种智能电表采集系统，包括：电度表，所述电度表用于计量预设用电时段内电器的用电量，记为第一用电量；用电采集模块，所述用电采集模块用于采集预设用电时段内电器的用电量，记为第二用电量；中央控制模块，所述中央控制模块包括处理判断单元与信息发送单元；所述处理判断单元用于计算第一用电量与第二用电量的差值，得到用电量变化量，判断用电量变化量与预设变化阈值的大小，若用电量变化量小于等于预设变化阈值，判断用电量变化量是否持续产生，若用电量变化量持续产生，判定存在漏电行为并生成漏电提示；所述信息发送单元用于发送漏电提示到用户终端。本发明解决了智能电表无法检测漏电的技术问题。

Description

一种智能电表采集系统

技术领域

本发明涉及智能电表技术领域，具体涉及一种智能电表采集系统。

背景技术

电表，也即电能表，是用来测量电能的仪表，广泛应用于各行各业，与我们的生活也十分贴近，比如说，每家每户都安装有电表以计量用电量。随着科学技术的发展，智能电表采用电子集成电路的设计，相较于感应式电表，智能电表不管在性能还是操作功能上，都具有很大的优势。而且，部分智能电表甚至能够识别窃电行为或者偷电行为，窃电行为会给正常的供电秩序和安全用电造成不良影响，轻则使低压电气设施受损，造成局部供电中断，重则导致电网事故，甚至导致大面积停电。

事实上，除了“主动”窃电之外，还有可能存在“被动”漏电的行为，例如，电器的电路板故障，电路板受潮、积累灰尘，都会导致漏电。随着电路板和导线等电子元器件的逐渐老化，以及环境污染、受潮，都会使得漏泄电流值升高。还有一种比较特殊的情况，当供电线比较长且供电电流比较大的时候，最常见的就是工地施工的供电线，施工方需要到比较远的地方去接电，工地上所使用的电器功率也都很大，如果说供电线老化或者破损，也会出现漏电，而且，由于供电线较长，也可能出现有人通过在供电线上搭接线路进行窃电的行为，此种窃电行为也难以发现。针对供电线比较长且供电电流比较大的这种情况(以工地供电最为典型)，如果说漏电严重且持续时间很长，用电量也会出现异常，也有可能造成严重后果，但是，目前的智能电表只能够检测出窃电行为(有人通过在供电线上搭接线路进行窃电)，无法检测到漏电行为(供电线老化或者破损导致出现漏电)。

发明内容

本发明提供一种智能电表采集系统，解决了智能电表无法检测漏电的技术问题。

本发明提供的基础方案为：一种智能电表采集系统，包括：电度表，所述电度表与供电网络中心连接，所述电度表连接有供电线的供电输入端，所述供电线用于给电器供电，所述电度表用于计量预设用电时段内电器的用电量，记为第一用电量；还包括：

用电采集模块，所述用电采集模块与供电线的供电输出端连接，所述用电采集模块用于采集预设用电时段内电器的用电量，记为第二用电量；

中央控制模块，所述中央控制模块包括处理判断单元与信息发送单元；所述处理判断单元用于计算第一用电量与第二用电量的差值，得到用电量变化量，判断用电量变化量与预设变化阈值的大小，若用电量变化量小于等于预设变化阈值，判断用电量变化量是否持续产生，若用电量变化量持续产生，判定存在漏电行为，并生成漏电提示；所述信息发送单元用于发送漏电提示到用户终端。

本发明的工作原理及优点在于：通常情况下，在预设用电时段内，比如一个月、一周或者一天，计量的电器的用电量与采集的电器的用电量存在差值，这个差值就是用电量变化量，既可能是供电线漏电造成的，也可能是搭接供电线窃电导致的。但是，供电线漏电与搭接供电线窃电是存在差异的：一是，供电线漏电产生的用电量变化量在数量级或数量值上小于搭接供电线窃电导致的用电量变化量；二是，供电线漏电是持续性的，无论电器是否处于工作状态，供电线处于通电状态就会漏电，产生的用电量变化量是持续的，而搭接供电线窃电则是间断性的，此时供电线处于通电状态而且电器处于工作状态，产生的用电量变化量是间断的。在本方案中，通过用电量变化量的数量级或数量值、变化的持续性与间断性，来将供电线漏电与搭接供电线窃电进行区分，能够及时发现供电线漏电情况，防止因漏电严重造成不良后果，同时节省电能，避免电能的无端浪费。

本发明在用电量异常时，能够实现将供电线漏电与搭接供电线窃电两种情况进行区分，进而及时发现供电线漏电情况，解决了目前智能电表无法检测漏电的技术问题。

进一步，若用电量变化量持续产生，所述处理判断单元还用于计算用电量变化量在预设用电时段内各个时刻的用电量变化率，判断预设用电时段内各个时刻的用电量变化率的方差或标准差是否小于等于预设波动阈值，若预设用电时段内各个时刻的用电量变化率的方差或标准差小于等于预设波动阈值，判定存在漏电行为。

