CN114814711A - 一种智能电表误差检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能电表误差检测方法,定期获取区域总智能电表和区域内所有终端智能电表的计量值,分析误差风险;将标准电源、标准负载与待测智能电表构成自检计量回路,进行待测智能电表的误差检测。根据区域内智能电表的计量数据获取线路损耗情况,以分析智能电表的误差风险情况,及时发现智能电表的异常情况,减少工作人员巡视频率,实现了自动监控;在具备误差风险时,自动启动智能电表自检,能够远程控制电表自检,而无需工作人员前往,也不需要另外携带专业智能电表检测工具,降低了工作人员的工作量,保障了工作人员的安全,提高了智能电表检测的工作效率。
Description
技术领域
本发明属于电能计量装置误差分析领域,具体涉及一种智能电表误差检测方法。
背景技术
智能电表是用来对电能使用量进行计量的仪表,在使用过程中,难免会有损坏、测量精度降低等现象出现;为了确保智能电表的计量符合标准,在使用时定期校验智能电的合格性,测量智能电表的误差是必不可少的。
工矿企业涉及生产设备种类和数量繁多,需要众多的仪器仪表获取运行参数,而智能电表作为仪器仪表中的重要部分,其往往设置于用电设备附近。现有的智能电表通常采用人工的方式进行检测,每次在对电能表进行现场精度测试时,需要工作人员到达现场,对计量屏上的接线端子进行松开和旋紧等操作,多次操作以后常有接线端子松动或滑丝等现象,检测工作环境危险,任务量大,检测结果易受工作人员的操作影响。
发明内容
本发明针对上述现有技术中的不足,提供一种智能电表误差检测方法。
本发明提供了一种智能电表误差检测方法,其特征在于,包括步骤:
S1、服务器向待测智能电表发送自检指令;
S2、所述待测智能电表基于所述自检指令,生成自检模式切换信号,所述待测智能电表的主控制器向继电器发送所述自检模式切换信号,所述待测智能电表进入自检模式,开始计时;
S3、经过标准时间后,将自检计量数据及待测智能电表信息发送至所述服务器,所述主控制器向所述继电器发送工作模式切换信号,所述待测智能电表进入工作模式;
S4、所述服务器基于接收的所述自检计量数据和所述待测智能电表信息,计算所述待测智能电表的计量误差。
优选的,所述待测智能电表进入自检模式,具体包括:
S21、所述继电器基于模式切换信号,控制第一开关从电网供电切换至标准电源供电,第二开关从工作负载切换至标准负载;
S22、所述待测智能电表、所述标准电源和所述标准负载构成自检计量回路,所述待测智能电表计量得出标准时间的自检计量数据。
优选的,所述基于接收的所述自检计量数据和所述待测智能电表信息,计算所述待测智能电表的计量误差,具体包括:
S41、所述待测智能电表信息包括标准电源参数和标准负载参数,基于所述标准电源参数、标准负载参数和所述标准时间计算实际自检电能消耗;
S42、比较所述实际自检电能消耗和所述自检计量数据,得出所述待测智能电表的计量误差。
优选的,所述得出所述待测智能电表的计量误差之后,还包括,重复步骤S2-S4两次,完成对智能电表的三次自检,得出三次自检后的平均计量误差。
优选的,所述标准电源包括输入端、整流模块、控制模块、逆变模块、滤波模块、输出端,所述控制模块输入端连接电阻R1和电阻R2的连接点,所述控制模块的四个输出端分别连接所述逆变模块的四个晶体管的栅极,所述控制模块基于预设的两个正弦信号和输入端的输入信号,向四个晶体管的栅极输出控制信号;所述标准负载包括电阻和电感,所述电感使自检计量回路的电压和电流产生相移。
优选的,所述自检指令基于系统自检分析具备误差风险时产生。
优选的,所述系统自检分析误差风险,具体包括:
S01、服务器根据风险评估周期定期向区域总智能电表和所述区域内的所有终端智能电表发送能耗获取指令,获取一个风险评估周期内所述区域总智能电表的电能计量值P和所述区域内的所有终端智能电表的计量值Pj,j为自然数,j≤k,k为所述区域内终端智能电表的数量;
S02、计算所述区域内一个风险评估周期的所述区域电能损耗
S03、获取所述区域内历史风险评估周期对应的历史电能损耗,将所述历史电能损耗从小到大排列得到集合U=[Q1 Q2 Q3...Qm],其中m为所述区域内历史风险评估周期对应的历史电能损耗的数量;
