CN117148260B - 计量偏差定位方法、装置、终端及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力计量技术领域，尤其涉及一种计量偏差定位方法、装置、终端及存储介质，本发明方法首先获取获取目标周期；然后，根据目标周期以及母线的波形，向母线注入与交流电正交的测试谐波；接着，根据测试谐波获取多个响应数据集；最后，根据多个馈线与母线的连接点位置以及多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置。本发明实施方式，通过将与电源的交流电正交的谐波注入到母线中，在通信时，受母线交流电影响小，通信距离长。注入的谐波同时作为测试波，通过提取测试波电压特征值和电流特征值，获取到电压特征估计值，根据与电压特征值之间的偏差定位计量偏差所在的位置，定位结果准确、可靠。结合残差的值可确定偏差的原因，方便后续检修。
Description
技术领域
本发明涉及电力计量技术领域，尤其涉及一种计量偏差定位方法、装置、终端及存储介质。
背景技术
电能计量装置是用于测量、记录发电量、供(互供)电量、厂用电量、线损电量和用户用电量的计量器具。电能计量装置指由电能表(有功、无功电能表，最大需量表，复费率电能表等)、计量用互感器(包括电压互感器和电流互感器)及二次连接线导线构成的总体。
电能计量装置的计量精度受多种因素的影响，流入电能表中电压、电流、温度变化，电能计量装置的非正常使用等等。电能计量装置的计量精度的不准确除带来计费上的不统一、影响公平公正以外，还会在一定程度上影响电力线路的调控。例如，在一些治理三相不平衡的调控系统中，如果电能计量装置给出的数据偏差较大，调控系统会给出与调节三相不平衡相反的指示，导致供电线路的问题愈加严重。
然而，在供电线路中，由上到下，分布着大小各异的电能计量装置，当其中的一个或多个产生计量偏差时，通常难以发觉和定位产生偏差的电能计量装置，进一步影响计量系统的正常运行。
基于此，需要开发设计出一种计量偏差定位方法。
发明内容
本发明实施方式提供了一种计量偏差定位方法、装置、终端及存储介质，用于解决现有技术产生计量偏差的电能计量装置不易被定位的问题。
第一方面，本发明实施方式提供了一种计量偏差定位方法，包括：
获取目标周期，其中，所述目标周期表征母线输送交流电波动的时长，所述母线与多个馈线电连接，负载通过馈线接受所述母线输送的交流电；
根据所述目标周期以及所述母线的波形，向所述母线注入与所述交流电正交的测试谐波；
根据所述测试谐波获取多个响应数据集，其中，所述多个响应数据集与所述多个馈线相对应，响应数据集表征馈线对于测试谐波的响应；
根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置。
在一种可能实现的方式中，所述根据所述目标周期以及所述母线的波形，向所述母线注入与所述交流电正交的测试谐波，包括：
根据所述目标周期，确定待定周期，其中，所述目标周期为所述待定周期的偶数倍；
波形测试步骤：根据所述待定周期，测试所述母线的电压波形以及所述母线的电流波形中对应待定波形的净波值，其中，所述待定波形依据所述待定周期确定，所述净波值表征所述母线的电压波形以及所述母线的电流波形中所述待定波形的含量；
若所述净波值大于阈值，则按照预定的顺序调整所述待定周期，并跳转至所述波形测试步骤；
否则，将所述待定周期作为谐波周期，以及，根据所述谐波周期向所述母线注入所述测试谐波。
在一种可能实现的方式中，所述根据所述待定周期，测试所述母线的电压波形以及所述母线的电流波形中对应待定波形的净波值，包括：
获取电压测试波形以及电流测试波形，其中，所述电压测试波形以及所述电流测试波形分别为基于所述母线的第一端在不短于所述目标周期的时长内获取的电压波形以及电流波形，所述母线的第一端为所述母线接入电源的一端；
根据所述电压测试波形、所述电流测试波形、所述待定周期以及第一公式，获取所述净波值，其中，所述第一公式为：
式中，为净波值，/>为电流测试波形在第/>时间节点的采样值，/>为电流测试波形或电压测试波形的采样总数量，/>为正弦函数，/>为目标周期相对待定周期的倍数，为母线电压波形或电流波形的角频率，/>为两个相邻时间节点之间的时长，/>为电压测试波形在第/>时间节点的采样值。
在一种可能实现的方式中，所述测试谐波包括：第一广播谐波、第二广播谐波以及加载波，所述根据所述测试谐波获取多个响应数据集，包括：
第一广播步骤：向所述母线注入预设时长以及预设幅值的第一广播谐波；
获取多个第一应答数据，其中，所述多个第一应答数据基于与所述母线连接的馈线获取；
