CN116317170B - 供电系统及其用电信息测量方法与装置、存储介质 - Google Patents

供电系统及其用电信息测量方法与装置、存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种供电系统及其用电信息测量方法与装置、存储介质，其中，在供电系统的用电信息测量方法中，集支器安装于母线根部，各分支器安装于各个供电分支的开始处，二者用无线通信交互数据，集支器把各分支器的时钟与自己的时钟同步、采集第一用电参数并压缩后广播发送给各个分支器，分支器采集第二用电参数后根据第一用电参数和各自的第二用电参数计算对应一相电压线的用电信息，并把该信息发送给集支器，集支器根据该信息计算各分支线的用电信息，并反馈给配电主站，从而能够提高用电信息的测量值准确度和一致性、时标一致性，并且集支器和分支器安装于不同物理位置、采用无线通信交互，能够避免联接导线、提高设备的安装灵活度。

Description

供电系统及其用电信息测量方法与装置、存储介质
技术领域
本发明涉及供电控制技术领域，尤其涉及一种供电系统及其用电信息测量方法与装置、存储介质。
背景技术
我国电网的低压供电系统采用三相四线制，三相电压分别指A相、B相和C相，四线分别指A相电压线、B相电压线、C相电压线和中线供电线路，低压供电系统的A相、B相、C相到中线的额定电压值分别为220伏，其频率值为50赫兹。低压配电变压器的初级输入为三相三线的10kV电压，输出为三相四线的220V电压，该输出包括三根电线，被称为母线，母线可以接出多个分支，每个分支连接有四根电线，并用于向一个用电单位进行供电，例如居民小区、工厂、医院等。用电信息测量指对供电线路上某个节点的电压、电流进行采集，并分析计算得到电压有效值、电流有效值、功率值等用电信息。
相关技术中，对于用电信息的测量方案有：第一，通过电压互感器和电流互感器采集电压信号和电流信号，再通过模数转换芯片和MCU进行采样和处理；第二，通过电压互感器和电流互感器采集电压信号和电流信号，再通过专用计量芯片和MCU进行计算和处理。
对于相关技术中的测量方案，在现场安装的时候，从电压和电流的电气采集点到测量设备的输入接线端子间，如果只是测量一个供电分支，就需要连接十根导线（4根电压线和6根电流线），导线的铺设路径较为复杂，从而导致后续的安装费用和维护费用也较高。并且，电压信号和电流信号引入到同一台测量装置的同一张电路板中，很容易导致电压互感器对电流互感器的干扰，并且在采集A相、B相、C相的电流时，各相的电流互感器之间的串扰、数字电路对模拟电路的干扰等，都将导致信号测量的精度降低。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种供电系统的用电信息测量方法，能够提高用电信息的测量值准确度、时标一致性、测量设备的安装灵活度，并且简化信息测量线路，降低用电信息测量过程中的安装费和维护费，极大提高用户体验。
本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出一种供电系统。
本发明的第四个目的在于提出一种供电系统的用电信息测量装置。
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种供电系统的用电信息测量方法，所述供电系统包括三相母线和至少一组三相分支线，所述三相母线与集支器连接，每组所述三相分支线中的每相电压线均设有一个分支器，所述集支器与所述分支器无线通信连接，所述方法包括：向每个所述分支器发送时钟同步指令，以使每个分支器的时钟与集支器的时钟同步；采集所述三相母线在预设个周波电压信号中的第一用电参数；在所述周波电压信号的数量为第一预设值时，将所述第一用电参数无线广播发送至每个分支器，以使每个分支器根据第一用电参数和分支器所采集相应电压线的第二用电参数计算相应电压线的用电信息；获取每相所述电压线的用电信息；根据每相电压线的用电信息计算每组所述三相分支线的用电信息；将每组三相分支线的用电信息发送至配电主站。
本实施例中供电系统的用电信息测量方法首先将分支器与集支器进行时钟同步设置，然后通过集支器采集三相母线在预设个周波电压信号中的第一用电参数并在采集了第一预设值个周波电压信号的第一用电参数之后，将该第一用电参数无线广播发送给每个分支器，每个分支器根据该第一用电参数和自己所采集的第二用电参数计算出相应的电压线的用电信息，然后将该电压线的用电信息反馈给集支器，集支器根据每相电压线的用电信息能够计算出每组三相分支线的用电信息，进而可以反馈给配电主站三相母线上每个分支的用电信息，从而能够提高用电信息的测量值准确度和测量值一致性，以及时标一致性，并且集支器和分支器分别安装于不同物理位置，并采用无线通信交互数据，进而能够简化信息测量线路，降低用电信息测量过程中的安装费和维护费，极大提高用户体验。
在本发明的一些实施例中，在向每个所述分支器发送时钟信息之前，所述方法还包括：获取每个所述分支器的通信地址。
在本发明的一些实施例中，所述向每个所述分支器发送时钟同步指令，以使每个所述分支器的时钟与所述集支器的时钟同步，包括：所述集支器记录第一时钟值，并向所述分支器发送第一时钟同步帧，所述第一时钟同步帧包括所述分支器的通信地址；在所述分支器接收到所述第一时钟同步帧时，记录所述分支器的第一时钟值，并通过所述分支器向所述集支器发送应答数据帧；在所述集支器接收到所述应答数据帧时，记录所述集支器的第二时钟值，并向所述分支器发送确认数据帧，以及根据所述集支器的第一时钟值和所述集支器的第二时钟值计算第一差值；所述分支器接收到所述确认数据帧时，记录所述分支器的第二时钟值，并通过所述分支器并向所述集支器发送第二时钟同步帧，以及根据所述分支器的第一时钟值和所述分支器的第二时钟值计算第二差值，所述第二时钟同步帧包括所述第二差值；在所述集支器接收到所述第二时钟同步帧时，向所述分支器发送第三时钟同步帧，所述第三时钟同步帧包括所述第一差值和所述集支器的第二时钟值信息；在所述分支器接收到所述第三时钟同步帧时，记录所述分支器的第三时钟值；根据所述集支器的第二时钟值、所述第一差值、所述第二差值、所述分支器的第三时钟值、所述分支器的第二时钟值计算所述分支器的时钟同步值；根据所述时钟同步值对所述分支器进行时钟同步设置。
在本发明的一些实施例中，根据以下公式计算所述第一差值，ta21=Ta2-Ta1，其中，ta21表示所述第一差值，Ta2表示所述集支器的第二时钟值，Ta1表示所述集支器的第一时钟值。
在本发明的一些实施例中，根据以下公式计算所述第二差值，tb21=Tb2-Tb1，其中，tb21表示所述第二差值，Tb2表示所述分支器的第二时钟值，Tb1表示所述分支器的第一时钟值。
在本发明的一些实施例中，根据以下公式计算所述分支器的时钟同步值，T=Ta2+（ta21+tb21）/4+（Tb3-Tb2）×（1+（2ta21-2tb21）/（3tb21-ta21）），其中，T表示所述分支器的时钟同步值，Ta2表示所述集支器的第二时钟值，ta21表示所述第一差值，tb21表示所述第二差值，Tb3表示所述分支器的第三时钟值，Tb2表示所述分支器的第二时钟值。
在本发明的一些实施例中，在根据所述时钟同步值对所述分支器进行时钟同步设置之后，所述方法还包括：根据所述第一差值和所述第二差值计算所述分支器的同步计时误差时钟值；根据所述同步计时误差时钟值对所述分支器进行同步校正，以使所述分支器与所述集支器同步计时。