有益效果在于：因供电线漏电产生的功率消耗基本是不变的，所消耗的电能随时间呈线性变化，而搭接供电线窃电时，其窃电所使用的电器处于工作状态，其窃电产生的功率消耗是从小到大逐渐增加，增加到最大值(额定功率)后就保持不变，所消耗的电能随时间呈非线性变化，这样可以更精确地区分用电量是由漏电造成的，还是由搭接供电线窃电引起的。

进一步，若预设用电时段内各个时刻的用电量变化率的方差或标准差小于等于预设波动阈值，所述处理判断单元还用于生成核查是否存在持续运行低功率电器的第一核查指令，所述信息发送单元还用于发送第一核查指令到用户终端；所述用户终端还用于发送是否存在持续运行低功率电器的第一核查结果，所述处理判断单元还用于接收第一核查结果，若第一核查结果为不存在持续运行低功率电器，判定存在漏电行为。

有益效果在于：如果用户(比如说工地的施工方)存在持续运行低功率电器，例如低功率的照明灯，其产生的用电量变化量也很少，甚至与电器持续漏电产生的用电量变化量相当，这样可以避免将其误判为供电线漏电。

进一步，若用电量变化量大于预设变化阈值，所述处理判断单元还用于生成核查是否存在持续运行高功率电器的第二核查指令，所述信息发送单元还用于发送第二核查指令到用户终端；所述用户终端还用于发送是否存在持续运行高功率电器的第二核查结果，所述处理判断单元还用于接收第二核查结果，若第二核查结果为不存在持续运行高功率电器，判定存在窃电行为。

有益效果在于：如果用户(比如说工地的施工方)存在持续运行高功率电器，例如冬季持续运行的高功率中央空调，其产生的用电量变化量也很高，甚至与用户持续窃电产生的用电量变化量相当，这样可以避免将其误判为搭接供电线窃电。

进一步，若用电量变化量大于预设变化阈值，所述处理判断单元还用于生成断电指令，所述信息发送单元还用于发送断电指令到用户终端与供电网络中心。

有益效果在于：若用电量变化量大于预设变化阈值说明存在窃电行为，发送断电指令到供电网络中心切断对电度表的供电以减少电能浪费，同时，发送断电指令到用户终端便于尽早做好相关准备。

进一步，所述中央控制模块还包括数据存储单元，在发送断电指令到用户终端与供电网络中心时，所述处理判断单元还用于记录预设用电时段内各个时刻的用电数据，并将预设用电时段内各个时刻的用电数据存储到数据存储单元。

有益效果在于：发送断电指令时，记录并存储预设用电时段内各个时刻的用电数据，防止因突然断电导致用电数据毁损、灭失，便于后续核查、分析。

进一步，所述处理判断单元还用于根据预设用电时段内各个时刻的用电数据计算各个时刻的用电负荷，判断用电负荷是否超过安全负荷，在用电负荷超过安全负荷时生成告警指令，所述信息发送单元还用于发送告警指令到用户终端。

有益效果在于：及时提醒用户，以提高用电安全性。

进一步，所述用户终端包括显示屏，所述显示屏用于显示漏电提示与断电提示。

有益效果在于：便于用户及时直观地接收漏电提示与断电提示。

进一步，若判定存在漏电行为，所述处理判断单元还用于根据用电量变化量计算额外电费，所述信息发送单元还用于发送额外电费到用户终端。

有益效果在于：提示用户及时排查电器的用电情况，避免无意义的花费。

进一步，所述显示屏还用于显示额外电费。

有益效果在于：及时直观地接收额外电费。

附图说明

图1为本发明一种智能电表采集系统实施例的系统结构框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例1

实施例基本如附图1所示，包括：电度表，所述电度表与供电网络中心连接，所述电度表连接有供电线的供电输入端，所述供电线用于给电器供电，所述电度表用于计量预设用电时段内电器的用电量，记为第一用电量；还包括：

用电采集模块，所述用电采集模块与供电线的供电输出端连接，所述用电采集模块用于采集预设用电时段内电器的用电量，记为第二用电量；

中央控制模块，所述中央控制模块包括处理判断单元与信息发送单元；所述处理判断单元用于计算第一用电量与第二用电量的差值，得到用电量变化量，判断用电量变化量与预设变化阈值的大小，若用电量变化量小于等于预设变化阈值，判断用电量变化量是否持续产生，若用电量变化量持续产生，判定存在漏电行为，并生成漏电提示；所述信息发送单元用于发送漏电提示到用户终端。