若所述多个第一应答数据与所述多个馈线不对应，则跳转至所述第一广播步骤；
否则，执行第二广播步骤；
向所述母线注入所述加载波；
获取与所述多个馈线相对应的所述多个响应数据集；
其中，
所述第二广播步骤包括：
向所述母线注入载有测试命令的所述第二广播谐波，其中，所述测试命令表征所述加载波的测试条件；
获取多个第二应答数据，其中，所述多个第二应答数据基于与所述母线连接的馈线获取；
若所述多个第二应答数据与所述多个馈线不对应，则跳转至所述第二广播步骤。
在一种可能实现的方式中，所述测试谐波包括：加载波，所述响应数据集包括：馈线对应所述加载波的预定段的多个电压采样数据以及多个电流采样数据，所述根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置，包括：
根据所述多个连接点位置，确定与所述多个馈线相对应的多个母线段阻值，其中，母线段为馈线与前一级馈线之间的母线，所述前一级馈线为与靠近电源侧的相邻馈线；
特征值获取步骤：根据所述多个响应数据集获得与所述多个馈线相对应的多个电流特征值以及多个电压特征值，其中，电流特征值根据所述多个电流采样数据获得，电压特征值根据所述多个电压采样数据获得；
根据所述多个电流特征值、所述多个电压特征值以及所述多个母线段阻值，计算所述多个馈线接入点的多个电压特征估计值；
根据所述多个电压特征估计值以及所述多个电压特征值，确定产生计量偏差的馈线线路。
在一种可能实现的方式中，所述根据所述多个响应数据集获得与所述多个馈线相对应的多个电流特征值以及多个电压特征值，包括：
根据所述多个电流采样数据、所述多个电压采样数据以及第二公式，确定所述电流特征值以及所述电压特征值，其中，所述第二公式为：
式中，为第/>条馈线的电压特征值，/>为第/>条馈线对应的响应数据集中的第/>个电压采样值，/>为预设取样数量，/>为第/>条馈线的电流特征值，/>为第/>条馈线对应的响应数据集中的第/>个电流采样值；
所述根据所述多个电流特征值、所述多个电压特征值以及所述多个母线段阻值，计算所述多个馈线接入点的多个电压特征估计值，包括：
根据所述多个电流特征值、所述多个电压特征值、所述多个母线段阻值以及第三公式，确定所述多个电压特征估计值，其中，所述第三公式为：
式中，为第/>条馈线的电压特征估计值，/>为第/>条馈线的电流特征值，/>为馈线的总数量，/>为对应第/>条馈线的母线段阻值，/>为第/>条馈线的电压特征值；
所述根据所述多个电压特征估计值以及所述多个电压特征值，确定产生计量偏差的线路，包括：
根据对应的馈线、所述多个电压特征估计值、所述多个电压特征值以及第四公式，获取多个残差，其中，残差为电压特征估计值与电压特征值之间的差，所述第四公式为：
式中，为第/>条馈线的残差；
按照从尾端到首端的顺序，从所述多个馈线中找到第一个残差的绝对值大于阈值的馈线作为所述产生计量偏差的馈线线路，其中，所述尾端为远离母线接入电源的一端，所述首端为母线接入电源的一端。
在一种可能实现的方式中，在所述根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置，步骤之后，包括：
若所述残差为正值，则为电压幅值计量导致的计量偏差；
若所述残差为负值，则为电流幅值计量导致的计量偏差；
若所述多个残差的绝对值均小于或等于阈值，则减少所述预设取样数量，并跳转至所述特征值获取步骤；
若经过减少所述预设取样数量后，所述多个残差中至少一个残差的绝对值大于阈值，则为电流相位或电压相位计量导致的计量偏差。
第二方面，本发明实施方式提供了一种计量偏差定位装置，用于实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的计量偏差定位方法，所述计量偏差定位装置包括：
基波获取模块，用于获取目标周期，其中，所述目标周期表征母线输送交流电波动的时长，所述母线与多个馈线电连接，负载通过馈线接受所述母线输送的交流电；
谐波注入模块，用于根据所述目标周期以及所述母线的波形，向所述母线注入与所述交流电正交的测试谐波；
响应数据获取模块，用于根据所述测试谐波获取多个响应数据集，其中，所述多个响应数据集与所述多个馈线相对应，响应数据集表征馈线对于测试谐波的响应；
以及，
定位模块，用于根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置。
第三方面，本发明实施方式提供了一种终端，包括存储器以及处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