在本发明的一些实施例中，所述采集所述三相母线在预设个周波电压信号中的第一用电参数，包括：按照预设采样点数采集所述三相母线中每相母线的电压采样值；对所述电压采样值进行排序压缩以确定所述三相母线的第一用电参数。
在本发明的一些实施例中，所述对所述电压采样值进行排序压缩以确定所述三相母线的第一用电参数，包括：以所述三相母线中第一相母线的电压采样值为基准对第二相母线和第三相母线的电压采样值进行移相，以使所述第一相母线、所述第二相母线和所述第三相母线的电压采样值相位相同；将所述第一相母线、所述第二相母线和所述第三相母线的电压采样值中的负值进行取反；将每相母线中相差预设相位的电压采样值进行组合排序；将经过组合排序的所述电压采样值进行压缩以确定所述三相母线的第一用电参数。
在本发明的一些实施例中，所述将所述第一用电参数发送至每个所述分支器，包括：每隔预设时间向每个所述分支器广播发送所述第一用电参数，并将按照发送顺序对所述第一用电参数进行递增标记序号；在所述第一用电参数的标记序号达到第二预设值时，重新对下一个所述第一用电参数进行标记。
在本发明的一些实施例中，所述获取每相所述电压线的用电信息，包括：在所述第一用电参数的标记序号达到第二预设值时，获取每相所述电压线的用电信息，其中，所述电压线的用电信息包括所述分支器的通信地址、所述电压线的电流有效值、所述电压线的谐波值、所述电压线的有功率值、所述电压线的功率因数和所述电压线的电能量值。
为上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有供电系统的用电信息测量程序，所述供电系统的用电信息测量程序被处理器执行时实现根据上述实施例所述的供电系统的用电信息测量方法。
本发明实施例中的计算机可读存储介质，通过处理器执行存储在其上的供电系统的用电信息测量程序，能够提高用电信息的测量值准确度和测量值一致性，以及时标一致性，并且集支器和分支器分别安装于不同物理位置，并采用无线通信交互数据，进而能够简化信息测量线路，降低用电信息测量过程中的安装费和维护费，极大提高用户体验。
为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种供电系统，该供电系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的供电系统的用电信息测量程序，所述处理器执行所述供电系统的用电信息测量程序时，实现根据上述实施例所述的供电系统的用电信息测量方法。
本发明实施例中的供电系统包括存储器和处理器，处理器执行存储在存储器上的供电系统的用电信息测量程序，能够提高用电信息的测量值准确度和测量值一致性，以及时标一致性，并且集支器和分支器分别安装于不同物理位置，并采用无线通信交互数据，进而能够简化信息测量线路，降低用电信息测量过程中的安装费和维护费，极大提高用户体验。
为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种供电系统的用电信息测量装置，所述供电系统包括三相母线和至少一组三相分支线，所述用电信息测量装置包括集支器和至少一个分支器，所述三相母线与所述集支器连接，每组所述三相分支线中的每相电压线均设有一个所述分支器，所述集支器与所述分支器无线通信连接，所述集支器用于：向每个所述分支器发送时钟同步指令，以使每个所述分支器的时钟与所述集支器的时钟同步；采集所述三相母线在预设个周波电压信号中的第一用电参数；在所述周波电压信号的数量为第一预设值时，将所述第一用电参数无线广播发送至每个所述分支器，以使每个所述分支器根据所述第一用电参数和所述分支器所采集相应电压线的第二用电参数计算相应电压线的用电信息；获取每相所述电压线的用电信息；根据每相所述电压线的用电信息计算每组所述三相分支线的用电信息；将每组所述三相分支线的用电信息发送至配电主站。
本实施例中供电系统的用电信息测量装置包括集支器和至少一个分支器，首先集支器对分支器的时钟进行设置，以使分支器与集支器的时钟同步，然后通过集支器采集三相母线在预设个周波电压信号中的第一用电参数并在采集了第一预设值个周波电压信号的第一用电参数之后，将该第一用电参数无线广播发送给每个分支器，每个分支器根据该第一用电参数和自己所采集的第二用电参数计算出相应的电压线的用电信息，然后将该电压线的用电信息反馈给集支器，集支器根据每相电压线的用电信息能够计算出每组三相分支线的用电信息，进而可以反馈给配电主站三相母线上每个分支的用电信息，从而能够提高用电信息的测量值准确度和测量值一致性、以及时标一致性，并且集支器和分支器分别安装于不同物理位置、采用无线通信交互数据，能够避免联接导线、提高设备的安装灵活度，降低用电信息测量过程中的安装费和维护费，极大提高用户体验。
在本发明的一些实施例中，在向每个所述分支器发送时钟信息之前，所述集支器还用于：获取每个所述分支器的通信地址。
在本发明的一些实施例中，所述集支器用于：记录所述集支器的第一时钟值，并向所述分支器发送第一时钟同步帧，所述第一时钟同步帧包括所述分支器的通信地址；在所述分支器接收到所述第一时钟同步帧时，记录所述分支器的第一时钟值，并通过所述分支器向所述集支器发送应答数据帧；在所述集支器接收到所述应答数据帧时，记录所述集支器的第二时钟值，并向所述分支器发送确认数据帧，以及根据所述集支器的第一时钟值和所述集支器的第二时钟值计算第一差值；接收所述分支器发送的第二时钟同步帧，以及根据所述分支器的第一时钟值和所述分支器在接收到所述确认数据帧时记录的第二时钟值计算第二差值，所述第二时钟同步帧包括所述第二差值；在所述集支器接收到所述第二时钟同步帧时，向所述分支器发送第三时钟同步帧，所述第三时钟同步帧包括所述第一差值和所述集支器的第二时钟值信息；根据所述集支器的第二时钟值、所述第一差值、所述第二差值、所述分支器在接收到所述第三时钟同步帧时记录的第三时钟值、所述分支器的第二时钟值计算所述分支器的时钟同步值；根据所述时钟同步值对所述分支器进行时钟同步设置。
在本发明的一些实施例中，根据以下公式计算所述第一差值，ta21=Ta2-Ta1，其中，ta21表示所述第一差值，Ta2表示所述集支器的第二时钟值，Ta1表示所述集支器的第一时钟值。
在本发明的一些实施例中，根据以下公式计算所述第二差值，tb21=Tb2-Tb1，其中，tb21表示所述第二差值，Tb2表示所述分支器的第二时钟值，Tb1表示所述分支器的第一时钟值。
在本发明的一些实施例中，根据以下公式计算所述分支器的时钟同步值，T=Ta2+（ta21+tb21）/4+（Tb3-Tb2）×（1+（2ta21-2tb21）/（3tb21-ta21）），其中，T表示所述分支器的时钟同步值，Ta2表示所述集支器的第二时钟值，ta21表示所述第一差值，tb21表示所述第二差值，Tb3表示所述分支器的第三时钟值，Tb2表示所述分支器的第二时钟值。
在本发明的一些实施例中，在根据所述时钟同步值对所述分支器进行时钟同步设置之后，所述集支器还用于：根据所述第一差值和所述第二差值计算所述分支器的同步计时误差时钟值；根据所述同步计时误差时钟值对所述分支器进行同步校正，以使所述分支器与所述集支器同步计时。
在本发明的一些实施例中，所述集支器用于：按照预设采样点采集所述三相母线中每相母线的电压采样值；对所述电压采样值进行排序压缩以确定所述三相母线的第一用电参数。
