CN116520019B - 一种智能电能计量装置以及电路拓扑识别的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能电能计量装置以及电路拓扑识别的方法，其中装置包括：进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，各出线开关模块测量预设时间期间内的表后电量；主管理模块用于辨识电路拓扑关系，包括：按预先设置的编号选择出线开关模块，计算选择出的出线开关模块的表后电量与各计量模块的计量电量之间的差值的绝对值，基于差值的绝对值建立差值集合；将差值集合中的最小数值对应的计量模块确定为与出线开关模块物理连接；按设置编号依次确定每一计量模块与出线开关模块物理连接；基于每一计量模块与对应的出线开关模块的物理连接关系，识别电路拓扑关系。
Description
技术领域
本发明涉及电力营销数字化技术领域 ，更具体地，涉及一种智能电能计量装置以及电路拓扑识别的方法。
背景技术
伴随着新型电力系统的大力建设，居民客户的用能方式也在逐渐发生着深刻的变化，这对于公司供电服务的保障水平提出了更高的要求。通过实现计量箱内设备运行状态、台区关键状态参量的实时监测，进而提高设备精益管理水平、业务支撑水平已成为趋势。然而目前对于箱内设备状态监测不足，设备之间拓扑关系不清、运行状况不明，内部设备未开展协同管理和安全监测，运维效率低下，难以满足日益增长的对电能计量设备的集约化发展与精细化管理的要求。
现有技术的电能计量装置主要包括如下硬件：一个物联传感模块，一个振动传感模块、一个烟雾传感模块、一个温湿度传感模块。然而，现有技术方案的电能计量装置的功能冗余，现有方案的管理、通讯功能冗余严重，对于不同的配件，如智能锁具等，均需额外配套相应的网关、管理功能，造成了严重的冗余；现有技术的扩展性差，由于现场的需求在不断发展，现有方案在扩展性上较差，不能充分考虑新模块、新功能的上线，无法满足基层各种各样的运维需求；现有技术方案的成本较高。功能冗余带来硬件上的投资，拉高设备成本。
因此，需要一种技术，以实现智能电能计量。
发明内容
本发明技术方案提供一种智能电能计量装置以及电路拓扑识别的方法，以解决智能电能计量以及对电路拓扑进行识别的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种智能电能计量装置，所述装置包括：进线开关模块、多个计量模块、多个出线开关模块、主管理模块；
进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，各出线开关模块测量预设时间期间内的表后电量；所述主管理模块采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；
所述主管理模块用于辨识电路拓扑关系，包括：按预先设置的编号选择出线开关模块，计算选择出的出线开关模块的表后电量与各计量模块的计量电量之间的差值的绝对值，基于差值的绝对值建立差值集合；将所述差值集合中的最小数值对应的计量模块确定为与所述出线开关模块物理连接；按设置编号依次确定每一计量模块与出线开关模块的物理连接；基于每一计量模块与对应的出线开关模块的物理连接关系，识别电路拓扑关系。
优选地，所述主管理模块还用于基于预设时间期间内的三相电量监测所述进线开关模块三相电量的不平衡度，包括：
计算三相电量的不平衡度：
其中，e a、e b、e c分别为进线开关模块A相电量、B相电量以及C相电量，γ为三相电量的不平衡度；
当γ大于预设的不平衡度阈值时，确定进线开关模块的三相电量不平衡，对电路拓扑关系进行重组。
优选地，所述主管理模块还用于对电路拓扑关系进行重组，包括：
S1：将出线开关模块的表后电量进行求和均分，获得E abc；
S2：将出线开关模块的表后电量随机划分为预设数量的集合；
S3：分别计算每个集合中的表后电量和，基于所述表后电量和以及所述表后电量进行求和均分的结果E abc，计算表后电量偏差限；
S4：选择表后电量和最小数值对应的集合，建立最小值集合；将所述最小值集合中的元素按增序进行排列，建立最小队列集合；将所述最小队列集合中的元素，从最小数值起依次累加所述最小队列集合中的其余元素，基于元素累加值获取累加值集合；
S5:选择表后电量和最大数值对应的集合，建立最大值集合；将所述最大值集合中的元素依次与累加值集合中的元素进行相减，再与表后电量偏差限相减，选择差值的绝对值最小值；
S6:判断所述最大值集合中是否存在小于表后电量偏差限的元素，当所述最大值集合中不存在小于表后电量偏差限的元素时，则分别选择所述最大值集合和所述最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者
当所述最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值小于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择所述最大值集合和所述最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者
当所述最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值大于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择所述最大值集合中与出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值相对应的元素，并将所述元素加入到最小值集合中。
