CN204886193U - 电力用户超容监测系统 - Google Patents

Abstract

一种电力用户超容监测系统，该电力用户超容监测系统包括：信号采集模块，核心控制模块，存储通信模块及负荷控制模块；信号采集模块连接用户用电设备，实时采集用户用电设备的电压信号及电流信号；核心控制模块，连接信号采集模块，根据电压信号及电流信号输出报警指令及输出跳闸指令；存储通信模块，连接核心控制模块，存储用户实时功率数据、报警操作信息及跳闸动作信息，并将户用电实时功率及超容时间实时上传至营销稽查系统；负荷控制模块，连接存储通信模块，用于接收报警指令及跳闸指令，根据报警指令触发报警动作，并根据跳闸指令执行跳闸动作。本实用新型可以向用户发出超容报警信号，并在严重超容时切断部分不重要负荷，确保用电安全。

Description

电力用户超容监测系统

技术领域

本实用新型是关于电力用户超容量监测技术，特别是关于一种电力用户超容监测系统。

背景技术

在电力供应和使用中，用户超容量用电现象时有发生。特别是近来国家电网实施尖、峰、平、谷分时分段电价，由于低谷时段电价较低，大工业用户在低谷时段超约定容量用电现象明显。在电力营销工作中发现，虽然多数工业用户的超容用电量不大，但由于超容用电危害电力系统安全稳定运行，仍然需要按照流程处理超容问题，这给供电企业和用电客户都带来了不便。

针对电力用户的超容量用电行为，现有技术中电网企业主要依靠营销稽查系统进行监测和分析。营销稽查系统是通过稽查主题管理，对供电应急处置、经营成果、营销工作质量、营销服务资源中不正常现象及营销业务应用系统产生矛盾数据进行监控及稽查。对于用户的超容用电现象，稽查系统根据用户报装用电容量设定了告警阀值，当用户月用电量超过这一阀值时系统自动产生超容记录，以此生成稽查工单进行处理。但是，现有的稽查系统在处理用户超容用电问题时，主要存在以下缺点：

(1)现有的稽查系统是通过统计用户的月用电量来判断用户是否存在超容用电问题，具体方法如下：

理论最大用电量＝客户当月最大运行容量×月日历天数(30或31)×日运行小时数(24)；

客户超容率＝(客户月用电量/理论最大用电量-1)×100％

这样的算法能够反映用户超容量用电的量度，但是不能反映用户实时用电功率，因此无法计算用户超容用电的功率大小。

(2)现有的稽查系统不能记录用户超容用电的时长，导致对超容用户进行处理时依据不足。

(3)现有的稽查系统没有充分考虑用户侧需求，在用户用电量达到延时检测时间时不能实时提供告警信号。对于大量非故意超容用户，当前系统阀值设置过低，会给这部分用户带来困扰。

(4)对于严重超容用户，现有的稽查系统没有配置相应的负荷控制装置，只能依靠人工到现场处理。

针对超负荷用电现象，现有技术中出现了超负荷报警问题处理技术，其原理是认为电压信号保持不变的前提下，通过检测电流大小判断用户功率是否超过额定值。在检测到的电流值超过预设报警值时，输出报警信号。

该超负荷报警问题处理技术具有如下缺点：

(1)该技术只检测电流值，忽略了电压变化问题。在实际电力系统运行中，电压会根据系统运行状况发生变化，特别是在工业用电集中、负荷率较高的地区，电压变化会比较明显，如果忽略这一问题，将会对检测结果准确度产生较大影响。

(2)该技术没有明确用户超容运行时长，不能有效区分用户是短时正常过负荷还是长时间超容量用电。

(3)该技术没有考虑到将用户用电功率实时记录并上传至电网企业，在实际电力稽查中不能提供有力证据。

(4)该技术没有系统保护和负荷控制功能。在用户严重超容时，不能有效切断用户超容负荷，可能会给电网正常运行带来安全隐患。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电力用户超容监测系统，以从电力用户角度，向用户发出超容报警信号，并在严重超容时切断部分不重要负荷，确保用电安全；从电力企业角度，通过实时监测用户用电功率并将数据上传，以及时发现用户超容问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种电力用户超容监测系统，所述电力用户超容监测系统包括：信号采集模块，核心控制模块，存储通信模块及负荷控制模块；