在本发明的一些实施例中，所述集支器用于：以所述三相母线中第一相母线的电压采样值为基准对第二相母线和第三相母线的电压采样值进行移相，以使所述第一相母线、所述第二相母线和所述第三相母线的电压采样值相位相同；将所述第一相母线、所述第二相母线和所述第三相母线的电压采样值中的负值进行取反；将每相母线中相差预设相位的电压采样值进行组合排序；将经过组合排序的所述电压采样值进行压缩以确定所述三相母线的第一用电参数。
在本发明的一些实施例中，所述集支器用于：每隔预设时间向每个所述分支器广播发送所述第一用电参数，并将按照发送顺序对所述第一用电参数进行递增标记序号；在所述第一用电参数的标记序号达到第二预设值时，重新对下一个所述第一用电参数进行标记。
在本发明的一些实施例中，所述集支器用于：在所述第一用电参数的标记序号达到第二预设值时，获取每相所述电压线的用电信息，其中，所述电压线的用电信息包括所述分支器的通信地址、所述电压线的电流有效值、所述电压线的谐波值、所述电压线的有功率值、所述电压线的功率因数和所述电压线的电能量值。
在本发明的一些实施例中，所述集支器包括接线端子、电源模块、电压信号耦合模块、第一ADC（Analog to Digital Converter，模拟数字转换器）模块、第一无线通信模块、第一MCU（Microcontroller Unit，微控制单元）模块和远程通信模块，其中，所述集支器通过所述接线端子与所述三相母线连接、通过所述无线通信模块与所述分支器通信连接以及通过所述远程通信模块与所述配电主站连接。
在本发明的一些实施例中，所述分支器包括信号耦合磁能耦合装置、取电模块、第二ADC模块、第二无线通信模块和第二MCU模块，其中，所述分支器通过所述信号耦合磁能耦合模块与所述电压线连接以及通过所述第二无线通信模块与所述集支器连接。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明一个实施例中供电系统的示意图；
图2是本发明一个具体实施例中集支器的结构示意图；
图3是本发明一个具体实施例中分支器的结构示意图；
图4是本发明一个实施例中供电系统的用电信息测量方法流程图；
图5是本发明另一个实施例中供电系统的用电信息测量方法流程图；
图6是本发明一个实施例中集支器和分支器同步时钟值的过程示意图；
图7是本发明另一个实施例中供电系统的用电信息测量方法流程图；
图8是本发明另一个实施例中供电系统的用电信息测量方法流程图；
图9是本发明另一个实施例中供电系统的用电信息测量方法流程图；
图10是本发明一个具体实施例中三相电压线的电压采样值移相处理前后的示意图；
图11是本发明一个具体实施例中一相电压线的电压采样值取反处理前后的示意图；
图12是本发明另一个实施例中供电系统的用电信息测量方法流程图；
图13是本发明另一个实施例中供电系统的结构框图；
图14是本发明实施例中供电系统的用电信息测量装置结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的供电系统及其用电信息测量方法与装置、存储介质。
在对供电系统100的用电信息测量方法进行描述之前，本发明先对供电系统100进行说明，如图1所示，三相中压输电线路通过配电变压器3进行变压之后向供电系统100送电，供电系统100包括三相母线和至少一组三相分支线，由于我国电网的低压供电系统100采用的是三相四线制，所以母线中还可以包括中线供电线路，分支线中也可以包括有中线供电线路。三相母线还与集支器1连接，具体可以在三相母线的根部连接集支器1，而在每组三相分支线中，每相电压线都可以与一个分支器2连接，参见图1，分支线中与三相母线中的三相电压线相连的电压线上均各连接有一个分支器2，需要说明的是，分支器2的外形为环状，并且是套在每相电压线上，也就是说，分支器2与电压线之间是没有实体电气连接的，并且，由于配电变压器3的次级电流较大，从而能够为分支器2的互感器感应取电提供能量。本实施例中的集支器1和分支器2还进行通信连接，具体地，集支器1和分支器2之间的信息交互采样可以通过无线通信的技术实现，具体可以使用LoRa（Long Range Radio，远距离无线电）技术的芯片SX1280实现，LoRa是一种微功率、短距无线通信技术、抗干扰和纠错能力强。在该实施例中，供电分支的数量不进行具体限定，即不对图1中的供电分支N进行具体数量限定。
更具体地，如图2和图3所示，其中，集支器1包括接线端子11、电源模块12、电压信号耦合模块13、第一ADC模块14、第一无线通信模块15、第一MCU模块16和远程通信模块17。集支器1通过接线端子11能够与三相母线连接，电压信号耦合模块13与接线端子11连接，能够通过接线端子11获取三相母线中每相母线的电压信息，然后再通过第一ADC模块14进行采样并传送给第一MCU模块16进行处理，集支器1中的第一无线通信模块15用于与分支器2实现通信，而远程通信模块17则用于与远方的配电主站实现通信。集支器1中的电压信号耦合模块13可以由微型电压互感器、电平匹配网络等模块组成，第一ADC模块14可以由ADC芯片、电压基准器件等组成，第一无线通信模块15可以由芯片SX1280、天线等组成，第一MCU模块16属于集支器1中的核心设备，其能够控制采样电压信号、广播数据、计时、通信、设置分支器2的运行参数、时钟值、收集分支器2的用电信息等，电源模块12则用于向整个集支器1进行供电。
分支器2包括信号耦合磁能耦合模块21、取电模块22、第二ADC模块23、第二无线通信模块24和第二MCU模块25，分支器2通过信号耦合磁能耦合模块21与电压线非实体电气连接，通过该信号耦合磁能耦合模块21能够采集到相应电压线的电流信息，然后再通过与其相连的第二ADC模块23进行采样，第二ADC模块23与第二MCU模块25相连，从而能够对第二ADC模块23所采样的信号进行处理，之后再通过第二无线通信模块24发送给集支器1。分支器2中的取电模块22可以是一个电磁环，取电模块22从穿过其中心孔的电压线的交变电流中获得磁能，并进一步转换为电能，以为整个分支器2提供工作电源。本示例中信号耦合磁能耦合模块21也可以配置为环状，其中信号耦合部分可以由电流互感器、阻抗匹配网络等组成，并用于把穿过其中心孔的交流电流信号传递给第二ADC模块23。第二MCU模块25还用于设置分支器2的时钟信息、接收第二ADC模块23采集的交流电流信号和接收集支器1的配置参数等。
图4是本发明一个实施例中供电系统的用电信息测量方法流程图。
如图4所示，本发明提出了一种供电系统100的用电信息测量方法，该用电信息测量方法包括：
S10，向每个分支器2发送时钟同步指令，以使每个分支器2的时钟与集支器1的时钟同步。
在一些示例中，在向每个分支器2发送时钟信息之前，方法还包括：获取每个分支器2的通信地址。
具体地，本实施例中的用电信息测量方法可以由集支器1执行，由于每个分支器2的时钟并不是相同的，所以需要计算出相应的时钟值，因此，为了对不同的分支器2进行不同的设置，本实施例中的集支器1在向分支器2发送时钟同步指令之前，可以先获取每个分支器2的通信地址，并且指令中包括分支器2的通信地址，进而能够对不同的分支器2完成时钟同步操作。可以理解的是，将每个分支器2的时钟与集支器1的时钟进行同步设置，能够提高数据的计算准确度和时标一致性。
S20，采集三相母线在预设个周波电压信号中的第一用电参数。