S04、计算所述集合U中数据的下四分位数QB和上四分位数QC,获取所述下四分位数QB在所述集合U内的序号A,所述上四分位数QC在所述集合U内的序号B,得出区域内一个周期的电能损耗数据的真实值区间集合U0=[QA QA+1QA+2...QB],所述区域内的一个周期的电能损耗数据的真实估计值E为
计算所述历史电能损耗数据相较于所述真实估计值E的最大波动△E为
其中,max(U)为所述集合U内的最大值,min(U)为所述集合U内的最小值;
S05、计算所述区域内智能电表误差风险评估值ε
优选的,当所述风险评估值大于第一误差系数或小于第二误差系数时,则所述区域内智能电表存在误差风险;当所述风险评估值介于第一误差系数和第二误差系数之间时,区域智能电表不存在误差风险。
优选的,所述区域内智能电表具有计量误差风险,服务器向区域总智能电表和所述区域内的所有终端智能电表发送自检指令。
优选的,所述第一误差系数为1.5,所述第二误差系数为0.67。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明能够实现智能电表的远程误差风险监测及误差检测,根据区域内智能电表的计量数据获取线路损耗情况,以分析智能电表的误差风险情况,及时发现智能电表的异常情况,减少工作人员巡视频率,实现了自动监控;在具备误差风险时,自动启动智能电表自检,能够远程控制电表自检,而无需工作人员前往,也不需要另外携带专业智能电表检测工具,降低了工作人员的工作量,保障了工作人员的安全,提高了智能电表检测的工作效率。
附图说明
图1为本发明智能电表误差自检流程图;
图2传统智能电表连接示意图;
图3为本发明区域内终端智能电表连接示意图;
图4为本发明待测智能电表模式切换至自检模式的连接示意图;
图5为本发明智能电表的标准电源及标准负载连电路接图;
图6为本发明区域内供电网络示意图;
图7为本发明系统自检误差风险分析流程图。
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。
在一个实施例中,图1为本发明智能电表误差自检流程图。本发明提供了一种智能电表误差检测方法。具体包括步骤:
S1、服务器向待测智能电表发送自检指令。
S2、所述待测智能电表基于所述自检指令,生成模式切换信号,所述待测智能电表的主控制器向继电器发送模式切换信号,所述待测智能电表进入自检模式,开始计时。
图3为本发明区域内终端智能电表连接示意图;图4为本发明待测智能电表模式切换至自检模式的连接示意图。如图3-4所示,工矿企业企业中,用电设备的终端智能电表往往设置集中设置与靠近设备处,设置一个用于对多个终端智能电表进行检测的标准电源,将所述标准电源的输入端接入电网,K11、K21...KN1为第一开关,K12、K22...KN2为第二开关,每个终端智能电表处设置一个第一开关,用于选择所述终端智能电表输入端接入电网进行正常供电,还是选择接入标准电源输出端进行检测模式下的标准电源供电。每个终端智能电表还设置第二开关,用于切换终端智能电表输出端至连接标准负载或工作负载。对终端智能电表进行检测时,每次仅有一个终端智能电表连接标准电源。
所述待测智能电表进入自检模式,具体包括:
S21、所述继电器基于模式切换信号,控制第一开关从电网供电切换至标准电源供电,第二开关从室内负载切换至标准负载;
S22、所述待测智能电表、所述标准电源和所述标准负载构成自检计量回路,所述待测智能电表计量得出所述标准时间的自检计量数据。
S3、经过标准时间后,将所述自检计量数据及待测智能电表信息发送至所述服务器,所述主控制器向所述继电器发送工作模式切换信号,所述待测智能电表进入工作模式。
S4、所述服务器基于接收的所述自检计量数据和所述待测智能电表信息,计算所述待测智能电表的计量误差。
所述基于接收的所述自检计量数据和所述待测智能电表信息,计算所述待测智能电表的计量误差,具体包括:
S41、所述待测智能电表信息包括标准电源参数和标准负载参数,基于所述标准电源参数、标准负载参数和所述标准时间计算实际自检电能消耗;
S42、比较所述实际自检电能消耗和所述自检计量数据,得出所述待测智能电表的计量误差。
进一步地,所述得出所述待测智能电表的计量误差之后,还包括,重复步骤S2-S4两次,完成对待测智能电表的三次自检,得出三次自检后的平均计量误差。在每次重复进行所述步骤S2-S4之前,判断是否完成三次自检,若未完成,则将自检次数加1,在待测智能电表正常工作预设时间后,执行步骤S2;若完成三次自检,则计算三次检测后的平均计量误差。在重复自检前使待测智能电表工作预设时间,能够使待测智能电表处于稳定工作状态,减少检测误差。
