CN116593955A - 基于智能电表采集的用电信息监测方法及系统 - Google Patents

基于智能电表采集的用电信息监测方法及系统 Download PDF

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CN116593955A CN202310399731.7A CN202310399731A CN116593955A CN 116593955 A CN116593955 A CN 116593955A CN 202310399731 A CN202310399731 A CN 202310399731A CN 116593955 A CN116593955 A CN 116593955A
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刘保林
张勇军
王晓
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/04Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass of instruments for measuring time integral of power or current

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Abstract

本发明公开一种基于智能电表采集的用电信息监测方法及系统,所述方法包括:获取智能电表采集的用电数据;依据所述用电数据进行用电异常判断,并在存在异常时进行预警提醒和记录;依据所述用电数据计算线损率,并在线损率超出预设值时进行预警提醒和记录;获取同时期的生产数据,基于所述生产数据进行同时期用电量监测,并在所述生产数据与同时期用电量不相符时进行预警提醒和记录。本发明基于智能电表采集的用电数据,从电压、电流、相位角、线损率、生产数据等方面进行综合分析,以确定更准确的用电异常原因。相对于现有技术而言,本发明能够快速找到准确的用电异常原因,并快速进行分析判断,为用电线路相关设备的维护提供数据支撑。

Description

基于智能电表采集的用电信息监测方法及系统
技术领域
本发明涉及电力领域,具体为一种基于智能电表采集的用电信息监测方法及系统。
背景技术
现有电表数据传输系统只是将电表电量信息传送到后台,实现自动抄表功能,解决人工抄表问题。但现有电表数据传输系统没有将电压、电流、功率因数等数据传到后台,不能基于现场实际数据对电压异常、电流异常等异常情况进行预警,无法实现对电表线损率的自动计算,更无法给出线损率高的预警。
在工业生产中,生产的规模、时长等也会对用电产生影响,目前暂无相关技术综合生产信息对某一段时间内的用电量进行分析,进而查找用电异常原因。
发明内容
为克服上述现有技术的不足,本发明提供一种基于智能电表采集的用电信息监测方法及系统,用以解决上述至少一个技术问题。
根据本发明说明书的一方面,提供一种基于智能电表采集的用电信息监测方法,所述方法包括:
获取智能电表采集的用电数据;
依据所述用电数据进行用电异常判断,并在存在异常时进行预警提醒和记录;
依据所述用电数据计算线损率,并在线损率超出预设值时进行预警提醒和记录;
获取同时期的生产数据,基于所述生产数据进行同时期用电量监测,并在所述生产数据与同时期用电量不相符时进行预警提醒和记录。
上述技术方案基于智能电表采集的用电数据,从电压、电流、相位角、线损率、生产数据等方面进行综合分析,以确定更准确的用电异常原因。相对于现有技术而言,该技术方案能够快速找到准确的用电异常原因,并快速进行分析判断,为用电线路相关设备的维护提供数据支撑。
进一步地,所述智能电表可安装在开关柜中。
进一步地,所述智能电表连接有调制解调器,所述调制解调器连接有光纤,用于将智能电表采集的用电数据传送到后台。所述后台设有处理装置,所述处理装置内置处理软件,用于对所述用电数据进行分析、处理和记录,同时在发现异常时进行预警提醒。
所述后台还可设有显示屏,用于对异常数据、异常分析结果进行显示,便于管理人员及时查看。
管理人员可根据分析出的异常原因对电表进行管控或整改,以便于保证电表采集用电数据的准确性。
进一步地,将线路两侧的电表信息都整合到后台,可以计算出线损,可对线损过大的原因进行分析。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
获取智能电表采集的a相电流Ia和c相电流Ic;
在Ia和Ic中的最大值大于0.5A且最小值小于最大值的80%时,后台报电流短路;
在Ia和Ic中的最大值大于0.5A且最小值小于最大值的20%时,后台报电流开路。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
获取智能电表采集的三相电压数据Ua、Ub、Uc;
以Ua相位为基准,Ub相位滞后Ua 120°,Ub相位超前Ua 120°,否则就是电压逆相序;
在Uab或Ucb小于70V时,后台报欠压;