S7：重复步骤S3至S6，直至表后电量偏差限不再减少。
基于重新分组的集合，对电路拓扑关系进行重组。
优选地，所述进线开关模块，还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS-485协议；
各出线开关模块还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS-485协议。
优选地，还包括：取电模块，所述取电模块为所述装置提供直流弱电。
优选地，所述主管理模块通过RS485接口，对所述进线开关模块以及各出线开关模块进行控制，并通过RS485接口采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；
所述主管理模块支持至少2路遥信，通过遥信的端子实时布尔量信息的监测，所述布尔量信息包括灭火器状态、门禁状态；
所述主管理模块通过遥控端子，控制外接设备的通断。
优选地，所述装置还包括消防模块，用于基于所述进线开关模块以及多个出线开关模块测量出的端子温度进行消防联动。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种基于上述的智能电能计量装置，对电路拓扑识别的方法，所述方法包括：
通过进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，通过各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，通过各出线开关模块测量预设时间期间内的表后电量；
通过主管理模块采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；
通过所述主管理模块辨识电路拓扑关系，包括：按预先设置的编号选择出线开关模块，计算选择出的出线开关模块的表后电量与各计量模块的计量电量之间的差值的绝对值，基于差值的绝对值建立差值集合；将所述差值集合中的最小数值对应的计量模块确定为与所述出线开关模块物理连接；按设置编号依次确定每一计量模块与出线开关模块的物理连接；基于每一计量模块与对应的出线开关模块的物理连接关系，识别电路拓扑关系。
优选地，所述主管理模块还用于基于预设时间期间内的三相电量监测所述进线开关模块三相电量的不平衡度，包括：
计算三相电量的不平衡度：
其中，e a、e b、e c分别为进线开关模块A相电量、B相电量以及C相电量，γ为三相电量的不平衡度；
当γ大于预设的不平衡度阈值时，确定进线开关模块的三相电量不平衡，对电路拓扑关系进行重组。
优选地，通过所述主管理模块对电路拓扑关系进行重组，包括：
S1：将出线开关模块的表后电量进行求和均分，获得E abc；
S2：将出线开关模块的表后电量随机划分为预设数量的集合；
S3：分别计算每个集合中的表后电量和，基于所述表后电量和以及所述表后电量进行求和均分的结果E abc，计算表后电量偏差限；
S4：选择表后电量和最小数值对应的集合，建立最小值集合；将所述最小值集合中的元素按增序进行排列，建立最小队列集合；将所述最小队列集合中的元素，从最小数值起依次累加所述最小队列集合中的其余元素，基于元素累加值获取累加值集合；
S5:选择表后电量和最大数值对应的集合，建立最大值集合；将所述最大值集合中的元素依次与累加值集合中的元素进行相减，再与表后电量偏差限相减，选择差值的绝对值最小值；
S6:判断所述最大值集合中是否存在小于表后电量偏差限的元素，当所述最大值集合中不存在小于表后电量偏差限的元素时，则分别选择所述最大值集合和所述最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者
当所述最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值小于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择所述最大值集合和所述最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者
当所述最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值大于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择所述最大值集合中与出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值相对应的元素，并将所述元素加入到最小值集合中。
S7：重复步骤S3至S6，直至表后电量偏差限不再减少。
基于重新分组的集合，对电路拓扑关系进行重组。
优选地，通过所述进线开关模块测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS-485协议；
各出线开关模块还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS-485协议。
优选地，通过取电模块为所述装置提供直流弱电。
优选地，所述主管理模块通过RS485接口，对所述进线开关模块以及各出线开关模块进行控制，并通过RS485接口采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；