具体地，在对分支器2的时钟完成设置之后，可以根据集支器1中所设置的采样启动时刻、采样间隔等信息对三相母线中的第一用电参数进行获取，具体可以在每个预设周波电压信号中对每相母线的电压信号进行采集，并在采集过程中可以对电压信息进行缓存，每预设个周波电压信号记录一次时钟值，并且在采集到预设个周波电压信号中的采样值之后，则可以对其进行重新排序并压缩得到数据压缩包，以及对该数据压缩包进行编号得到三相母线在预设个周波电压信号中的第一用电参数。需要说明的是，本实施例中的第一用电参数包含三相母线的电压信号采样值序列。
S30，在周波电压信号的数量为第一预设值时，将第一用电参数无线广播发送至每个分支器2，以使每个分支器2根据第一用电参数和分支器2所采集相应电压线的第二用电参数计算相应电压线的用电信息。
具体地，在采集了预设个周波信号中的第一用电参数之后，则集支器1将第一用电参数发送至每个分支器2，而在集支器1采集第一用电参数的过程中，分支器2也可以采集相应三相分支线的电压线上的第二用电参数，具体可以为电流信号采样值，然后分支器2在接收到第一用电参数之后，则可以根据该第一用电参数和第二用电参数计算该分支器2相应电压线的用电信息。示例性地，电压线的用电信息包括电流有效值、功率值、电能量值等。
S40，获取每相电压线的用电信息。
具体地，分支器2在计算得到每相电压的用电信息之后，则可以通过第二无线通信模块发送给集支器1，以使集支器1能够通过第一无线通信模块获取到供电分支中每相电压线的用电信息，再将该用电信息发送到第一MCU模块中进行处理。
S50，根据每相电压线的用电信息计算每组三相分支线的用电信息。
具体地，集支器1在接收到每相电压线的用电信息之后，由于本实施例中每组三相分支线是由三相电压线组成的，所以对于一组三相分支线而言，可以根据其中所包括的三相电压线所对应的用电信息计算得到每组三相分支线的用电信息。
S60，将每组三相分支线的用电信息发送至配电主站。
具体地，集支器1在计算得到每组三相分支线的用电信息之后，则可以通过远程通信模块将各组三相分支线的用电信息发送至配电主站，从而完成配电主站对各组三相分支线的获取，以使配电主站能够根据各组三相分支线的用电信息进行电能分配操作等。
在本发明的一些实施例中，在该实施例中，对集支器1和分支器2的时钟进行同步设置，能够保证用电信息测量的准确度。举例而言，当集支器1和分支器2的时钟相差5us时，那么同相位的电压波形和电流波形采样值的角度差就不是零而是相差5/20000*360 =0.09度，在60度的电能量计量检测点中，功率因数相对误差是cos（60.09）/cos（60）=0.99727，大约有0.3%的误差，导致有功电能量的误差也有0.3%误差，而0.5级计量表的误差要求是0.5%，考虑到采样误差等其他误差因素，集支器1和分支器2两者的时钟误差应尽量小于3微秒。如果使所有的分支器2时钟和集支器1的走时速度基本一致、且同时启动采集，那么就能保证集支器1的电压采样值和分支器2的电流采样值的时标差值小于3微秒。
当集支器1中的第一MCU模块准备好发送数据包，启动LoRa芯片SX1280发送后，数据包经过如下部件：集支器1的编码电路、模拟调制电路、天线、空间、分支器2的天线、解调电路和解码电路。相同数据包从分支器2传递到集支器1的过程中经历部件是类似的，但是相同的数据包在两个方向上经历的时间是不一样的，理由如下：第一，无线电波在两个方向上经历的空间路径是不一样的，经历的时间就不一样；第二，在两个方向经历调制、解调、编码和解码的时间也不应一样，这是由于LoRa芯片SX1280的器件差异、晶体差异性导致的，即使集支器1和分支器2使用相同型号的晶体，由于晶体振荡频率初始值的差异、老化曲线的差异等，都将导致其振荡频率不同，内部各模块的驱动时钟频率也不一样，计时时钟的走时速度也不一样，但是在一段时间内集支器1和分支器2的时间差基本是固定的，例如三个小时内、五个小时内等。
为了使所有的分支器2的时钟都同步于集支器1的时钟，需要测量“时钟同步帧”从集支器1发送的时刻到分支器2接收到的时刻之间所经过的时间、时钟走时速度的差异等信息，具体步骤如下：
如图5所示，向每个分支器2发送时钟同步指令，以使每个分支器2的时钟与集支器1的时钟同步，包括以下步骤：
S301，记录集支器1的第一时钟值，并向分支器2发送第一时钟同步帧，第一时钟同步帧包括分支器2的通信地址。
具体地，参见图6，假设集支器1的时钟是准确的，分支器2的时钟相对于集支器1的时钟较慢，图中将第一时钟同步帧标记为X1，该第一时钟同步帧的内容可以为ADDR、0x55、0x55、0x55、0x55、0x55，其中，ADDR为分支器2的通信地址，为两字节。更具体地，集支器1在记录当前的时钟值，即第一时钟值之后，则向分支器2发送第一时钟同步帧X1。其中，第一时钟值为Ta1，并且，在记录第一时钟值Ta1之后，还可以进行延时操作，如延时1秒之后再发送第一时钟同步帧X1。需要说明的是，本实施例中进行延时的作用是为了减少后续的计算误差，尽量保留所有微秒级数值，以提高计算结果。
S302，在分支器2接收到第一时钟同步帧时，记录分支器2的第一时钟值，并通过分支器2向集支器1发送应答数据帧。
具体地，被地址寻址到的分支器2在接收到第一时钟同步帧X1之后，则记录分支器2的第一时钟值Tb1，并对集支器1发送应答数据帧X1’，当然，分支器2在接收到第一时钟同步帧X1并记录当前分支器2的第一时钟值Tb1之后，也可以延时1秒，之后再向集支器1发送应答数据帧X1’。本示例中在发送应答数据帧X1’之后，还可以标记集支器1在标记第一时钟值Ta1之后到分支器2接收到第一时钟同步帧X1之间的时间为t1。
S303，在集支器1接收到应答数据帧时，记录集支器1的第二时钟值，并向分支器2发送确认数据帧，以及根据集支器1的第一时钟值和集支器1的第二时钟值计算第一差值。
具体地，集支器1在接收到分支器2发送的应答数据帧X1’之后，则可以记录集支器1当前的时钟值，即记录集支器1的第二时钟值Ta2，并在集支器1的第二时钟值Ta2记录完成之后，向分支器2发送确认数据帧X1’’。需要说明的是，在确定集支器1的第一时钟值Ta1和第二时钟值Ta2之后，还可以标记第一差值ta21，具体可以根据该公式计算第一差值：ta21=Ta2-Ta1，其中，ta21表示第一差值，Ta2表示集支器1的第二时钟值，Ta1表示集支器1的第一时钟值。本示例中还可以标记分支器2从接收到第一时钟同步帧X1时到集支器1接收到应答数据帧X1’之间的时间为t2，由于分支器2的时钟相对于集支器1的时钟比较慢，所以t2大于t1，所以可以设置t2=t1+te，其中，te是由于集支器1和分支器2的时钟走时速度不一样导致的差值，则ta21=t1+t2=2t1+te。
S304，分支器2接收到确认数据帧时，记录分支器2的第二时钟值，并通过分支器2并向集支器1发送第二时钟同步帧，以及根据分支器2的第一时钟值和分支器2的第二时钟值计算第二差值，第二时钟同步帧包括第二差值。
具体地，分支器2在接收到集支器1发送的确认数据帧X1’’之后，则可以记录分支器2的第二时钟值Tb2，并且还可以向集支器1发送第二时钟同步帧X2，该第二时钟同步帧X2的内容可以为ADRR、0xAA、0xAA、0xAA、0xAA、tb21，其中，ADRR可以为集支器1的通信地址，tb21为根据分支器2的第一时钟值Tb1和第二时钟值Tb2计算得到的第二差值，具体根据该公式计算第二差值：tb21=Tb2-Tb1，其中，tb21表示第二差值，Tb2表示分支器2的第二时钟值，Tb1表示分支器2的第一时钟值。对于集支器1接收到应答数据帧X1’到分支器2接收到确认数据帧X1’’之间的时间，分支器2的时钟计数为t1-te，因此第二差值tb21=t1+t1-te，分支器2时钟计时值从Tb2到Tb3时，因为计时较慢，因此修正后的时钟值应增加（1+te/（t1-te））倍。参见图6再次说明，其中，集支器1时钟走一圈的时间设为t1，而集支器1和分支器2之间的误差为te，那么在集支器1走完一圈的时间里，分支器2并没有走一圈，而是走了t1-te时间，所以可以分支器2应该走的时钟值为原时钟值乘以（1+te/（t1-te））。