在Uab或Ucb小于10V时,后台报失压。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
获取智能电表采集的相位角数据Φa和Φc;
判断Φa和Φc是否在0~90°或270~360°之间,若不在,则报警提示Ia或Ic极性反;
判断Φa和Φc是否在0~60°或300~360°之间,若不在,则报接线错误。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
在智能电表用于电机或变压器时,依据有功功率和电流的大小及正负判断电机或变压器的工作状态。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
在接收到报警提醒后,利用检测仪对电能表接线进行检测,若无接线错误,再进行后续处理。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
依据耗电率与生产率之间的关系,对同时期的生产数据与用电量进行预警分析。
根据本发明说明书的一方面,提供一种基于智能电表采集的用电信息监测系统,包括:
智能电表,用于采集用电数据;
用电异常预警模块,用于依据所述用电数据进行用电异常判断,并在存在异常时进行预警提醒和记录;
线损异常预警模块,用于依据所述用电数据计算线损率,并在线损率超出预设值时进行预警提醒和记录;
生产用电预警模块,用于获取同时期的生产数据,基于所述生产数据进行同时期用电量监测,并在所述生产数据与同时期用电量不相符时进行预警提醒和记录。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
(1)本发明将现场的用电数据传输到后台,并在后台进行用电异常情况分析和预警,同时基于线损率进行预警提醒,以获得更为全面的用电异常预警提醒。
(2)本发明还可以利用现场的用电数据结合同时期的生产数据进行分析,从生产用电数据上获取用电异常原因。
附图说明
图1为根据本发明实施例的基于智能电表采集的用电信息监测方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。
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”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,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或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,可以根据具体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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
现有电表数据传输系统没有将电压、电流、功率因数等数据传到后台,无法对电压异常、电流异常等异常情况发出预警信息,也无法对电表线损率进行自动计算并在线损率高时发出预警,更无法综合生产信息对某一段时间内的用电量进行分析,查找用电异常原因。
基于现有技术难以对用电异常原因进行全面综合分析的问题,本发明提供一种基于智能电表采集的用电信息监测方法,如图1所示,所述方法包括:
获取智能电表采集的用电数据;
依据所述用电数据进行用电异常判断,并在存在异常时进行预警提醒和记录;
依据所述用电数据计算线损率,并在线损率超出预设值时进行预警提醒和记录;
获取同时期的生产数据,基于所述生产数据进行同时期用电量监测,并在所述生产数据与同时期用电量不相符时进行预警提醒和记录。
具体而言,包括如下步骤:
步骤一、将智能电能表器按照接线要求安装在计量柜中,对开关柜中的电流Ia\Ic、电压Ua\Ub\Uc、Ia和Ua的相位角Φa、Ic和Uc的相位角Φc、当前正向有功电量W+、反向有功电量W-进行采集、模数转换。
步骤二、利用调制解调器、光纤、总线将智能电能表所有参数送达后台,后台软件对数据进行分析,对数据异常如电压异常、电流异常、逆相、反相等及时发出预警进行提醒,并进行记录。
依据下式计算出功率因数cosΦa\cosΦc、平均功率因数cosΦ、有功功率P、无功功率Q、总有功电量W:
P=UabIacos(30°-Φa)+UcbIccos(30°+Φc)、
Q=P=UabIacos(30°+Φa)+UcbIccos(30°-Φc)。
主管人员可以根据信息实时对电表进行管控、整改,以及电量异议处置。
将线路两侧的电表信息都整合到后台,可以计算出线损,主管人员对线损过大的原因进行分析。
数据分析如下:
①以Ua相位为基准,Ub相位滞后Ua120o,Ub相位超前Ua120o,否则就是电压逆相序;
②Uab或Ucb小于70V,后台报欠压;
③Uab或Ucb小于10V,后台报失压;
④Ia\Ic中最大值大于0.5A时,最小值小于最大值的80%,后台报电流短路;
⑤Ia\Ic中最大值大于0.5A时,最小值小于最大值的20%,后台报电流开路;