所述主管理模块支持至少2路遥信，通过遥信的端子实时布尔量信息的监测，所述布尔量信息包括灭火器状态、门禁状态；
所述主管理模块通过遥控端子，控制外接设备的通断。
优选地，通过消防模块基于所述进线开关模块以及多个出线开关模块测量出的端子温度进行消防联动。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行电路拓扑识别的方法。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器和存储器；其中，
所述存储器，用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现电路拓扑识别的方法。
本发明技术方案提供一种智能电能计量装置以及对电路拓扑识别的方法，其中装置包括：进线开关模块、多个计量模块、多个出线开关模块、主管理模块；进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，各出线开关模块测量预设时间期间内的表后电量；主管理模块采集三相电量、计量电量以及表后电量；主管理模块用于辨识电路拓扑关系，包括：按预先设置的编号选择出线开关模块，计算选择出的出线开关模块的表后电量与各计量模块的计量电量之间的差值的绝对值，基于差值的绝对值建立差值集合；将差值集合中的最小数值对应的计量模块确定为与出线开关模块物理连接；按设置编号依次确定每一计量模块与出线开关模块的物理连接；基于每一计量模块与对应的出线开关模块的物理连接关系，识别电路拓扑关系。本发明技术方案通过设计的智能电能计量装置，进行了全电量的采集分析与诊断，配合穿线背板结构，以及综合管理模块实现了表箱的自然物理拓扑，彻底解决负荷端三相不平衡、线损不能精确分析以及、漏电流监测等突出问题。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的一种智能电能计量装置结构图；以及
图2为根据本发明优选实施方式的基于智能电能计量装置，对电路拓扑识别的方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的一种智能电能计量装置结构图。本发明提供的新型智能计量项目方案采用可进化边缘计算综合管理智慧终端+全智能进线塑壳断路器+表后全智能微断+智能消防装置+模组化穿线式接线插件背板+计量内动态监测的整体解决方案，在降低投资成本和提升数据采集效率，解决现阶段低压台区营配矛盾方面有着明显的优势：
1）营配关系全贯通：各节点智能断路器交互配合，实现“变-分-箱-户”多级拓扑关系自动识别。真正实现了“数据一个源,台区一张图”，推进营配贯通数据融合，同时为台区精细化管控提供了有力支撑。
2）线损分布式管控：各节点的多级智能断路器接入，实现了低压台区“变-分”、“分-箱”、“箱-户”等多级线损在线监控，结合异常事件实时预警与工单闭环处理机制，实现台区线损的全过程管控。
3）设备状态实时监测：进线智能塑壳断路器、表后智能微断、表箱本体（消防、视频、动环）配合智能网关，结合线路节点电阻精准分析功能，及时发现线路老化与发热点，提前组织电网维修，避免隐患和故障发生；借助全量数据采集功能，实现台区负荷侧的三相不平衡、低电压、负载率等运行指标精准分析及治理，同时实现了窃电治理，彻底避免火灾扩大隐患。
如图1所示，本发明提供一种智能电能计量装置，装置包括：进线开关模块、多个计量模块、多个出线开关模块、主管理模块；
本发明提供一种智慧型电能计量箱，由主管理模块、网关模块、消防模块、进线开关模块、出线开关模块、取电模块、计量模块组成。
进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，各出线开关模块测量预设时间期间内的表后电量；主管理模块采集三相电量、计量电量以及表后电量；
本发明首先进行数据采集。本发明通过进线总开关、电能表、表后开关的电量测量功能，获得某时段（t 1，t 2)内，进线总开关测得的A、B、C三相电量e a、e b、e c，各电能表测得的电量e m1、e m2、e m3、e m4、e m5、e m6，各表后开关测得的电量e l1、e l2、e l3、e l4、e l5、e l6。其中，数据采集时间窗口（t 1，t 2)优先设定为24h。
优选地，进线开关模块，还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS-485协议；
各出线开关模块还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS-485协议。
本发明的进线开关模块具备三相电路的电量测量、电流测量、电压测量、端子测温功能，支持RS-485协议。
本发明的出线开关模块具备三相电路的电量测量、电流测量、电压测量、端子测温功能，支持RS-485协议。
主管理模块用于辨识电路拓扑关系，包括：按预先设置的编号选择出线开关模块，计算选择出的出线开关模块的表后电量与各计量模块的计量电量之间的差值的绝对值，基于差值的绝对值建立差值集合；将差值集合中的最小数值对应的计量模块确定为与出线开关模块物理连接；按设置编号依次确定每一计量模块与出线开关模块物理连接，确定每一计量模块对应的物理连接；基于每一计量模块与对应的出线开关模块的物理连接关系，识别电路拓扑关系。
步骤2：辨识电路拓扑
确认电能表、表后开关之间的连接关系。包括如下子步骤：
Step 1：对于表后开关l 1，依次计算各电能表电量e mi（i=1,2,3,4,5,6)与该开关电量e l1之差的绝对值δ i=e mi-e l1（i=1,2,3,4,5,6)；