S305，在集支器1接收到第二时钟同步帧时，向分支器2发送第三时钟同步帧，第三时钟同步帧包括第一差值和集支器1的第二时钟值信息。
具体地，在集支器1接收到第二时钟同步帧X2的时候，则集支器1可以向分支器2发送第三时钟同步帧X3，该第三时钟同步帧X3包括有第一差值ta21和集支器1的第二时钟值Ta2信息，具体第三时钟同步帧X3的内容可以为ADDR、0xA5、0xA5、0xA5、0xA5、ta21、Ta2，其中，ta21表示第一差值，Ta2表示集支器1的第二时钟值。
S306，在分支器2接收到第三时钟同步帧时，记录分支器2的第三时钟值。
具体地，分支器2在接收到第三时钟同步帧X3之后，则记录当前的时钟为Tb3，即分支器2的第三时钟值为Tb3，根据上述记述的时钟值，计算得到t1=（ta21+tb21）/4，te=ta21-2×t1。
S307，根据集支器1的第二时钟值、第一差值、第二差值、分支器2的第三时钟值、分支器2的第二时钟值计算分支器2的时钟同步值。
具体地，在标记完集支器1的第二时钟值Ta2、第一差值ta21、第二差值tb21、分支器2的第三时钟值Tb3、分支器2的第二时钟值Tb2之后，则可以计算得到分支器2的时钟同步值，具体根据以下公式计算分支器2的时钟同步值，T=Ta2+（ta21+tb21）/4+（Tb3-Tb2）×（1+（2ta21-2tb21）/（3tb21-ta21）），其中，T表示分支器2的时钟同步值，Ta2表示集支器1的第二时钟值，ta21表示第一差值，tb21表示第二差值，Tb3表示分支器2的第三时钟值，Tb2表示分支器2的第二时钟值。需要说明的是，上述公式中（ta21+tb21）/4等于t1，（2ta21-2tb21）/（3tb21-ta21）等于te/（t1-te），本实施例中为了方面阅读对其进行换算为通过上述步骤中所标记的相应时钟值。
S308，根据时钟同步值对分支器2进行时钟同步设置。
具体地，在计算得到分支器2的时钟同步值之后，则可以根据该时钟同步值对相应的分支器2的时钟进行设置，可以理解的是，经过时钟同步设置的分支器2，其时钟值则跟集支器1处于同时状态。另外需要说明的是，上述示例表示的是分支器2的时钟慢于集支器1的时钟的情况，在分支器2的时钟快于集支器1的时钟的情况，则时钟te可以为负值，并且，本实施例在同步完一个分支器2之后，可以再同步其他分支器2，当然，如果集支器1具有多线程处理的功能，也可以同时对多个分支器2进行同步设置。
在该实施例中，在根据时钟同步值对分支器2进行时钟同步设置之后，方法还包括：S701，根据第一差值和第二差值计算分支器2的同步计时误差时钟值。S702，根据同步计时误差时钟值对分支器2进行同步校正，以使分支器2与集支器1同步计时，即两个时钟走时速度相同。
具体地，在完成对分支器2的时钟同步设置之后，还需要进一步保证集支器1和分支器2计时的同步，在上述的示例中，由于分支器2时钟走得比较慢，计时完成当前的时钟值同步设置，如果不对其进行计时同步的话，也会导致累计误差，为了消除该误差，本实施例进一步计算了同步计时误差时钟值，具体可以根据第一差值和第二差值计算分支器2的同步计时误差时钟值n，公式为n=[（3tb21-ta21）/（2ta21-2tb21）]×1000000，需要说明的是，（3tb21-ta21）/（2ta21-2tb21）也可以表示为（t1-te）/te，其中，同步计时误差时钟值n取正整数，具体用于表示分支器2时钟每走n微秒相比集支器1就慢了1微秒，所以可以增加1微秒，以保证集支器1和分支器2的时钟能够实现同步计数。该实施例中，当n表示分支器2时钟每走n微秒相比集支器1就快1微秒的情况下，则可以设置时钟值te为负值，即每隔n微秒分支器2就减少1微秒。
在本发明的一个实施例中，如图8所示，采集三相母线在预设个周波电压信号中的第一用电参数，包括以下步骤：S801，按照预设采样点数采集三相母线中每相母线的电压采样值。S802，对电压采样值进行排序压缩以确定三相母线的第一用电参数。
具体地，集支器1可以连续同时同步地对三相母线中的三相交流电压信号进行采样，具体可以在每个工频周波形（即周波电压信号）中采样128个采样点，即每个工频周波形可以被均匀采样128个点，共128个采样值，每个采样值为2字节，集支器1在采样过程中可以边采样边缓存，当连续采样了10个周期波形时，则把缓存区中的采样值重新排序和压缩以得到三相母线的第一用电参数，在10个周期波形中，三相母线共采样的采样值有128×10×3=3840个采样值，按照时间顺序把采样值进行编号，其中，A相采样缓冲区内采样值依次是，第1个波形的第1个采样值VA1_1、第1个波形的第2个采样值VA1_2、…、第10个波形的第1个采样值VA10_1、…、第10 个波形的第128个采样值VA10_128，类似地，B相采样缓冲的采样值依次是VB1_1、…、VB1_128、…、VB10_1、…、VB10_128，C相同理，在此不进行赘述。可选地，该第一用电参数可以用于计算三相母线的电压有效值。
另外需要说明的是，集支器1在对采样值进行压缩时，可以使用开源软件包miniLZO，该开源软件包是采用C语言编写的无损压缩软件库，适用嵌入式系统，基本原理是在压缩过程中分析当前字节串是否已经经过处理，如果处理过则采用重复长度和指回距离代替当前的重复字符串。
在该实施例中，如图9所示，对电压采样值进行排序压缩以确定三相母线的第一用电参数，包括：
S901，以三相母线中第一相母线的电压采样值为基准对第二相母线和第三相母线的电压采样值进行移相，以使第一相母线、第二相母线和第三相母线的电压采样值相位相同。
具体地，如图10所示，本实施例中的第一相母线为A相，第二相母线为B相，第三相母线为C相，本实施例中的A相保持不变，对于B相采样值缓冲区中每个波形的128个采样值，环形向左移位43次，B相第1个波形的采样值被移位后的顺序是：VB1_44、VB1_45、…、VB1_128、VB1_1、VB1_2、…、VB1_43，类似波形向左移动120度；对于C相的每个波形的128个采样值，循环形向左移位85个次，C相第1个波形的采样值被移位后的顺序是：VC1_86、VC1_87、…、VC1_128、VC1_1、VC1_2、…、VC1_85，类似波形向左移动240度。
S902，将第一相母线、第二相母线和第三相母线的电压采样值中的负值进行取反。
具体地，在完成移相之后，第一相母线、第二相母线和第三相母线的波形图均为正弦波，本示例还将三相母线的波形中的负值进行取反，因此，每相母线的波形中就有64个值是相近的，即第1个和第65个的值相近，取反后的电压采样值波形图具体如图11所示，其中，图11所示的是一相电压在一个周期波形中的取反示意图。
S903，将每相母线中相差预设相位的电压采样值进行组合排序。
S904，将经过组合排序的电压采样值进行压缩以确定三相母线的第一用电参数。
具体地，在电压采样值经过移相取反之后，则需要进一步对其进行排序，以方便后续对其进行压缩传输，更具体地，在重新排序的过程中，集支器1可以进一步启用一个广播缓冲区，该广播缓冲区可容纳3840个采样值，从上述缓冲区中可以按相别、按波形顺序、按缓冲区位置进行区分，每隔64个采样值取出放置到广播缓冲区中，即每隔180度相位、半个周波。举例而言，第1组的20个值如表1所示：