⑥判断Φa和Φc是否在0~90°或270~360°之间,不在该区间就报Ia或Ic极性反;再判Φa和Φc是否在0~60°或300~360°之间,不在该区间就报接线错误。
⑦主管人员还可以根据负荷性质是发电还是用电,进一步确定Ia或Ic是否极性反。
⑧本月的当前正向有功电量-上月的当前正向有功电量=本月电表电量,(变电站侧电能表本月电表电量×本侧电压互感器变比×本侧电流互感器变比-用户侧电能表本月电表电量×本侧电压互感器变比×本侧电流互感器变比)/(变电站侧电能表本月电表电量×本侧电压互感器变比×本侧电流互感器变比)*100%=线损率(>1.85%报警);
⑨若用户侧带有发电机,则本月的当前反向有功电量-上月的当前反向有功电量=本月反向有功电量(即发电量),本月的当前正向有功电量-上月的当前正向有功电量=本月正向有功电量,本月正向有功电量-本月反向有功电量=本月电表电量,(变电站侧电能表本月电表电量×本侧电压互感器变比×本侧电流互感器变比-用户侧电能表本月电表电量×本侧电压互感器变比×本侧电流互感器变比)/(变电站侧电能表本月电表电量×本侧电压互感器变比×本侧电流互感器变比)*100%=线损率(>1.85%报警)。
⑩主管人员可以通过有功功率P、无功功率Q的大小和正负可以判断线路负荷情况:P为负值,发电状态;P为正值,用电状态;Q为负值,容性状态;Q为正值,感性状态。若和实际不符,要查找原因。
若电能表用于电机、变压器等负荷,可以通过有功功率P和电流I的大小和正负判断负荷的工作状态(停机、空载、轻载、满载),后期技术人员使用检测仪对电能表接线进行检测时,和实际运行状态相对照,根据经验估算出功率因数,进而判断电表上的功率因数cosΦ是否正确,根据估算出的功率因数对错误接线进行整改。
要求用户线路平均功率因数cosΦ需>0.9否则报警。(以上所有报警可以是标红、显示报文等各种信息。)
所有异常信息都发出报警信息,等待主管人员进一步确认接线是否错误(让技术人员使用检测仪对电能表接线进行检测,若接线错误,就进行整改)。
线损率过大原因分析包括:
互感器参数错误:电压互感器变比或电流互感器变比错误;
电能表型号与互感器不匹配;
用户偷电;
接线错误;
电流或电压缺相;
电流线松动或电压偏低。
步骤三、后台还可以将生产信息整合到后台,利用每一段时间的用电量和生产负荷情况进行比对,分析出用电量与生产负荷的关系,相关主管人员根据分析结果从而找出提高产能、降低用电量的切入点和方法。
分析出用电量与生产负荷的关系,就是生产工艺、设备运行状况、工人熟练度等几个方面分析生产率和耗电率,具体分析如下:耗电率(单位产品所用电量)=1/生产率(单位电量生产的产品),
①相同工况下不同时段进行比较,生产率低是否是工人工人熟练度不够;
②同其他公司比较,相同生产工艺生产率低是否是和设备故障率高、工人技能欠缺有关;
③同先进行业技术指标比较,技术上是否有改进空间。
步骤四、制作APP和后台数据进行衔接,主管人员可以随时随地进行数据管控,实现移动办公。
本发明还提供一种基于智能电表采集的用电信息监测系统,包括:
智能电表,用于采集用电数据;
用电异常预警模块,用于依据所述用电数据进行用电异常判断,并在存在异常时进行预警提醒和记录;
线损异常预警模块,用于依据所述用电数据计算线损率,并在线损率超出预设值时进行预警提醒和记录;
生产用电预警模块,用于获取同时期的生产数据,基于所述生产数据进行同时期用电量监测,并在所述生产数据与同时期用电量不相符时进行预警提醒和记录。
所述用电异常预警模块,还用于执行如下步骤:
获取智能电表采集的a相电流Ia和c相电流Ic;
在Ia和Ic中的最大值大于0.5A且最小值小于最大值的80%时,后台报电流短路;
在Ia和Ic中的最大值大于0.5A且最小值小于最大值的20%时,后台报电流开路。
所述用电异常预警模块,还用于执行如下步骤:
获取智能电表采集的三相电压数据Ua、Ub、Uc;
以Ua相位为基准,Ub相位滞后Ua 120°,Ub相位超前Ua 120°,否则就是电压逆相序;
在Uab或Ucb小于70V时,后台报欠压;
在Uab或Ucb小于10V时,后台报失压。
所述用电异常预警模块,还用于执行如下步骤:
获取智能电表采集的相位角数据Φa和Φc;
判断Φa和Φc是否在0~90°或270~360°之间,若不在,则报警提示Ia或Ic极性反;
判断Φa和Φc是否在0~60°或300~360°之间,若不在,则报接线错误。
所述用电异常预警模块,还用于执行如下步骤:
在智能电表用于电机或变压器时,依据有功功率和电流的大小及正负判断电机或变压器的工作状态。
所述生产用电预警模块,还用于依据耗电率与生产率之间的关系,对同时期的生产数据与用电量进行预警分析。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式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方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (8)