Step 2：选取δ i中最小者min{δ i}，其对应的电能表m i即为与表后开关l 1存在物理连接关系的电能表；
Step 3：重复Step 1-Step 2，依次完成表后开关l i（i=2,3,4,5,6)与对应电能表连接关系的辨识。
优选地，主管理模块通过RS485接口，对进线开关模块以及各出线开关模块进行控制，并通过RS485接口采集三相电量、计量电量以及表后电量；
主管理模块支持至少2路遥信，通过遥信的端子实时布尔量信息的监测，布尔量信息包括灭火器状态、门禁状态；
主管理模块通过遥控端子，控制外接设备的通断。
本发明的主管理模块具有如下特征：配备液晶屏和按键，进行简单的人机交互；配备4G/5G模块，以及HPLC通信模块；支持RS-485协议；具备边缘计算功能;至少支持2路遥信；至少支持1路遥控。
本发明的主管理模块通过RS485接口，对进线开关模块进行跳合闸控制，同时采集进线开关模块中的电压、电流、功率、电能量、端子温度等全电量信息。
本发明的主管理模块通过RS485接口，对出线开关模块进行跳合闸控制，同时采集出线开关模块中的电压、电流、功率、电能量、端子温度等全电量信息。
本发明的主管理模块至少支持2路遥信，通过遥信端子，实时监测灭火器状态、门禁状态等布尔量信息的状态。
本发明的主管理模块通过遥控端子，控制外接设备的通断。
基于智慧型电能计量箱，本发明提出一种三相功率不平衡治理方法，包括如下步骤：数据采集、辨识电路拓扑，监测三相不平衡，重组电路拓扑。本发明以单相6表位计量箱为例进行说明。
优选地，主管理模块还用于基于预设时间期间内的三相电量监测进线开关模块三相电量的不平衡度，包括：
计算三相电量的不平衡度：
其中，e a、e b、e c分别为进线开关模块A相电量、B相电量以及C相电量，γ为三相电量的不平衡度；
当γ大于预设的不平衡度阈值时，确定进线开关模块的三相电量不平衡，对电路拓扑关系进行重组。
本发明还用于监测三相不平衡度。
Step 1：计算三相不平衡度：
Step 2：当γ>σ时，判定出现三相不平衡现象，进行下述步骤的电路拓扑关系重组，重组电路拓扑。否则重复进行步骤1、步骤2。此处σ可设定为2%或4%。
优选地，主管理模块还用于对电路拓扑关系进行重组，包括：
S1：将出线开关模块的表后电量进行求和均分，获得E abc；
S2：将出线开关模块的表后电量随机划分为预设数量的集合；
S3：分别计算每个集合中的表后电量和，基于表后电量和以及表后电量进行求和均分的结果E abc，计算表后电量偏差限；
S4：选择表后电量和最小数值对应的集合，建立最小值集合；将最小值集合中的元素按增序进行排列，建立最小队列集合；将最小队列集合中的元素，从最小数值起依次累加最小队列集合中的其余元素，基于元素累加值获取累加值集合；
S5:选择表后电量和最大数值对应的集合，建立最大值集合；将最大值集合中的元素依次与累加值集合中的元素进行相减，再与表后电量偏差限相减，选择差值的绝对值最小值；
S6:判断最大值集合中是否存在小于表后电量偏差限的元素，当最大值集合中不存在小于表后电量偏差限的元素时，则分别选择最大值集合和最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者
当最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值小于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择最大值集合和最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者
当最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值大于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择最大值集合中与出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值相对应的元素，并将元素加入到最小值集合中。
S7：重复步骤S3至S6，直至表后电量偏差限不再减少。
基于重新分组的集合，对电路拓扑关系进行重组。
本发明重组电路拓扑。
Step 1：对表后开关测得的电量进行求和均分，获得E abc：
Step 2：将表后开关测得的电量e l1、e l2、e l3、e l4、e l5、e l6随机分为三个集合S1、S2、S3。
Step 3：分别计算三个集合内电量数据之和Es1、Es2、Es3，计算偏差限σe：
Step 4：取出min{Es1，Es2，Es3}对应的集合，将该集合命名为Smin。将其中元素按增序进行排列，从小进行累加，获得累加值集合SE={E1，E2，E3，E4，E5，E6}，其中：E1=e l1；E2=e l1+e l2；E3=e l1+e l2+e l3；E4=e l1+e l2+e l3+e l4；E5=e l1+e l2+e l3+e l4+e l5；E6=e l1+e l2+e l3+e l4+e l5+e l6;
Step 5：取出max{Es1，Es2，Es3}对应的集合，将该集合命名为Smax。将其中元素与SE中的元素依次相减后，再减去偏差限σe，取其中绝对值最小者min{ |e li-Ej-σe| };
Step 6：判断Smax中是否存在小于σe的元素，如无，取出Smax、Smin中与min{ |e li-Ej-σe| }对应的元素，并进行交换；如有，继续进行如下判断：