表1
第2组的20个值如表2所示：
表2
第3组的20个值如表3所示：
表3
第4组的20个值如表4所示：
表4
第5组的20个值如表5所示：
表5
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第6组的20个值如表6所示：
表6
上述表1-表6仅仅表示三相电压线中的两组采样值，按照上述方式一共有64×3个表格，刚好填充满整个广播缓冲区，并在完成填充之后将其发送给压缩模块进行压缩操作。在正常供电过程中，三相母线的电压向量基本是对称的、平衡的和平稳的，通过上述方式进行组合排序之后，在广播缓冲区中，每连续2×10×3个值都十分接近，有利于发挥压缩算法包miniLZO的计算特性。在广播缓冲区中共有3840×2=7680个字节，经过压缩之后平均字节数缩减为768个字节，压缩比为10左右，如果无线通信速度为200kbps，则传输压缩包耗时大约30毫秒。
在本发明的一些实施例中，如图12所示，将第一用电参数发送至每个分支器2，包括：S1201，每隔预设时间向每个分支器2发送第一用电参数，并将按照发送顺序对第一用电参数进行递增标记序号。S1202，在第一用电参数的标记序号达到第二预设值时，重新对下一个第一用电参数进行标记。
具体地，本实施例中的集支器1和分支器2在启动之后，首先设置LoRa芯片SX1280的参数，具体可以将芯片的通信带宽设置为1525kHz，从而确定无线通信速率为约200kbps。集支器1每采样10个周波电压信号之后广播1次电压波形采样值压缩包，即每采样10个周期电压信号之后便向所有的分支器2发送1次第一用电参数。更具体地，集支器1每次广播信息的间隔为200毫秒左右，且每个压缩包可以携带一个递增序号。在200毫秒中，可以将前100毫秒用于广播压缩包，后100毫秒用于各分支器2向集支器1发送电压线的用电信息，具体可以将这100毫秒划分为10个时段，每个时段占10毫秒。如此，每5个10周波就有50个时段用于分支器2发送数据用。本实施例中设置每5个压缩包之后分支器2发送一次数据，以使每1秒完成一次数据采集，当然，在其他的实施例中，也可以每10个或其他个数，本实施例不对第二预设值进行具体限定，同理也不对预设时间进行具体限定。
在该实施例中，获取每相电压线的用电信息，包括：在第一用电参数的标记序号达到第二预设值时，获取每相电压线的用电信息，其中，电压线的用电信息包括分支器2的通信地址、电压线的电流有效值、电压线的谐波值、电压线的有功率值、电压线的功率因数和电压线的电能量值。
具体地，在第一用电参数的标记序号达到第二预设值，如达到5的时候，则表示当前已经完成了5个10周波的数据处理，那么集支器1可以获取每相电压线的用电信息。其中，电压线的用电信息可以包括分支器2的通信地址（2字节）、电压线的电流有效值（4字节）、电压线的谐波值（2字节）、电压线的有功率值（4字节）、电压线的功率因数（4字节）和电压线的电能量值（1字节），一共17个字节的数据，在200kbps通信速率中大约耗时0.7毫秒。
综上，本发明实施例中供电系统的用电信息测量方法能够提高用电信息的测量值准确度和测量值一致性，以及时标一致性，并且集支器1和分支器分别安装于不同物理位置，并采用无线通信交互数据，进而能够简化信息测量线路，降低用电信息测量过程中的安装费和维护费，极大提高用户体验。
进一步地，本发明提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有供电系统100的用电信息测量程序，供电系统100的用电信息测量程序被处理器执行时实现根据上述实施例中的供电系统100的用电信息测量方法。
本发明实施例中的计算机可读存储介质，通过处理器执行存储在其上的供电系统的用电信息测量程序，能够提高用电信息的测量值准确度和测量值一致性，以及时标一致性，并且集支器1和分支器2分别安装于不同物理位置，并采用无线通信交互数据，进而能够简化信息测量线路，降低用电信息测量过程中的安装费和维护费，极大提高用户体验。
图13是本发明另一个实施例中供电系统100的结构框图。
进一步地，如图13所示，本发明提出了一种供电系统100，该供电系统100包括存储器101、处理器102及存储在存储器101上并可在处理器102上运行的供电系统100的用电信息测量程序，处理器102执行供电系统100的用电信息测量程序时，实现根据上述实施例中的供电系统100的用电信息测量方法。
本发明实施例中的供电系统100包括存储器和处理器，处理器执行存储在存储器上的供电系统100的用电信息测量程序，能够提高用电信息的测量值准确度和测量值一致性，以及时标一致性，并且集支器1和分支器2分别安装于不同物理位置，并采用无线通信交互数据，进而能够简化信息测量线路，降低用电信息测量过程中的安装费和维护费，极大提高用户体验。
图14是本发明实施例中供电系统的用电信息测量装置结构框图。
进一步地，如图14所示，本发明提出了一种供电系统100的用电信息测量装置200，其中，参见图1，供电系统100包括三相母线和至少一组三相分支线，用电信息测量置200包括集支器1和至少一个分支器2，三相母线与集支器1连接，每组三相分支线中的每相电压线均设有一个分支器2，集支器1与分支器2无线通信连接，集支器1用于：向每个分支器2发送时钟同步指令，以使每个分支器2的时钟与集支器1的时钟同步；采集三相母线在预设个周波电压信号中的第一用电参数；在周波电压信号的数量为第一预设值时，将第一用电参数无线广播发送至每个分支器2，以使每个分支器2根据第一用电参数和分支器2所采集相应电压线的第二用电参数计算相应电压线的用电信息；获取每相电压线的用电信息；根据每相电压线的用电信息计算每组三相分支线的用电信息；将每组三相分支线的用电信息发送至配电主站。
在本发明的一些实施例中，在向每个分支器2发送时钟信息之前，集支器1还用于：获取每个分支器2的通信地址。
在本发明的一些实施例中，集支器1用于：记录集支器1的第一时钟值，并向分支器2发送第一时钟同步帧，第一时钟同步帧包括分支器2的通信地址；在分支器2接收到第一时钟同步帧时，记录分支器2的第一时钟值，并通过分支器2向集支器1发送应答数据帧；在集支器1接收到应答数据帧时，记录集支器1的第二时钟值，并向分支器2发送确认数据帧，以及根据集支器1的第一时钟值和集支器1的第二时钟值计算第一差值；分支器2接收到确认数据帧时，记录分支器2的第二时钟值，并通过分支器2并向集支器1发送第二时钟同步帧，以及根据分支器2的第一时钟值和分支器2的第二时钟值计算第二差值，第二时钟同步帧包括第二差值；在集支器1接收到第二时钟同步帧时，向分支器2发送第三时钟同步帧，第三时钟同步帧包括第一差值和集支器1的第二时钟值信息；在分支器2接收到第三时钟同步帧时，记录分支器2的第三时钟值；根据集支器1的第二时钟值、第一差值、第二差值、分支器2的第三时钟值、分支器2的第二时钟值计算分支器2的时钟同步值；根据时钟同步值对分支器2进行时钟同步设置。