第四方面，本发明实施方式提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
本发明实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：
本发明实施方式公开了的一种计量偏差定位方法，其首先获取获取目标周期，其中，所述目标周期表征母线输送交流电波动的时长，所述母线与多个馈线电连接，负载通过馈线接受所述母线输送的交流电；然后，根据所述目标周期以及所述母线的波形，向所述母线注入与所述交流电正交的测试谐波；接着，根据所述测试谐波获取多个响应数据集，其中，所述多个响应数据集与所述多个馈线相对应，响应数据集表征馈线对于测试谐波的响应；最后，根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置。本发明实施方式，通过将与电源的交流电正交的谐波注入到母线中，在通信时，可以通过正交频分的积分的形式滤除交流电的干扰，受母线交流电影响小，通信距离长。注入的谐波同时作为测试波，其幅值和频率可控，通过提取测试波电压特征值和电流特征值，将电压特征值和电流特征值结合母线段的阻抗，获取到电压特征估计值，然后，根据电压特征估计值与电压特征值之间的偏差，定位到计量偏差所在的位置，由于注入波与电源的交流电传输路径相同，因此，定位结果准确、可靠。此外，结合残差的值，可以确定偏差产生的根本原因，为检修工作提供了依据和方向。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施方式提供的计量偏差定位方法的流程图；
图2是本发明实施方式提供的计量装置应用场景原理图；
图3是本发明实施方式提供的基波及谐波对比图；
图4是本发明实施方式提供的计量装置内部结构图；
图5是本发明实施方式提供的计量偏差定位装置功能框图；
图6是本发明实施方式提供的终端功能框图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施方式。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施方式来进行说明。
下面对本发明的实施例作详细说明，本实例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
图1为本发明实施方式提供的计量偏差定位方法的流程图。
如图1所示，其示出了本发明实施方式提供的计量偏差定位方法的实现流程图，详述如下：
在步骤101中，获取目标周期，其中，所述目标周期表征母线输送交流电波动的时长，所述母线与多个馈线电连接，负载通过馈线接受所述母线输送的交流电。
在步骤102中，根据所述目标周期以及所述母线的波形，向所述母线注入与所述交流电正交的测试谐波。
在一些实施方式中，所述步骤102包括：
根据所述目标周期，确定待定周期，其中，所述目标周期为所述待定周期的偶数倍；
波形测试步骤：根据所述待定周期，测试所述母线的电压波形以及所述母线的电流波形中对应待定波形的净波值，其中，所述待定波形依据所述待定周期确定，所述净波值表征所述母线的电压波形以及所述母线的电流波形中所述待定波形的含量；
若所述净波值大于阈值，则按照预定的顺序调整所述待定周期，并跳转至所述波形测试步骤；
否则，将所述待定周期作为谐波周期，以及，根据所述谐波周期向所述母线注入所述测试谐波。
在一些实施方式中，所述根据所述待定周期，测试所述母线的电压波形以及所述母线的电流波形中对应待定波形的净波值，包括：
获取电压测试波形以及电流测试波形，其中，所述电压测试波形以及所述电流测试波形分别为基于所述母线的第一端在不短于所述目标周期的时长内获取的电压波形以及电流波形，所述母线的第一端为所述母线接入电源的一端；
根据所述电压测试波形、所述电流测试波形、所述待定周期以及第一公式，获取所述净波值，其中，所述第一公式为：
式中，为净波值，/>为电流测试波形在第/>时间节点的采样值，/>为电流测试波形或电压测试波形的采样总数量，/>为正弦函数，/>为目标周期相对待定周期的倍数，为母线电压波形或电流波形的角频率，/>为两个相邻时间节点之间的时长，/>为电压测试波形在第/>时间节点的采样值。
示例性地，如图2所示，在一个供电回路中，由电源201通过母线206为多个连接于馈线203的负载205供电，在母线206靠近连接电源201的一端设有总的电能计量装置202，而在各个馈线203与母线206连接的位置设有计量馈线的电能计量装置203。