如min{ |e li-Ej-σe| }<min{ |e li-σe| }，取出Smax、Smin中与min{ |e li-Ej-σe| }对应的元素，并进行交换；
如min{ |e li-Ej-σe| }＞min{ |e li-σe| }，取出Smax中与min{ |e li-σe| }对应的元素，并将其加入集合Smin中。
Step 7：重复Step 3至Step 6，直至偏差限σe不再减少。
Step 8：按照新的分组结果，重组电路拓扑。
优选地，还包括：取电模块，取电模块为装置提供直流弱电。
本发明的取电模块用于为其他模块提供5V/12V的直流弱电。
优选地，装置还包括消防模块，用于基于进线开关模块以及多个出线开关模块测量出的端子温度进行消防联动。
本发明的智能断路器进行了全电量的采集分析与诊断，配合穿线背板结构，以及综合管理模块实现了表箱的自然物理拓扑，彻底解决负荷端三相不平衡、线损不能精确分析以及、漏电流监测等突出问题。
本发明的分级分段节点实时测温模块配合智能联动消防装置，解决了表箱火灾的极早期预警以及突发状况导致的火灾隐患。
本发明的传统智能计量箱基于物联表进行设计，每块物联表均配备1个管理模块和网关模块；采用集成式架构，单只计量箱只配备一个管理终端、一个网关，避免了硬件资源冗余。
本发明采用集成式架构，单只计量箱只配备一个管理终端、一个网关；本发明具备取电模块，为箱内的各类弱电模块进行供电，避免了使用表后用户电带来的潜在舆论风险；本发明具备消防模块，通过与进线开关模块、出线开关模块的端子测温功能进行联动，第一时间消除火灾隐患；本发明基于所采集的电量数据，实现了三相功率不平衡的监测和校正，给出箱内电路重组的方案。
图2为根据本发明优选实施方式的基于智能电能计量装置，对电路拓扑识别的方法流程图。
如图2所示，本发明提供一种基于上述的智能电能计量装置，对电路拓扑识别的方法，方法包括：
通过进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，通过各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，通过各出线开关模块测量预设时间期间内的表后电量；
优选地，通过进线开关模块测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS-485协议；
各出线开关模块还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS-485协议。
通过主管理模块采集三相电量、计量电量以及表后电量；
通过主管理模块辨识电路拓扑关系，包括：按预先设置的编号选择出线开关模块，计算选择出的出线开关模块的表后电量与各计量模块的计量电量之间的差值的绝对值，基于差值的绝对值建立差值集合；将差值集合中的最小数值对应的计量模块确定为与出线开关模块物理连接；按设置编号依次确定每一计量模块与出线开关模块物理连接，确定每一计量模块对应的物理连接；基于每一计量模块与对应的出线开关模块的物理连接关系，识别电路拓扑关系。
优选地，主管理模块通过RS485接口，对进线开关模块以及各出线开关模块进行控制，并通过RS485接口采集三相电量、计量电量以及表后电量；
主管理模块支持至少2路遥信，通过遥信的端子实时布尔量信息的监测，布尔量信息包括灭火器状态、门禁状态；
主管理模块通过遥控端子，控制外接设备的通断。
优选地，主管理模块还用于基于预设时间期间内的三相电量监测进线开关模块三相电量的不平衡度，包括：
计算三相电量的不平衡度：
其中，e a、e b、e c分别为进线开关模块A相电量、B相电量以及C相电量，γ为三相电量的不平衡度；
当γ大于预设的不平衡度阈值时，确定进线开关模块的三相电量不平衡，对电路拓扑关系进行重组。
优选地，通过主管理模块对电路拓扑关系进行重组，包括：
S1：将出线开关模块的表后电量进行求和均分，获得E abc；
S2：将出线开关模块的表后电量随机划分为预设数量的集合；
S3：分别计算每个集合中的表后电量和，基于表后电量和以及表后电量进行求和均分的结果E abc，计算表后电量偏差限；
S4：选择表后电量和最小数值对应的集合，建立最小值集合；将最小值集合中的元素按增序进行排列，建立最小队列集合；将最小队列集合中的元素，从最小数值起依次累加最小队列集合中的其余元素，基于元素累加值获取累加值集合；
S5:选择表后电量和最大数值对应的集合，建立最大值集合；将最大值集合中的元素依次与累加值集合中的元素进行相减，再与表后电量偏差限相减，选择差值的绝对值最小值；
S6:判断最大值集合中是否存在小于表后电量偏差限的元素，当最大值集合中不存在小于表后电量偏差限的元素时，则分别选择最大值集合和最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者
当最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值小于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择最大值集合和最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者