所述信号采集模块连接用户用电设备，实时采集所述用户用电设备的电压信号及电流信号；

所述核心控制模块连接所述信号采集模块，根据所述电压信号及电流信号输出报警指令及输出跳闸指令；

所述存储通信模块连接所述核心控制模块，存储用户实时功率数据、报警操作信息及跳闸动作信息，并将所述用户实时功率数据及超容时间实时上传至营销稽查系统；

所述负荷控制模块连接所述存储通信模块，用于接收所述报警指令及跳闸指令，根据所述报警指令触发报警动作，并根据所述跳闸指令执行跳闸动作。

一实施例中，所述信号采集模块包括：

TV降压器，用于实时采集所述电压信号；

TA降流器，用于实时采集所述电流信号。

一实施例中，所述负荷控制模块包括：声光报警部分及跳闸保护部分；其中，

所述声光报警部分包括：彩色LED灯、扬声器及其驱动电路组成，根据接收到的所述报警指令发出声光报警提示；

所述的跳闸保护部分包括：开关及断路器，连接用电设备，根据接收到的所述跳闸指令执行部分用电设备的跳闸操作。

一实施例中，所述存储通信模块包括：

存储模块，用于存储所述用户实时功率数据、报警操作信息及跳闸动作信息；

通信模块，用于将所述用户实时功率数据及超容时间实时上传至营销稽查系统。

一实施例中，所述电力用户超容监测系统还包括：

显示模块，连接所述通信模块，接收用户最大功率、当前运行功率及超容时间。

一实施例中，所述电力用户超容监测系统还包括：

电源模块，连接所述核心控制模块，信号采集模块，存储通信模块及显示模块。

本实用新型实施例的有益效果在于，从电力用户角度，可以向用户发出超容报警信号，并在严重超容时切断部分不重要负荷，确保用电安全。从电力企业角度，可以通过实时监测用户用电功率并将数据上传，以及时发现用户超容问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的电力用户超容监测系统的结构示意图；

图2A及图2B为本实用新型实施例的信号采集模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的核心控制模块的结构示意图；

图4电力用户超容监测系统的工作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

超容用电问题不仅危害用户自身设备安全，还会给电力系统稳定运行带来不利影响。为了有效解决现有技术中用户超容问题，本实用新型实施例提供一种电力用户超容监测系统，如图1所示，该电力用户超容监测系统包括：信号采集模块，核心控制模块，负荷控制模块，存储通信模块，稽查系统，稽查系统数据库及SG186数据库。

核心控制模块连接信号采集模块及存储通信模块，存储通信模块连接至负荷控制模块，负荷控制模块连接至稽查系统及电力用户，稽查系统连接稽查系统数据库，稽查系统还通过电网企业连接至SG186数据库。

信号采集模块可以实时采集用户用电的电压信号及电流信号。核心控制模块从信号采集模块获取电压信号及电流信号，根据电压信号及电流信号计算用户用电实时功率，然后将用户用电实时功率与预设的最大功率进行比较，判断用户用电是否超容。如果用户用电实时功率大于预设的最大功率，则用户用电超容。对于超容用户，核心控制模块可以输出报警指令给负荷控制模块，并判断超容用户的超容时间是否超过预设的延时检测时间，如果判断超容时间超过预设的延时检测时间时，控制模块可以输出跳闸指令给负荷控制模块。

存储通信模块可以存储所述用户实时功率数据、报警操作信息及跳闸动作信息，并将用户实时功率数据及超容时间实时上传至营销稽查系统及SG186数据库。

负荷控制模块，通过存储通信模块接收报警指令触发报警操作，根据所述报警指令触发报警操作，并根据跳闸指令执行跳闸操作。

具体实施时，如图1所示，电力用户超容监测系统还包括：电源模块及显示模块。

电源模块连接核心控制模块，信号采集模块，存储通信模块及显示模块，为核心控制模块，信号采集模块，存储通信模块及显示模块供电。

显示模块连接通信模块，接收用户最大功率、当前运行功率及超容时间并显示在其显示屏上。显示模块可以采用可触摸显示屏，数字大小、显示内容、显示布局等参数按照国家电网公司通用的电能表标准执行。显示屏提供用户交互界面，电力企业工作人员可以设定用户的最大功率限值、超容时间预设阀值等参数，并可选择读取设备实时功率数据。

一实施例中，如图2A及图2B所示，信号采集模块包括：TV降压器，TA降流器。TA降流器可以选用高导磁率的坡莫合金作铁芯的互感器，可以提高精度、降低体积。

TV降压器用于实时采集所述电压信号并输出给核心控制模块。TA降流器用于实时采集电流信号，并将电流信号输出给核心控制模块。

另一实施例中，信号采集模块除了采用TV降压器作为电压变换器之外，还可以采用电阻网络分压器，电阻网络分压器具有线性好、成本低的优点，但是不能实现电气隔离，抗干扰能力相对TV降压器略差。