该回路中由电源201供电，其输出的电压的波形主要受电源自身的影响，尤其对于其波动的周期而言。电压波形还受负载205的影响，可能产生畸变，通过一些分析方法，例如，傅里叶变换或小波变换，可以分析出波形畸变后，波形中除基波外的谐波的次数、幅值。
本发明实施方式，首先获取回路中的周期，一种示例为基波的周期。
为了向上述回路中注入用于测试的谐波，通常需要对回路中的电压波形、电流波形进行分析，例如，上述通过变换方式获得高次谐波的幅值和频率，再通过产生与基波正交的谐波，避开上述谐波，从而达到通信和测试的目的。
很显然，通过分析的方法，计算量较大，本发明提供了一种实施方式，采用净波值，确定回路中是否含有目标谐波。
具体来说，就是根据目标周期，确定一个待定的测试谐波，获取一个或多个周期的母线的电压波形和电流波形，如图3所示，图3中（a）中示出的为母线的电压波形，图3中（b）为母线的电流的波形，电流的波形滞后于电压的波形。在对母线的电压波形和电流波形采样后，采样的数据集与待定的测试谐波做计算，获取到净波值，如果净波值大于阈值，说明母线的电压波形和电流波形中含有该待定的测试谐波，调整待定的测试谐波的频率，再次计算净波值。否则，将待定的测试谐波作为注入的测试谐波，图3中（c）中示出的为一种注入母线的测试谐波电压的示意，图3中（d）为注入母线的测试谐波的电流示意，注入母线的测试谐波的电流滞后于注入母线的测试谐波的电压。
其中，一种净波值通过第一公式计算获得：
式中，为净波值，/>为电流测试波形在第/>时间节点的采样值，/>为电流测试波形或电压测试波形的采样总数量，/>为正弦函数，/>为目标周期相对待定周期的倍数，为母线电压波形或电流波形的角频率，/>为两个相邻时间节点之间的时长，/>为电压测试波形在第/>时间节点的采样值。
在步骤103中，根据所述测试谐波获取多个响应数据集，其中，所述多个响应数据集与所述多个馈线相对应，响应数据集表征馈线对于测试谐波的响应。
在一些实施方式中，所述测试谐波包括：第一广播谐波、第二广播谐波以及加载波，步骤103包括：
第一广播步骤：向所述母线注入预设时长以及预设幅值的第一广播谐波；
获取多个第一应答数据，其中，所述多个第一应答数据基于与所述母线连接的馈线获取；
若所述多个第一应答数据与所述多个馈线不对应，则跳转至所述第一广播步骤；
否则，执行第二广播步骤；
向所述母线注入所述加载波；
获取与所述多个馈线相对应的所述多个响应数据集；
其中，
所述第二广播步骤包括：
向所述母线注入载有测试命令的所述第二广播谐波，其中，所述测试命令表征所述加载波的测试条件；
获取多个第二应答数据，其中，所述多个第二应答数据基于与所述母线连接的馈线获取；
若所述多个第二应答数据与所述多个馈线不对应，则跳转至所述第二广播步骤。
示例性地，在一种应用场景中，可以通过步骤102确定的测试谐波进行通信以及将测试谐波作为样本谐波，注入到母线中，将样本谐波与电源产生的交流电压混合在一起。
如图4所示，该图中示意了一种设有谐波注入和谐波接收的计量装置，该装置中接入馈线203与母线206接入的一端，馈线203的另一端连接负载205。
计量装置内部包括有控制模块401，用于进行通信、数据计算等控制和计算操作，在谐波注入模块中，包括有第一放大器402，第一隔离电容403，以及反馈回路404，控制模块401输出指示谐波频率的信号，最终将谐波通过放大后注入到母线中。
计量装置内部还包括有谐波电压接收模块和谐波电流接收模块，其主要目的为采样谐波的电压和电流，谐波电压接收模块包括有第二隔离电容405，相位调整模块406，以及第二放大器407。谐波电流接收模块设有采样电阻408，该电阻串入馈线中，还设有第三放大器409，谐波电压接收模块和谐波电流接收模块分别用于接收其它计量装置产生的谐波电压和流入本馈线内部的谐波电流。
基于上述模块，多个计量装置可以实现通过谐波通信以及采集谐波的电压和电流。
对于通信过程而言，主计量装置首先发出一个预设幅值和预设时长的谐波，作为第一次广播，此时，连接于母线的其它计量装置作为从计量装置就被唤醒，并且通过上述谐波电压模块获知谐波的频率。在被成功唤醒后，会响应一个唤醒信号。
主计量装置如果接收到所有连接于母线的馈线的计量装置的响应后，则进行下一步的广播操作，否则，重新进行第一次广播，也就是唤醒操作。
第二次广播是将测试命令载入到谐波中，所谓载入就是通过谐波的不同幅值，表达不同的数字，例如，被注入的谐波中包括有两种幅值，分别代表0和1，而根据预先对应不同数字的代码，例如ASCII码，就可以表达出通信的命令。例如，正式测试从第几个波形的哪个相位进行开始，采样率为多少等等，在接收到本广播命令后，多久后会进行正式测试波，也就是加载波的注入等等。