当最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值大于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择最大值集合中与出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值相对应的元素，并将元素加入到最小值集合中。
S7：重复步骤S3至S6，直至表后电量偏差限不再减少。
基于重新分组的集合，对电路拓扑关系进行重组。
优选地，通过取电模块为装置提供直流弱电。
优选地，通过消防模块基于进线开关模块以及多个出线开关模块测量出的端子温度进行消防联动。
本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序用于执行对电路拓扑识别的方法。
本发明提供一种电子设备，电子设备包括：处理器和存储器；其中，
存储器，用于存储处理器可执行指令的存储器；
处理器，用于从存储器中读取可执行指令，并执行指令以实现对电路拓扑识别的方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。本发明实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (12)
1.一种智能电能计量装置，所述装置包括：进线开关模块、多个计量模块、多个出线开关模块、主管理模块；
进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，各出线开关模块测量预设时间期间内的表后电量；所述主管理模块采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；
所述主管理模块用于辨识电路拓扑关系，包括：按预先设置的编号选择出线开关模块，计算选择出的出线开关模块的表后电量与各计量模块的计量电量之间的差值的绝对值，基于差值的绝对值建立差值集合；将所述差值集合中的最小数值对应的计量模块确定为与所述出线开关模块物理连接；按设置的编号依次确定每一计量模块与出线开关模块的物理连接；基于每一计量模块与对应的出线开关模块的物理连接关系，识别电路拓扑关系；
所述主管理模块还用于基于预设时间期间内的三相电量监测所述进线开关模块三相电量的不平衡度，包括：
计算三相电量的不平衡度：
其中，e a、e b、e c分别为进线开关模块A相电量、B相电量以及C相电量，γ为三相电量的不平衡度；
当γ大于预设的不平衡度阈值时，确定进线开关模块的三相电量不平衡，对电路拓扑关系进行重组；
所述主管理模块还用于对电路拓扑关系进行重组，包括：
S1：将出线开关模块的表后电量进行求和均分，获得E abc；
S2：将出线开关模块的表后电量随机划分为预设数量的集合；
S3：分别计算每个集合中的表后电量和，基于所述表后电量和以及所述表后电量进行求和均分的结果，计算表后电量偏差限；
S4：选择表后电量和最小数值对应的集合，建立最小值集合；将所述最小值集合中的元素按增序进行排列，建立最小队列集合；将所述最小队列集合中的元素，从最小数值起依次累加所述最小队列集合中的其余元素，基于元素累加值获取累加值集合；
S5:选择表后电量和最大数值对应的集合，建立最大值集合；将所述最大值集合中的元素依次与累加值集合中的元素进行相减，再与表后电量偏差限相减，选择差值的绝对值最小值；
S6:判断所述最大值集合中是否存在小于表后电量偏差限的元素，当所述最大值集合中不存在小于表后电量偏差限的元素时，则分别选择所述最大值集合和所述最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者
当所述最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值小于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择所述最大值集合和所述最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者
当所述最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值大于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择所述最大值集合中与出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值相对应的元素，并将所述元素加入到最小值集合中；
S7：重复步骤S3至S6，直至表后电量偏差限不再减少；
基于重新分组的集合，对电路拓扑关系进行重组。
2.根据权利要求1所述的装置，所述进线开关模块，还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS-485协议；
各出线开关模块还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS-485协议。
3.根据权利要求1所述的装置，还包括：取电模块，所述取电模块为所述装置提供直流弱电。
4.根据权利要求1所述的装置，所述主管理模块通过RS485接口，对所述进线开关模块以及各出线开关模块进行控制，并通过RS485接口采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；
所述主管理模块支持至少2路遥信，通过遥信的端子实时布尔量信息的监测，所述布尔量信息包括灭火器状态、门禁状态；
所述主管理模块通过遥控端子，控制外接设备的通断。