在本实施例中，考虑这样比较特殊的情况，当供电线比较长且供电电流比较大的时候，以最常见的就是工地施工的供电线进行举例说明，施工方需要到比较远的地方去接电(比如200-500米)，工地上所使用的电器功率也都很大(比如大型搅拌机)，如果说供电线老化或者破损，也会出现漏电，而且，由于供电线较长，也可能出现有人通过在供电线上搭接线路进行窃电的行为，此种窃电行为也难以发现。鉴于此，具体实施过程如下：

首先，所述电度表用于给电器供电，所述电度表计量预设用电时段电器的用电量，记为第一用电量；同时，所述用电采集模块采集预设用电时段电器的用电量，记为第二用电量。在本实施例中，比较特殊的是，所述电度表连接有供电线的供电输入端，并由所述供电线的供电输出端接通电器给电器供电，而不是由供电表直接接通电器给电器供电，而且，所述用电采集模块是与供电线的供电输出端连接，相当于电度表与电器之间通过比较长的供电线进行连接，比如说，供电线的长度为200-500米。

然后，所述处理判断单元计算第一用电量与第二用电量的差值，得到用电量变化量，判断用电量变化量与预设变化阈值的大小，若用电量变化量小于等于预设变化阈值，判断用电量变化量是否持续产生，若用电量变化量持续产生，判定存在漏电行为，并生成漏电提示；所述信息发送单元发送漏电提示到用户终端。

在本实施例中，若用电量变化量持续产生，也可以不直接判定存在漏电行为，这时所述处理判断单元计算用电量变化量在预设用电时段内各个时刻的用电量变化率，预设用电时段可以为7天、15天或者30天，判断预设用电时段内各个时刻的用电量变化率的方差或标准差是否小于等于预设波动阈值，各个时刻可以是以小时为单位，方差相应的预设波动阈值为0.05，若预设用电时段内各个时刻的用电量变化率的方差或标准差小于等于预设波动阈值，才判定存在漏电行为。这是由于，因供电线漏电产生的功率消耗基本是不变的，所消耗的电能随时间呈线性变化，而搭接供电线窃电时，其窃电所使用的电器处于工作状态，其窃电产生的功率消耗是从小到大逐渐增加，增加到最大值(额定功率)后保持不变(这是大部分电器的功率特征)，所消耗的电能随时间呈非线性变化，这样可以更精确地区分用电量是由供电线漏电造成的，还是由搭接供电线窃电而引起的。

作为改进点之一：若预设用电时段内各个时刻的用电量变化率的方差或标准差小于等于预设波动阈值，也可以不直接判定存在漏电行为，而是先行核查用户的工地是否存在持续运行低功率电器：所述处理判断单元生成核查是否存在持续运行低功率电器的第一核查指令，所述信息发送单元发送第一核查指令到用户终端；用户终端接收到第一核查指令后，用户核查工地是否存在持续运行低功率电器，例如是否存在低功率(≤5w)的照明灯；核查完毕之后，用户通过所述用户终端发送是否存在持续运行低功率电器的第一核查结果到处理判断单元，所述处理判断单元接收第一核查结果之后，若第一核查结果为不存在持续运行低功率电器，判定存在漏电行为。通过这样的方式，如果用户工地存在持续运行低功率电器，其产生的用电量变化量也很少，甚至与供电线持续漏电产生的用电量变化量相当，这样可以避免将其误判为供电线漏电。

作为改进点之二：若用电量变化量大于预设变化阈值，也可以不直接判定存在窃电行为，而是先行核查用户的工地是否存在持续运行高功率电器：所述处理判断单元生成核查是否存在持续运行高功率电器的第二核查指令，所述信息发送单元发送第二核查指令到用户终端；用户终端接收到第二核查指令后，用户核查工地是否存在持续运行高功率电器，例如是否存在高功率(≥1000w)的中央空调；核查完毕之后，用户通过所述用户终端发送是否存在持续运行高功率电器的第二核查结果到处理判断单元，所述处理判断单元接收第二核查结果之后，若第二核查结果为不存在持续运行高功率电器，判定存在窃电行为。通过这样的方式，如果用户工地存在持续运行高功率电器，其产生的用电量变化量也很高，甚至与持续搭接供电线窃电产生的用电量变化量相当，这样可以避免将其误判为搭接供电线窃电。若用电量变化量大于预设变化阈值，且用户工地不存在持续运行高功率电器，所述处理判断单元生成断电指令，所述信息发送单元发送断电指令到用户终端与供电网络中心。由于此时可能存在搭接供电线窃电行为，发送断电指令到供电网络中心切断对电度表的供电以减少电能浪费，同时，发送断电指令到用户终端便于尽早做好相关准备。