进一步地,图5为本发明智能电表的标准电源及标准负载电路连接图。所述标准电源包括输入端、整流模块1、控制模块5、逆变模块2、滤波模块3、输出端,所述整流模块1两个输出端之间连接两个电容产生中性点N,所述整流模块1两个输出端之间串联电阻R1和R2,所述控制模块5输入端C连接电阻R1和电阻R2的连接点,所述控制模块5的四个控制输出端为S1、S2、S3和S4,所述四个控制输出端分别连接逆变模块2的四个晶体管的栅极,控制模块5基于预设的两个正弦信号和输入端C的输入信号Vc,向四个晶体管的栅极输出控制信号。所述标准负载4包括电阻RO和电感LO,所述电感LO使自检计量回路的电压和电流产生相移。所述逆变模块2电压输出端点为a和b。所述预设的两个正弦信号为VP和-VP,通过比较输入信号Vc和VP,控制开关S1和开关S4的切换状态,比较输入信号Vc和-VP,控制开关S2和开关S3的切换状态。
进一步地,所述自检指令基于用户向服务器发出智能电表计量误差检测请求产生或基于系统自检分析具备误差风险时产生。
进一步地,图6为本发明区域内供电网络示意图。区域供电网络中,包括一个区域总智能电表和若干终端智能电表,区域总智能电表与每个终端智能电表之间通过输电线路连接。若区域供电网络具有n个终端智能电表,则每个输电线路上具有线路阻抗分别为Z1、Z2、Z3...Zn,每个线路上产生相应的损耗。
图7为本发明系统自检误差风险分析流程图。所述系统自检分析具备误差风险,具体包括:
S01、服务器根据风险评估周期定期向区域总智能电表和所述区域内的所有终端智能电表发送能耗获取指令,获取一个风险评估周期内所述区域总智能电表的电能计量值P和所述区域内的所有终端智能电表的计量值Pj,j为自然数,j≤k,k为所述区域内终端智能电表的数量。电能计量值P表示一个风险评估周期内所述区域的总能耗;每个终端智能电表的计量值表示一个风险评估周期内该终端智能电表连接的工作负载的总能耗。由于智能电表在初始安装校验后,工作环境没有发生大幅改变的条件下,误差是随时间变化逐渐产生的。在智能电表工作前期(如一年内)产生误差的概率非常小,不需要频繁进行风险评估,而仅需定期(如一个月)向智能电表获取计量数据即可。
S02、计算所述区域内一个风险评估周期的所述区域电能损耗
S03、获取所述区域内历史风险评估周期对应的历史电能损耗,将所述历史电能损耗从小到大排列得到集合U=[Q1 Q2 Q3...Qm],其中m为所述区域内历史风险评估周期对应的历史电能损耗的数量;
S04、计算所述集合U中数据的下四分位数QC和上四分位数QD,获取所述下四分位数QC在所述集合U内对应的序号A,所述上四分位数QD在所述集合U内对应的序号B,得到区域内一个周期的电能损耗数据的真实值区间集合U0=[QA QA+1QA+2...QB],数据集合U0相较于数据集合U,缩小了体现真实电能损耗数据的所在区间,提高了数据统计分析的准确性。所述下四分位数QC为集合U内两个历史电能损耗的均值时,从两个历史电能损耗中取较小的历史电能损耗在所述集合U内对应的序号作为序号A;所述上四分位数QD为集合U内两个历史电能损耗的均值时,从两个历史电能损耗中取较大的历史电能损耗在所述集合U内对应的序号作为序号B。
所述区域内的一个周期的电能损耗数据的真实估计值E为
计算所述历史电能损耗数据相较于所述真实估计值E的最大波动△E为
其中,max(U)为所述数据集合U内的最大值,min(U)为所述数据集合U内的最小值。
S05、计算所述区域内智能电表误差风险评估值ε
进一步地,当所述风险评估值大于第一误差系数或小于第二误差系数时,则所述区域内智能电表存在计量误差风险;当所述风险评估值介于第一误差系数和第二误差系数之间时,区域智能电表不存在计量误差风险。
进一步地,所述区域内智能电表具有计量误差风险时,区域总智能电表和所述区域内的所有终端智能电表为待测智能电表,服务器向待测智能电表发送自检指令。区域内总智能电表处设有与终端智能电表处相同的标准电源和标准负载。所述第一预设误差估值为1.5,所述第二预设误差估值为0.67。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种智能电表误差检测方法,其特征在于,包括步骤:
S1、服务器向待测智能电表发送自检指令;
S2、所述待测智能电表基于所述自检指令,生成自检模式切换信号,所述待测智能电表的主控制器向继电器发送所述自检模式切换信号,所述待测智能电表进入自检模式,开始计时;
S3、经过标准时间后,将自检计量数据及待测智能电表信息发送至所述服务器,所述主控制器向所述继电器发送工作模式切换信号,所述待测智能电表进入工作模式;
S4、所述服务器基于接收的所述自检计量数据和所述待测智能电表信息,计算所述待测智能电表的计量误差。
2.根据权利要求1所述的一种智能电表误差检测方法,其特征在于,
所述待测智能电表进入自检模式,具体包括:
S21、所述继电器基于模式切换信号,控制第一开关从电网供电切换至标准电源供电,第二开关从工作负载切换至标准负载;
S22、所述待测智能电表、所述标准电源和所述标准负载构成自检计量回路,所述待测智能电表计量得出标准时间的自检计量数据。
3.根据权利要求2所述的一种智能电表误差检测方法,其特征在于,
所述基于接收的所述自检计量数据和所述待测智能电表信息,计算所述待测智能电表的计量误差,具体包括:
S41、所述待测智能电表信息包括标准电源参数和标准负载参数,基于所述标准电源参数、标准负载参数和所述标准时间计算实际自检电能消耗;
S42、比较所述实际自检电能消耗和所述自检计量数据,得出所述待测智能电表的计量误差。
4.根据权利要求3所述的一种智能电表误差检测方法,其特征在于,所述得出所述待测智能电表的计量误差之后,还包括,重复步骤S2-S4两次,完成对智能电表的三次自检,得出三次自检后的平均计量误差。
5.根据权利要求4所述的一种智能电表误差检测方法,其特征在于,所述标准电源包括输入端、整流模块、控制模块、逆变模块、滤波模块、输出端,所述控制模块输入端连接电阻R1和电阻R2的连接点,所述控制模块的四个输出端分别连接所述逆变模块的四个晶体管的栅极,所述控制模块基于预设的两个正弦信号和输入端的输入信号,向四个晶体管的栅极输出控制信号;所述标准负载包括电阻和电感,所述电感使自检计量回路的电压和电流产生相移。
6.根据权利要求1所述的一种智能电表误差检测方法,其特征在于,所述自检指令基于系统自检分析具备误差风险时产生。
7.根据权利要求6所述的一种智能电表误差检测方法,其特征在于,所述系统自检分析误差风险,具体包括:
S01、服务器根据风险评估周期定期向区域总智能电表和所述区域内的所有终端智能电表发送能耗获取指令,获取一个风险评估周期内所述区域总智能电表的电能计量值P和所述区域内的所有终端智能电表的计量值Pj,j为自然数,j≤k,k为所述区域内终端智能电表的数量;
S02、计算所述区域内一个风险评估周期的所述区域电能损耗
S03、获取所述区域内历史风险评估周期对应的历史电能损耗,将所述历史电能损耗从小到大排列得到集合U=[Q1 Q2 Q3 ... Qm],其中m为所述区域内历史风险评估周期对应的历史电能损耗的数量;
S04、计算所述集合U中数据的下四分位数QB和上四分位数QC,获取所述下四分位数QB在所述集合U内的序号A,所述上四分位数QC在所述集合U内的序号B,得出所述区域内一个周期的电能损耗数据的真实值区间集合U0=[QA QA+1 QA+2 ... QB],所述区域内的一个周期的电能损耗数据的真实估计值E为
计算所述历史电能损耗数据相较于所述真实估计值E的最大波动△E为
其中,max(U)为所述集合U内的最大值,min(U)为所述集合U内的最小值;
S05、计算所述区域内智能电表误差风险评估值ε
8.根据权利要求7所述的一种智能电表误差检测方法,其特征在于,
当所述风险评估值大于第一误差系数或小于第二误差系数时,则所述区域内智能电表存在误差风险;当所述风险评估值介于第一误差系数和第二误差系数之间时,区域智能电表不存在误差风险。
9.根据权利要求8所述的一种智能电表误差检测方法,其特征在于,所述区域内智能电表具有计量误差风险,服务器向区域总智能电表和所述区域内的所有终端智能电表发送自检指令。
10.根据权利要求9所述的一种智能电表误差检测方法,其特征在于,
所述第一误差系数为1.5,所述第二误差系数为0.67。
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