5.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括消防模块，用于基于所述进线开关模块以及多个出线开关模块测量出的端子温度进行消防联动。
6.一种基于权利要求1所述的智能电能计量装置，对电路拓扑识别的方法，所述方法包括：
通过进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，通过各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，通过各出线开关模块测量预设时间期间内的表后电量；
通过主管理模块采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；
通过所述主管理模块辨识电路拓扑关系，包括：按预先设置的编号选择出线开关模块，计算选择出的出线开关模块的表后电量与各计量模块的计量电量之间的差值的绝对值，基于差值的绝对值建立差值集合；将所述差值集合中的最小数值对应的计量模块确定为与所述出线开关模块物理连接；按设置的编号依次确定每一计量模块与出线开关模块的物理连接；基于每一计量模块与对应的出线开关模块的物理连接关系，识别电路拓扑关系；
所述主管理模块还用于基于预设时间期间内的三相电量监测所述进线开关模块三相电量的不平衡度，包括：
计算三相电量的不平衡度：
其中，e a、e b、e c分别为进线开关模块A相电量、B相电量以及C相电量，γ为三相电量的不平衡度；
当γ大于预设的不平衡度阈值时，确定进线开关模块的三相电量不平衡，对电路拓扑关系进行重组；
通过所述主管理模块对电路拓扑关系进行重组，包括：
S1：将出线开关模块的表后电量进行求和均分，获得E abc；
S2：将出线开关模块的表后电量随机划分为预设数量的集合；
S3：分别计算每个集合中的表后电量和，基于所述表后电量和以及所述表后电量进行求和均分的结果，计算表后电量偏差限；
S4：选择表后电量和最小数值对应的集合，建立最小值集合；将所述最小值集合中的元素按增序进行排列，建立最小队列集合；将所述最小队列集合中的元素，从最小数值起依次累加所述最小队列集合中的其余元素，基于元素累加值获取累加值集合；
S5:选择表后电量和最大数值对应的集合，建立最大值集合；将所述最大值集合中的元素依次与累加值集合中的元素进行相减，再与表后电量偏差限相减，选择差值的绝对值最小值；
S6:判断所述最大值集合中是否存在小于表后电量偏差限的元素，当所述最大值集合中不存在小于表后电量偏差限的元素时，则分别选择所述最大值集合和所述最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者
当所述最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值小于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择所述最大值集合和所述最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者
当所述最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值大于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择所述最大值集合中与出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值相对应的元素，并将所述元素加入到最小值集合中；
S7：重复步骤S3至S6，直至表后电量偏差限不再减少；
基于重新分组的集合，对电路拓扑关系进行重组。
7.根据权利要求6所述的方法，通过所述进线开关模块测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS-485协议；
各出线开关模块还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS-485协议。
8.根据权利要求6所述的方法，通过取电模块为所述装置提供直流弱电。
9.根据权利要求6所述的方法，所述主管理模块通过RS485接口，对所述进线开关模块以及各出线开关模块进行控制，并通过RS485接口采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；
所述主管理模块支持至少2路遥信，通过遥信的端子实时布尔量信息的监测，所述布尔量信息包括灭火器状态、门禁状态；
所述主管理模块通过遥控端子，控制外接设备的通断。
10.根据权利要求6所述的方法，通过消防模块基于所述进线开关模块以及多个出线开关模块测量出的端子温度进行消防联动。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行权利要求6-10中任一项所述的方法。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器和存储器；其中，
所述存储器，用于存储所述处理器可执行指令；
所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现权利要求6-10中任一项所述的方法。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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