在本发明的一些实施例中，根据以下公式计算第一差值，ta21=Ta2-Ta1，其中，ta21表示第一差值，Ta2表示集支器1的第二时钟值，Ta1表示集支器1的第一时钟值。在本发明的一些实施例中，根据以下公式计算第二差值，tb21=Tb2-Tb1，其中，tb21表示第二差值，Tb2表示分支器2的第二时钟值，Tb1表示分支器2的第一时钟值。在本发明的一些实施例中，根据以下公式计算分支器2的时钟同步值，T=Ta2+（ta21+tb21）/4+（Tb3-Tb2）×（1+（2×ta21-2tb21）/（3×tb21-ta21）），其中，T表示分支器2的时钟同步值，Ta2表示集支器1的第二时钟值，ta21表示第一差值，tb21表示第二差值，Tb3表示分支器2的第三时钟值，Tb2表示分支器2的第二时钟值。
在本发明的一些实施例中，在根据时钟同步值对分支器2进行时钟同步设置之后，集支器1还用于：根据第一差值和第二差值计算分支器2的同步计时误差时钟值；根据同步计时误差时钟值对分支器2进行同步校正，以使分支器2与集支器1同步计时。
在本发明的一些实施例中，集支器1用于：按照预设采样点数采集三相母线中每相母线的电压采样值；对电压采样值进行排序压缩以确定三相母线的第一用电参数。
在本发明的一些实施例中，集支器1用于：以三相母线中第一相母线的电压采样值为基准对第二相母线和第三相母线的电压采样值进行移相，以使第一相母线、第二相母线和第三相母线的电压采样值相位相同；将第一相母线、第二相母线和第三相母线的电压采样值中的负值进行取反；将每相母线中相差预设相位的电压采样值进行组合排序；将经过组合排序的电压采样值进行压缩以确定三相母线的第一用电参数。
在本发明的一些实施例中，集支器1用于：每隔预设时间向每个分支器2广播发送第一用电参数，并将按照发送顺序对第一用电参数进行递增标记序号；在第一用电参数的标记序号达到第二预设值时，重新对下一个第一用电参数进行标记。
在本发明的一些实施例中，集支器1用于：在第一用电参数的标记序号达到第二预设值时，获取每相电压线的用电信息，其中，电压线的用电信息包括分支器2的通信地址、电压线的电流有效值、电压线的谐波值、电压线的有功率值、电压线的功率因数和电压线的电能量值。
在本发明的一些实施例中，集支器1包括接线端子、电源模块、电压信号耦合模块、第一ADC模块、第一无线通信模块、第一MCU模块和远程通信模块，其中，集支器1通过接线端子与三相母线连接、通过无线通信模块与分支器2通信连接以及通过远程通信模块与配电主站连接。
在本发明的一些实施例中，分支器2包括信号耦合磁能耦合装置、取电模块、第二ADC模块、第二无线通信模块和第二MCU模块，其中，分支器2通过信号耦合磁能耦合模块与电压线连接以及通过第二无线通信模块与集支器1连接。
需要说明的是，本发明实施例中供电系统的用电信息测量装置的具体实施方式，可以参见上述实施例中供电系统的用电信息测量方法的具体实施方式，在此不再赘述。
综上，本发明实施例中供电系统的用电信息测量装置能够提高用电信息的测量值准确度和测量值一致性、以及时标一致性，并且集支器和分支器分别安装于不同物理位置、采用无线通信交互数据，能够避免联接导线、提高设备的安装灵活度，降低用电信息测量过程中的安装费和维护费，极大提高用户体验。
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，本发明实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本发明实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本发明的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。
在本发明中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (22)

1.一种供电系统的用电信息测量方法，其特征在于，所述供电系统包括三相母线和至少一组三相分支线，所述三相母线与集支器连接，每组所述三相分支线中的每相电压线均设有一个分支器，所述集支器与所述分支器无线通信连接，所述方法包括：
向每个所述分支器发送时钟同步指令，以使每个所述分支器的时钟与所述集支器的时钟同步；
采集所述三相母线在预设个周波电压信号中的第一用电参数；
在所述周波电压信号的数量为第一预设值时，将所述第一用电参数无线广播发送至每个所述分支器，以使每个所述分支器根据所述第一用电参数和所述分支器所采集相应电压线的第二用电参数计算相应电压线的用电信息；
获取每相所述电压线的用电信息；
根据每相所述电压线的用电信息计算每组所述三相分支线的用电信息；
将每组所述三相分支线的用电信息发送至配电主站；
其中，所述采集所述三相母线在预设个周波电压信号中的第一用电参数，包括：
按照预设采样点数采集所述三相母线中每相母线的电压采样值；
以所述三相母线中第一相母线的电压采样值为基准对第二相母线和第三相母线的电压采样值进行移相，以使所述第一相母线、所述第二相母线和所述第三相母线的电压采样值相位相同；
将所述第一相母线、所述第二相母线和所述第三相母线的电压采样值中的负值进行取反；
将每相母线中相差预设相位的电压采样值进行组合排序；
将经过组合排序的所述电压采样值进行压缩以确定所述三相母线的第一用电参数。
2.根据权利要求1所述的供电系统的用电信息测量方法，其特征在于，在向每个所述分支器发送时钟信息之前，所述方法还包括：获取每个所述分支器的通信地址。
3.根据权利要求2所述的供电系统的用电信息测量方法，其特征在于，所述向每个所述分支器发送时钟同步指令，以使每个所述分支器的时钟与所述集支器的时钟同步，包括：
记录所述集支器的第一时钟值，并向所述分支器发送第一时钟同步帧，所述第一时钟同步帧包括所述分支器的通信地址；
在所述分支器接收到所述第一时钟同步帧时，记录所述分支器的第一时钟值，并通过所述分支器向所述集支器发送应答数据帧；
在所述集支器接收到所述应答数据帧时，记录所述集支器的第二时钟值，并向所述分支器发送确认数据帧，以及根据所述集支器的第一时钟值和所述集支器的第二时钟值计算第一差值；
所述分支器接收到所述确认数据帧时，记录所述分支器的第二时钟值，并通过所述分支器并向所述集支器发送第二时钟同步帧，以及根据所述分支器的第一时钟值和所述分支器的第二时钟值计算第二差值，所述第二时钟同步帧包括所述第二差值；
在所述集支器接收到所述第二时钟同步帧时，向所述分支器发送第三时钟同步帧，所述第三时钟同步帧包括所述第一差值和所述集支器的第二时钟值信息；
在所述分支器接收到所述第三时钟同步帧时，记录所述分支器的第三时钟值；
根据所述集支器的第二时钟值、所述第一差值、所述第二差值、所述分支器的第三时钟值、所述分支器的第二时钟值计算所述分支器的时钟同步值；
根据所述时钟同步值对所述分支器进行时钟同步设置。
4.根据权利要求3所述的供电系统的用电信息测量方法，其特征在于，根据以下公式计算所述第一差值，
ta21=Ta2-Ta1
其中，ta21表示所述第一差值，Ta2表示所述集支器的第二时钟值，Ta1表示所述集支器的第一时钟值。
5.根据权利要求3所述的供电系统的用电信息测量方法，其特征在于，根据以下公式计算所述第二差值，
tb21=Tb2-Tb1
其中，tb21表示所述第二差值，Tb2表示所述分支器的第二时钟值，Tb1表示所述分支器的第一时钟值。
6.根据权利要求3所述的供电系统的用电信息测量方法，其特征在于，根据以下公式计算所述分支器的时钟同步值，
T=Ta2+（ta21+tb21）/4+（Tb3-Tb2）×（1+（2ta21-2tb21）/（3tb21-ta21））