核心控制模块可以由DSP(数字信号处理器)及高速MCU(微处理器)组成。一实施例中，如图3所示，核心控制模块包括：A/D转换器，数字乘法器，比较器及时钟。A/D转换器用于将电压信号及电流信号转换为数字信号；数字乘法器用于计算数字信号，生成用户用电实时功率；比较器用于将用户用电实时功率与预设的最大功率进行比较，判断用户用电是否超容；时钟用于设定预设的延时检测时间，并判断超容用户的超容时间是否超过预设的延时检测时间。

如图3所示，负荷控制模块包括：声光报警部分301及跳闸保护部分302。其中，声光报警部分301包括：彩色LED灯、扬声器及其驱动电路组成，声光报警部分301根据接收到的报警指令向用户发出声光报警提示。

跳闸保护部分302包括：开关及断路器，连接用电设备，根据接收到的跳闸指令执行部分用电设备的跳闸操作，以保护电网和用电设备。

存储通信模块包括：存储模块及通信模块。存储模块用于临时存储用户实时功率数据、报警操作信息及跳闸动作信息。通信模块用于将用户实时功率数据及超容时间实时上传至营销稽查系统，通信模块配置常见的通信接口，主要包括光纤接口、网络接口、RS-485接口、RS-232接口、扩展USB接口等。

图4为电力用户超容监测系统的工作流程示意图，下面结合图4详细说明本实用新型的电力用户超容监测流程。

首先，本实用新型通过TV降压器(电压变换器)实时采集电压信号，通过TA降流器实时采集电流信号(电流变换器)。

采集电压信号及电流信号之后，核心控制模块利用A/D转换器将电压信号及电流信号转换为数字信号，然后利用数字乘法器计算所述数字信号，生成用户用电实时功率。

计算得到用户用电实时功率之后，需要进行超容判断，核心控制模块利用比较器将用户用电实时功率与预设的最大功率进行比较，判断用户用电是否超容。如果用户用电不超容，重新采集电压信号及电流信号。

对于超容用户，核心控制模块将向负荷控制模块声光报警部分发出报警提示，提示用户合理安排用电。同时显示报警提示信息及用户超容功率，并将报警提示信息及用户超容功率上传至稽查系统及电力企业。

另外，核心控制模块的时钟还需要设定预设的延时检测时间，以判断超容用户的超容时间是否超过预设的延时检测时间。当超容用户的超容时间是否超过预设的延时检测时间时，向负荷控制模块跳闸保护部分302发出跳闸指令，以控制跳闸保护部分302执行部分用电设备的跳闸操作，以保护电网和用电设备。

本实用新型实施例的有益效果在于，从电力用户角度，可以向用户发出超容报警信号，并在严重超容时切断部分不重要负荷，确保用电安全。从电力企业角度，可以通过实时监测用户用电功率并将数据上传，以及时发现用户超容问题。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种电力用户超容监测系统，其特征在于，所述电力用户超容监测系统包括：信号采集模块，核心控制模块，存储通信模块及负荷控制模块；

所述信号采集模块连接用户用电设备，实时采集所述用户用电设备的电压信号及电流信号；

所述核心控制模块连接所述信号采集模块，根据所述电压信号及电流信号输出报警指令及输出跳闸指令；

所述存储通信模块连接所述核心控制模块，存储用户实时功率数据、报警操作信息及跳闸动作信息，并将所述用户实时功率数据及超容时间实时上传至营销稽查系统；

所述负荷控制模块连接所述存储通信模块，用于接收所述报警指令及跳闸指令，根据所述报警指令触发报警动作，并根据所述跳闸指令执行跳闸动作。

2.根据权利要求1所述的电力用户超容监测系统，其特征在于，所述信号采集模块包括：

TV降压器，用于实时采集所述电压信号；

TA降流器，用于实时采集所述电流信号。

3.根据权利要求1所述的电力用户超容监测系统，其特征在于，所述负荷控制模块包括：声光报警部分及跳闸保护部分；其中，

所述声光报警部分包括：彩色LED灯、扬声器及其驱动电路组成，根据接收到的所述报警指令发出声光报警提示；

所述的跳闸保护部分包括：开关及断路器，连接用电设备，根据接收到的所述跳闸指令执行部分用电设备的跳闸操作。

4.根据权利要求1所述的电力用户超容监测系统，其特征在于，所述存储通信模块包括：

存储模块，用于存储所述用户实时功率数据、报警操作信息及跳闸动作信息；

通信模块，用于将所述用户实时功率数据及超容时间实时上传至营销稽查系统。

5.根据权利要求4所述的电力用户超容监测系统，其特征在于，所述电力用户超容监测系统还包括：

显示模块，连接所述通信模块，接收用户最大功率、当前运行功率及超容时间并显示。

6.根据权利要求5所述的电力用户超容监测系统，其特征在于，所述电力用户超容监测系统还包括：

电源模块，连接所述核心控制模块，信号采集模块，存储通信模块及显示模块。