在第二次广播完成后，如果收到所有从计量装置的响应后，就开始进行加载波注入，否则，只要如果其中一个计量装置的响应未获得，就重新进行第二次广播。
在步骤104中，根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置。
在一些实施方式中，所述测试谐波包括：加载波，所述响应数据集包括：馈线对应所述加载波的预定段的多个电压采样数据以及多个电流采样数据，步骤104包括：
根据所述多个连接点位置，确定与所述多个馈线相对应的多个母线段阻值，其中，母线段为馈线与前一级馈线之间的母线，所述前一级馈线为与靠近电源侧的相邻馈线；
特征值获取步骤：根据所述多个响应数据集获得与所述多个馈线相对应的多个电流特征值以及多个电压特征值，其中，电流特征值根据所述多个电流采样数据获得，电压特征值根据所述多个电压采样数据获得；
根据所述多个电流特征值、所述多个电压特征值以及所述多个母线段阻值，计算所述多个馈线接入点的多个电压特征估计值；
根据所述多个电压特征估计值以及所述多个电压特征值，确定产生计量偏差的馈线线路。
在一些实施方式中，所述根据所述多个响应数据集获得与所述多个馈线相对应的多个电流特征值以及多个电压特征值，包括：
根据所述多个电流采样数据、所述多个电压采样数据以及第二公式，确定所述电流特征值以及所述电压特征值，其中，所述第二公式为：
式中，为第/>条馈线的电压特征值，/>为第/>条馈线对应的响应数据集中的第/>个电压采样值，/>为预设取样数量，/>为第/>条馈线的电流特征值，/>为第/>条馈线对应的响应数据集中的第/>个电流采样值。
在一些实施方式中，所述根据所述多个电流特征值、所述多个电压特征值以及所述多个母线段阻值，计算所述多个馈线接入点的多个电压特征估计值，包括：
根据所述多个电流特征值、所述多个电压特征值、所述多个母线段阻值以及第三公式，确定所述多个电压特征估计值，其中，所述第三公式为：
式中，为第/>条馈线的电压特征估计值，/>为第/>条馈线的电流特征值，/>为馈线的总数量，/>为对应第/>条馈线的母线段阻值，/>为第/>条馈线的电压特征值。
在一些实施方式中，所述根据所述多个电压特征估计值以及所述多个电压特征值，确定产生计量偏差的线路，包括：
根据对应的馈线、所述多个电压特征估计值、所述多个电压特征值以及第四公式，获取多个残差，其中，残差为电压特征估计值与电压特征值之间的差，所述第四公式为：
式中，为第/>条馈线的残差；
按照从尾端到首端的顺序，从所述多个馈线中找到第一个残差的绝对值大于阈值的馈线作为所述产生计量偏差的馈线线路，其中，所述尾端为远离母线接入电源的一端，所述首端为母线接入电源的一端。
示例性地，本发明通过加载波的分析，获得计量偏差所在的馈线。
如我们所知，母线的阻值，其与母线的长度成正比，因此，可以根据母线的长度和截面积，计算出母线段的阻值，母线段是指两个相邻馈线之间的母线。
如上所述，对加载波（注入的用于测试的谐波）采样后，获取到电压采样数据和电流采样数据，通过第二公式计算，就可以得到对应于多个馈线的电压特征值和电流特征值：
式中，为第/>条馈线的电压特征值，/>为第/>条馈线对应的响应数据集中的第/>个电压采样值，/>为预设取样数量，/>为第/>条馈线的电流特征值，/>为第/>条馈线对应的响应数据集中的第/>个电流采样值。
根据多个母线段的阻值、电压特征值、电流特征值以及第三公式，就可以得到对应于多个馈线的电压特征估计值，第三公式：
式中，为第/>条馈线的电压特征估计值，/>为第/>条馈线的电流特征值，/>为馈线的总数量，/>为对应第/>条馈线的母线段阻值，/>为第/>条馈线的电压特征值。
通过逆序的方式，也就是按照馈线距离电源距离由远到近的顺序，计算残差，若遇到残差的绝对值大于阈值，则说明该残差对应的馈线存在计量偏差，具体而言，残差通过第四公式获得：
式中，为第/>条馈线的残差；
在一些实施方式中，在所述根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置，步骤之后，包括步骤105：
若所述残差为正值，则为电压幅值计量导致的计量偏差；
若所述残差为负值，则为电流幅值计量导致的计量偏差；
若所述多个残差的绝对值均小于或等于阈值，则减少所述预设取样数量，并跳转至所述特征值获取步骤；
若经过减少所述预设取样数量后，所述多个残差中至少一个残差的绝对值大于阈值，则为电流相位或电压相位计量导致的计量偏差。
示例性地，此外，本发明实施方式，还可以确定计量偏差产生的原因，计量偏差产生的根本原因分为三种，一种为电压计量偏差导致的计量偏差，另一种为电流计量偏差导致的计量偏差，还有一种为相位偏差导致的计量偏差。