其中，T表示所述分支器的时钟同步值，Ta2表示所述集支器的第二时钟值，ta21表示所述第一差值，tb21表示所述第二差值，Tb3表示所述分支器的第三时钟值，Tb2表示所述分支器的第二时钟值。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的供电系统的用电信息测量方法，其特征在于，在根据所述时钟同步值对所述分支器进行时钟同步设置之后，所述方法还包括：
根据所述第一差值和所述第二差值计算所述分支器的同步计时误差时钟值；
根据所述同步计时误差时钟值对所述分支器进行同步校正，以使所述分支器与所述集支器同步计时。
8.根据权利要求1所述的供电系统的用电信息测量方法，其特征在于，所述将所述第一用电参数发送至每个所述分支器，包括：
每隔预设时间向每个所述分支器广播发送所述第一用电参数，并将按照发送顺序对所述第一用电参数进行递增标记序号；
在所述第一用电参数的标记序号达到第二预设值时，重新对下一个所述第一用电参数进行标记。
9.根据权利要求8所述的供电系统的用电信息测量方法，其特征在于，所述获取每相所述电压线的用电信息，包括：
在所述第一用电参数的标记序号达到第二预设值时，获取每相所述电压线的用电信息，其中，所述电压线的用电信息包括所述分支器的通信地址、所述电压线的电流有效值、所述电压线的谐波值、所述电压线的有功率值、所述电压线的功率因数和所述电压线的电能量值。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有供电系统的用电信息测量程序，所述供电系统的用电信息测量程序被处理器执行时实现根据权利要求1-9中任一项所述的供电系统的用电信息测量方法。
11.一种供电系统，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的供电系统的用电信息测量程序，所述处理器执行所述供电系统的用电信息测量程序时，实现根据权利要求1-9中任一项所述的供电系统的用电信息测量方法。
12.一种供电系统的用电信息测量装置，其特征在于，所述供电系统包括三相母线和至少一组三相分支线，所述用电信息测量装置包括集支器和至少一个分支器，所述三相母线与所述集支器连接，每组所述三相分支线中的每相电压线均设有一个所述分支器，所述集支器与所述分支器无线通信连接，所述集支器用于：
向每个所述分支器发送时钟同步指令，以使每个所述分支器的时钟与所述集支器的时钟同步；采集所述三相母线在预设个周波电压信号中的第一用电参数；在所述周波电压信号的数量为第一预设值时，将所述第一用电参数无线广播发送至每个所述分支器，以使每个所述分支器根据所述第一用电参数和所述分支器所采集相应电压线的第二用电参数计算相应电压线的用电信息；获取每相所述电压线的用电信息；根据每相所述电压线的用电信息计算每组所述三相分支线的用电信息；将每组所述三相分支线的用电信息发送至配电主站；
所述集支器具体用于：按照预设采样点数采集所述三相母线中每相母线的电压采样值；以所述三相母线中第一相母线的电压采样值为基准对第二相母线和第三相母线的电压采样值进行移相，以使所述第一相母线、所述第二相母线和所述第三相母线的电压采样值相位相同；将所述第一相母线、所述第二相母线和所述第三相母线的电压采样值中的负值进行取反；将每相母线中相差预设相位的电压采样值进行组合排序；将经过组合排序的所述电压采样值进行压缩以确定所述三相母线的第一用电参数。
13.根据权利要求12所述的供电系统的用电信息测量装置，其特征在于，在向每个所述分支器发送时钟信息之前，所述集支器还用于：获取每个所述分支器的通信地址。
14.根据权利要求13所述的供电系统的用电信息测量装置，其特征在于，所述集支器用于：
记录所述集支器的第一时钟值，并向所述分支器发送第一时钟同步帧，所述第一时钟同步帧包括所述分支器的通信地址；在所述分支器接收到所述第一时钟同步帧时，记录所述分支器的第一时钟值，并通过所述分支器向所述集支器发送应答数据帧；在所述集支器接收到所述应答数据帧时，记录所述集支器的第二时钟值，并向所述分支器发送确认数据帧，以及根据所述集支器的第一时钟值和所述集支器的第二时钟值计算第一差值；接收所述分支器发送的第二时钟同步帧，以及根据所述分支器的第一时钟值和所述分支器在接收到所述确认数据帧时记录的第二时钟值计算第二差值，所述第二时钟同步帧包括所述第二差值；在所述集支器接收到所述第二时钟同步帧时，向所述分支器发送第三时钟同步帧，所述第三时钟同步帧包括所述第一差值和所述集支器的第二时钟值信息；根据所述集支器的第二时钟值、所述第一差值、所述第二差值、所述分支器在接收到所述第三时钟同步帧时记录的第三时钟值、所述分支器的第二时钟值计算所述分支器的时钟同步值；根据所述时钟同步值对所述分支器进行时钟同步设置。
15.根据权利要求14所述的供电系统的用电信息测量装置，其特征在于，根据以下公式计算所述第一差值，
ta21=Ta2-Ta1
其中，ta21表示所述第一差值，Ta2表示所述集支器的第二时钟值，Ta1表示所述集支器的第一时钟值。
16.根据权利要求14所述的用电信息测量装置，其特征在于，根据以下公式计算所述第二差值，
tb21=Tb2-Tb1
其中，tb21表示所述第二差值，Tb2表示所述分支器的第二时钟值，Tb1表示所述分支器的第一时钟值。
17.根据权利要求14所述的供电系统的用电信息测量装置，其特征在于，根据以下公式计算所述分支器的时钟同步值，
T=Ta2+（ta21+tb21）/4+（Tb3-Tb2）×（1+（2ta21-2tb21）/（3tb21-ta21））
其中，T表示所述分支器的时钟同步值，Ta2表示所述集支器的第二时钟值，ta21表示所述第一差值，tb21表示所述第二差值，Tb3表示所述分支器的第三时钟值，Tb2表示所述分支器的第二时钟值。
18.根据权利要求14-17中任一项所述的供电系统的用电信息测量装置，其特征在于，在根据所述时钟同步值对所述分支器进行时钟同步设置之后，所述集支器还用于：
根据所述第一差值和所述第二差值计算所述分支器的同步计时误差时钟值；根据所述同步计时误差时钟值对所述分支器进行同步校正，以使所述分支器与所述集支器同步计时。
19.根据权利要求12所述的供电系统的用电信息测量装置，其特征在于，所述集支器用于：
每隔预设时间向每个所述分支器广播发送所述第一用电参数，并将按照发送顺序对所述第一用电参数进行递增标记序号；在所述第一用电参数的标记序号达到第二预设值时，重新对下一个所述第一用电参数进行标记。
20.根据权利要求19所述的供电系统的用电信息测量装置，其特征在于，所述集支器用于：
在所述第一用电参数的标记序号达到第二预设值时，获取每相所述电压线的用电信息，其中，所述电压线的用电信息包括所述分支器的通信地址、所述电压线的电流有效值、所述电压线的谐波值、所述电压线的有功率值、所述电压线的功率因数和所述电压线的电能量值。
21.根据权利要求12所述的供电系统的用电信息测量装置，其特征在于，所述集支器包括接线端子、电源模块、电压信号耦合模块、第一ADC模块、第一无线通信模块、第一MCU模块和远程通信模块，其中，所述集支器通过所述接线端子与所述三相母线连接、通过所述无线通信模块与所述分支器通信连接以及通过所述远程通信模块与所述配电主站连接。
22.根据权利要求12所述的供电系统的用电信息测量装置，其特征在于，所述分支器包括信号耦合磁能耦合装置、取电模块、第二ADC模块、第二无线通信模块和第二MCU模块，其中，所述分支器通过所述信号耦合磁能耦合模块与所述电压线连接以及通过所述第二无线通信模块与所述集支器连接。
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