1.基于智能电表采集的用电信息监测方法,其特征在于,所述方法包括:
获取智能电表采集的用电数据;
依据所述用电数据进行用电异常判断,并在存在异常时进行预警提醒和记录;
依据所述用电数据计算线损率,并在线损率超出预设值时进行预警提醒和记录;
获取同时期的生产数据,基于所述生产数据进行同时期用电量监测,并在所述生产数据与同时期用电量不相符时进行预警提醒和记录。
2.根据权利要求1所述基于智能电表采集的用电信息监测方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取智能电表采集的a相电流Ia和c相电流Ic;
在Ia和Ic中的最大值大于0.5A且最小值小于最大值的80%时,后台报电流短路;
在Ia和Ic中的最大值大于0.5A且最小值小于最大值的20%时,后台报电流开路。
3.根据权利要求1所述基于智能电表采集的用电信息监测方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取智能电表采集的三相电压数据Ua、Ub、Uc;
以Ua相位为基准,Ub相位滞后Ua120°,Ub相位超前Ua120°,否则就是电压逆相序;
在Uab或Ucb小于70V时,后台报欠压;
在Uab或Ucb小于10V时,后台报失压。
4.根据权利要求1所述基于智能电表采集的用电信息监测方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取智能电表采集的相位角数据Φa和Φc;
判断Φa和Φc是否在0~90°或270~360°之间,若不在,则报警提示Ia或Ic极性反;
判断Φa和Φc是否在0~60°或300~360°之间,若不在,则报接线错误。
5.根据权利要求1所述基于智能电表采集的用电信息监测方法,其特征在于,所述方法还包括:
在智能电表用于电机或变压器时,依据有功功率和电流的大小及正负判断电机或变压器的工作状态。
6.根据权利要求1所述基于智能电表采集的用电信息监测方法,其特征在于,所述方法还包括:
在接收到报警提醒后,利用检测仪对电能表接线进行检测,若无接线错误,再进行后续处理。
7.根据权利要求1所述基于智能电表采集的用电信息监测方法,其特征在于,所述方法还包括:
依据耗电率与生产率之间的关系,对同时期的生产数据与用电量进行预警分析。
8.基于智能电表采集的用电信息监测系统,其特征在于,包括:
智能电表,用于采集用电数据;
用电异常预警模块,用于依据所述用电数据进行用电异常判断,并在存在异常时进行预警提醒和记录;
线损异常预警模块,用于依据所述用电数据计算线损率,并在线损率超出预设值时进行预警提醒和记录;
生产用电预警模块,用于获取同时期的生产数据,基于所述生产数据进行同时期用电量监测,并在所述生产数据与同时期用电量不相符时进行预警提醒和记录。
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