除此之外，所述中央控制模块还包括数据存储单元，在发送断电指令到用户终端与供电网络中心时，所述处理判断单元还记录预设用电时段内各个时刻的用电数据，并将预设用电时段内各个时刻的用电数据存储到数据存储单元，防止因突然断电导致用电数据毁损、灭失，便于后续核查、分析。所述处理判断单元还根据预设用电时段内各个时刻的用电数据计算各个时刻的用电负荷，判断用电负荷是否超过安全负荷，在用电负荷超过安全负荷时生成告警指令，所述信息发送单元还发送告警指令到用户终端，以及时提醒用户，提高用电安全性。

实施例2

与实施例1不同之处仅在于，若判定存在漏电行为，所述处理判断单元还根据用电量变化量计算额外电费，所述信息发送单元还发送额外电费到用户终端，提示用户及时排查电器的用电情况，避免无意义的花费。所述用户终端包括显示屏，所述显示屏可以显示漏电提示、断电提示与额外电费，便于用户及时直观地接收漏电提示、断电提示与额外电费，提高体验感。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种智能电表采集系统，包括：电度表，所述电度表与供电网络中心连接，所述电度表连接有供电线的供电输入端，所述供电线用于给电器供电，所述电度表用于计量预设用电时段内电器的用电量，记为第一用电量；其特征在于，还包括：

用电采集模块，所述用电采集模块与供电线的供电输出端连接，所述用电采集模块用于采集预设用电时段内电器的用电量，记为第二用电量；

中央控制模块，所述中央控制模块包括处理判断单元与信息发送单元；所述处理判断单元用于计算第一用电量与第二用电量的差值，得到用电量变化量，判断用电量变化量与预设变化阈值的大小，若用电量变化量小于等于预设变化阈值，判断用电量变化量是否持续产生，若用电量变化量持续产生，判定存在漏电行为，并生成漏电提示；所述信息发送单元用于发送漏电提示到用户终端。

2.如权利要求1所述的智能电表采集系统，其特征在于，若用电量变化量持续产生，所述处理判断单元还用于计算用电量变化量在预设用电时段内各个时刻的用电量变化率，判断预设用电时段内各个时刻的用电量变化率的方差或标准差是否小于等于预设波动阈值，若预设用电时段内各个时刻的用电量变化率的方差或标准差小于等于预设波动阈值，判定存在漏电行为。

3.如权利要求2所述的智能电表采集系统，其特征在于，若预设用电时段内各个时刻的用电量变化率的方差或标准差小于等于预设波动阈值，所述处理判断单元还用于生成核查是否存在持续运行低功率电器的第一核查指令，所述信息发送单元还用于发送第一核查指令到用户终端；所述用户终端还用于发送是否存在持续运行低功率电器的第一核查结果，所述处理判断单元还用于接收第一核查结果，若第一核查结果为不存在持续运行低功率电器，判定存在漏电行为。

4.如权利要求3所述的智能电表采集系统，其特征在于，若用电量变化量大于预设变化阈值，所述处理判断单元还用于生成核查是否存在持续运行高功率电器的第二核查指令，所述信息发送单元还用于发送第二核查指令到用户终端；所述用户终端还用于发送是否存在持续运行高功率电器的第二核查结果，所述处理判断单元还用于接收第二核查结果，若第二核查结果为不存在持续运行高功率电器，判定存在窃电行为。

5.如权利要求1-4任一项所述的智能电表采集系统，其特征在于，若用电量变化量大于预设变化阈值，所述处理判断单元还用于生成断电指令，所述信息发送单元还用于发送断电指令到用户终端与供电网络中心。

6.如权利要求1-4任一项所述的智能电表采集系统，其特征在于，所述中央控制模块还包括数据存储单元，在发送断电指令到用户终端与供电网络中心时，所述处理判断单元还用于记录预设用电时段内各个时刻的用电数据，并将预设用电时段内各个时刻的用电数据存储到数据存储单元。

7.如权利要求3-4任一项所述的智能电表采集系统，其特征在于，所述处理判断单元还用于根据预设用电时段内各个时刻的用电数据计算各个时刻的用电负荷，判断用电负荷是否超过安全负荷，在用电负荷超过安全负荷时生成告警指令，所述信息发送单元还用于发送告警指令到用户终端。

8.如权利要求4所述的智能电表采集系统，其特征在于，所述用户终端包括显示屏，所述显示屏用于显示漏电提示与断电提示。

9.如权利要求8所述的智能电表采集系统，其特征在于，若判定存在漏电行为，所述处理判断单元还用于根据用电量变化量计算额外电费，所述信息发送单元还用于发送额外电费到用户终端。

10.如权利要求9所述的智能电表采集系统，其特征在于，所述显示屏还用于显示额外电费。

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