上述残差若绝对值超过阈值时，如果残差为正值，说明是电压幅值计量导致的计量偏差，若为幅值，则为电流计量产生的计量偏差。
若经过从距离电源距离由远到近的顺序梳理完所有残差后，仍旧不能对计量偏差进行定位，那很有可能是因为数据采集的样本数量过大导致的，如图3中的（c）和（d），两个分别为电压波形和电流波形，电流波形滞后于电压波形，如果采样的样本覆盖波形的周期的整数倍，或半周期的整数倍，那么，对于相位偏差的情形，残差值通常较小，或者为一个接近于0的数值。
此时，应当减少采样样本的数量，尽可能控制在波形的半周期以内，此时，若计算获得的残差相对于之前的残差增大，则说明是相位偏差带来的计量偏差。
本发明计量偏差定位方法实施方式，其首先获取获取目标周期，其中，所述目标周期表征母线输送交流电波动的时长，所述母线与多个馈线电连接，负载通过馈线接受所述母线输送的交流电；然后，根据所述目标周期以及所述母线的波形，向所述母线注入与所述交流电正交的测试谐波；接着，根据所述测试谐波获取多个响应数据集，其中，所述多个响应数据集与所述多个馈线相对应，响应数据集表征馈线对于测试谐波的响应；最后，根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置。本发明实施方式，通过将与电源的交流电正交的谐波注入到母线中，在通信时，可以通过正交频分的积分的形式滤除交流电的干扰，受母线交流电影响小，通信距离长。注入的谐波同时作为测试波，其幅值和频率可控，通过提取测试波电压特征值和电流特征值，将电压特征值和电流特征值结合母线段的阻抗，获取到电压特征估计值，然后，根据电压特征估计值与电压特征值之间的偏差，定位到计量偏差所在的位置，由于注入波与电源的交流电传输路径相同，因此，定位结果准确、可靠。此外，结合残差的值，可以确定偏差产生的根本原因，为检修工作提供了依据和方向。
应理解，上述实施方式中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施方式的实施过程构成任何限定。
以下为本发明的装置实施方式，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施方式。
图5是本发明实施方式提供的计量偏差定位装置功能框图，参照图5，计量偏差定位装置5包括：基波获取模块501、谐波注入模块502、响应数据获取模块503以及定位模块504，其中：
基波获取模块501，用于获取目标周期，其中，所述目标周期表征母线输送交流电波动的时长，所述母线与多个馈线电连接，负载通过馈线接受所述母线输送的交流电；
谐波注入模块502，用于根据所述目标周期以及所述母线的波形，向所述母线注入与所述交流电正交的测试谐波；
响应数据获取模块503，用于根据所述测试谐波获取多个响应数据集，其中，所述多个响应数据集与所述多个馈线相对应，响应数据集表征馈线对于测试谐波的响应；
定位模块504，用于根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置。
图6是本发明实施方式提供的终端的功能框图。如图6所示，该实施方式的终端6包括：处理器600和存储器601，所述存储器601中存储有可在所述处理器600上运行的计算机程序602。所述处理器600执行所述计算机程序602时实现上述各个计量偏差定位方法及实施方式中的步骤，例如图1所示的步骤101至步骤104。
示例性的，所述计算机程序602可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器601中，并由所述处理器600执行，以完成本发明。
所述终端6可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端6可包括，但不仅限于，处理器600、存储器601。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端6的示例，并不构成对终端6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端6还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器600可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器601可以是所述终端6的内部存储单元，例如终端6的硬盘或内存。所述存储器601也可以是所述终端6的外部存储设备，例如所述终端6上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器601还可以既包括所述终端6的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器601用于存储所述计算机程序602以及所述终端6所需的其他程序和数据。所述存储器601还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施方式中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施方式中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施方式中，对各个实施方式的描述都各有侧重，某个实施方式中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施方式的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施方式中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施方式方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法及装置实施方式的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上所述实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式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：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种计量偏差定位方法，其特征在于，包括：
获取目标周期，其中，所述目标周期表征母线输送交流电波动的时长，所述母线与多个馈线电连接，负载通过馈线接受所述母线输送的交流电；
根据所述目标周期以及所述母线的波形，向所述母线注入与所述交流电正交的测试谐波；
根据所述测试谐波获取多个响应数据集，其中，所述多个响应数据集与所述多个馈线相对应，响应数据集表征馈线对于测试谐波的响应；
根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置；
其中，
所述测试谐波包括：加载波，所述响应数据集包括：馈线对应所述加载波的预定段的多个电压采样数据以及多个电流采样数据，所述根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置，包括：
根据所述多个连接点位置，确定与所述多个馈线相对应的多个母线段阻值，其中，母线段为馈线与前一级馈线之间的母线，所述前一级馈线为与靠近电源侧的相邻馈线；
特征值获取步骤：根据所述多个响应数据集获得与所述多个馈线相对应的多个电流特征值以及多个电压特征值，其中，电流特征值根据所述多个电流采样数据获得，电压特征值根据所述多个电压采样数据获得；
根据所述多个电流特征值、所述多个电压特征值以及所述多个母线段阻值，计算所述多个馈线接入点的多个电压特征估计值；
根据所述多个电压特征估计值以及所述多个电压特征值，确定产生计量偏差的馈线线路；
所述根据所述多个响应数据集获得与所述多个馈线相对应的多个电流特征值以及多个电压特征值，包括：
根据所述多个电流采样数据、所述多个电压采样数据以及第二公式，确定所述电流特征值以及所述电压特征值，其中，所述第二公式为：
式中，为第/>条馈线的电压特征值，/>为第/>条馈线对应的响应数据集中的第/>个电压采样值，/>为预设取样数量，/>为第/>条馈线的电流特征值，/>为第/>条馈线对应的响应数据集中的第/>个电流采样值；
所述根据所述多个电流特征值、所述多个电压特征值以及所述多个母线段阻值，计算所述多个馈线接入点的多个电压特征估计值，包括：
根据所述多个电流特征值、所述多个电压特征值、所述多个母线段阻值以及第三公式，确定所述多个电压特征估计值，其中，所述第三公式为：
式中，为第/>条馈线的电压特征估计值，/>为第/>条馈线的电流特征值，/>为馈线的总数量，/>为对应第/>条馈线的母线段阻值，/>为母线段的总数量，/>为第/>条馈线的电压特征值；
所述根据所述多个电压特征估计值以及所述多个电压特征值，确定产生计量偏差的线路，包括：
根据对应的馈线、所述多个电压特征估计值、所述多个电压特征值以及第四公式，获取多个残差，其中，残差为电压特征估计值与电压特征值之间的差，所述第四公式为：
式中，为第/>条馈线的残差；
按照从尾端到首端的顺序，从所述多个馈线中找到第一个残差的绝对值大于阈值的馈线作为所述产生计量偏差的馈线线路，其中，所述尾端为远离母线接入电源的一端，所述首端为母线接入电源的一端。
2.根据权利要求1所述的计量偏差定位方法，其特征在于，所述根据所述目标周期以及所述母线的波形，向所述母线注入与所述交流电正交的测试谐波，包括：
根据所述目标周期，确定待定周期，其中，所述目标周期为所述待定周期的偶数倍；
波形测试步骤：根据所述待定周期，测试所述母线的电压波形以及所述母线的电流波形中对应待定波形的净波值，其中，所述待定波形依据所述待定周期确定，所述净波值表征所述母线的电压波形以及所述母线的电流波形中所述待定波形的含量；
若所述净波值大于阈值，则按照预定的顺序调整所述待定周期，并跳转至所述波形测试步骤；
否则，将所述待定周期作为谐波周期，以及，根据所述谐波周期向所述母线注入所述测试谐波。
3.根据权利要求2所述的计量偏差定位方法，其特征在于，所述根据所述待定周期，测试所述母线的电压波形以及所述母线的电流波形中对应待定波形的净波值，包括：
获取电压测试波形以及电流测试波形，其中，所述电压测试波形以及所述电流测试波形分别为基于所述母线的第一端在不短于所述目标周期的时长内获取的电压波形以及电流波形，所述母线的第一端为所述母线接入电源的一端；
根据所述电压测试波形、所述电流测试波形、所述待定周期以及第一公式，获取所述净波值，其中，所述第一公式为：
式中，为净波值，/>为电流测试波形在第/>时间节点的采样值，/>为电流测试波形或电压测试波形的采样总数量，/>为正弦函数，/>为目标周期相对待定周期的倍数，/>为母线电压波形或电流波形的角频率，/>为两个相邻时间节点之间的时长，/>为电压测试波形在第/>时间节点的采样值。
4.根据权利要求1所述的计量偏差定位方法，其特征在于，所述测试谐波包括：第一广播谐波、第二广播谐波以及加载波，所述根据所述测试谐波获取多个响应数据集，包括：
第一广播步骤：向所述母线注入预设时长以及预设幅值的第一广播谐波；
获取多个第一应答数据，其中，所述多个第一应答数据基于与所述母线连接的馈线获取；
若所述多个第一应答数据与所述多个馈线不对应，则跳转至所述第一广播步骤；
否则，执行第二广播步骤；
向所述母线注入所述加载波；
获取与所述多个馈线相对应的所述多个响应数据集；
其中，
所述第二广播步骤包括：
向所述母线注入载有测试命令的所述第二广播谐波，其中，所述测试命令表征所述加载波的测试条件；
获取多个第二应答数据，其中，所述多个第二应答数据基于与所述母线连接的馈线获取；
若所述多个第二应答数据与所述多个馈线不对应，则跳转至所述第二广播步骤。
5.根据权利要求1所述的计量偏差定位方法，其特征在于，在所述根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置，步骤之后，包括：
若所述残差为正值，则为电压幅值计量导致的计量偏差；
若所述残差为负值，则为电流幅值计量导致的计量偏差；
若所述多个残差的绝对值均小于或等于阈值，则减少所述预设取样数量，并跳转至所述特征值获取步骤；
若经过减少所述预设取样数量后，所述多个残差中至少一个残差的绝对值大于阈值，则为电流相位或电压相位计量导致的计量偏差。
6.一种计量偏差定位装置，其特征在于，用于实现如权利要求1-5任一项所述的计量偏差定位方法，所述计量偏差定位装置包括：
基波获取模块，用于获取目标周期，其中，所述目标周期表征母线输送交流电波动的时长，所述母线与多个馈线电连接，负载通过馈线接受所述母线输送的交流电；
谐波注入模块，用于根据所述目标周期以及所述母线的波形，向所述母线注入与所述交流电正交的测试谐波；
响应数据获取模块，用于根据所述测试谐波获取多个响应数据集，其中，所述多个响应数据集与所述多个馈线相对应，响应数据集表征馈线对于测试谐波的响应；
以及，
定位模块，用于根据所述多个馈线与所述母线的连接点位置以及所述多个响应数据集，确定计量偏差产生的位置。
7.一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
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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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