CN213750303U - 一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统，包括电网管理主站、用电信息采集终端、智能电能表以及用于各设备间信息数据传输的通信模块；本实用新型的电能计量异常诊断系统，基于设置的各种系统模块结构的功能，包括实现各类计量异常分级管理；引入主站自动化诊断，进一步分析诊断计量异常用户用电信息，输出计量异常清单供给作业人员开展现场作业工作；与现有技术相比，本实用新型的系统架构具备通过对电力用户用电信息进行采集、处理、数据在线实时监测分析的功能，其各类模块分工实现了用户用电信息的自动采集、计量异常监测、用电分析和管理，同时具备相关信息发布、智能用电设备的信息交互等功能。

Description

一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统

技术领域

本实用新型涉及电力领域，更具体地说它涉及一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统。

背景技术

随着国家电力政策不断的变化，电力市场竞争日益突显，管理水平的提高、内部潜力的发掘、提高经济效益等是供电企业面临的问题。线损率是电网经营企业一个综合性的核心经济技术指标，加强线损管理是电网经营企业一项长期的战略任务和系统工程。

当前，电力用户用电信息采集系统在供电部门得到了广泛的应用，电力用户用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常和电能质量监测、用电分析和管理，具备相关信息发布、智能用电设备的信息交互等功能模块。从物理架构来说，用电信息采集系统由系统主站、通信信道、采集终端和智能电表组成。

实用新型内容

针对上述，本实用新型公开一种具有若干模块进行自动采集用户的用电信息数据信息数据，进行计量异常监测、异常用电分析和管理，再按诊断计量异常分级规则综合开展相应的计量异常诊断处理流程的基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统架构。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统，包括电网管理主站、用电信息采集终端、智能电能表以及用于各设备间信息数据传输的通信模块，其特征在于：

所述主站设置有计量异常在线监测模组，所述计量异常在线监测模组通过通信模块与采集终端相通信，包括电能表示值不平分析模块、电能表飞走分析模块、电能表倒走分析模块、电能表停走分析模块、反向电量异常分析模块、电能表时钟异常分析模块，用于对电能表飞走、倒走、停走、反向电量异常、电能表示值不平的计量异常分析和诊断，实时判断不同的数据采集方式和触发方式生成计量数据异常现象；

所述主站还设置有计量异常自动化诊断模组，所述计量异常自动化诊断模组包括电能表示值不平异常自动化诊断模块、电能表飞走异常自动化诊断模块、电能表倒走异常自动化诊断模块、电能表停走异常自动化诊断模块、反向电量异常自动化诊断模块，用于对判断异常用户采集的用电信息数据进行诊断分析，对计量异常在线监测模组输出的异常用户用电信息进行透抄电表数据，并对其进行多次的自动化诊断；

所述计量异常自动化诊断模组还包括计量异常清单生成模块，所述计量异常清单生成模块用于生成通过计量异常自动化诊断模组诊断输出的计量异常清单。

优选的，所述采集终端通过通信模块与智能电能表，用于对用户用电信息进行采集。

优选的，所述主站还设置有交互模块，用于操作人员与主站功能、控制、信息的交互。

优选的，所述主站还包括采集基础数据治理模块，用于电能表历史电量可追溯治理方面的内容。

相对于现有方案，本方案设置采集基础数据治理模块，为开展智能电能表状态评价算法提供数据支撑，提高了算法整体命中率，进一步优化了系统的准确和公正。

优选的，还包括有现场作业终端，所述计量异常清单可用于现场作业终端的作业工单派单。

优选的，还包括有其它处理流程模块，所述计量异常自动化诊断模组在多次自动化诊断完成后验证结果并不相同的，则将数据信息传输至其它处理流程模块进行处理。

优选的，所述的计量异常清单可用于计量异常治理和计量异常自动化诊断模组内置的诊断模型的优化。

与现有技术相比本实用新型的有益效果：

与现有技术相比，本实用新型通过对电力用户用电信息进行采集、处理、异常在线实时监测分析，实现了用户用电信息的自动采集、计量异常监测、用电分析和管理，同时具备相关信息发布、智能用电设备的信息交互等。

附图说明

图1是本实用新型系统的整体结构框架示意图。

图2是本实施例计量异常自动化诊断模组流程示意图。

图3是现有的计量在线监测流程示意图。

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作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。

如图1-3所示，一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统，包括电网管理主站、用电信息采集终端、智能电能表以及用于各设备间信息数据传输的通信模块，其特征在于：

所述主站设置有计量异常在线监测模组，所述计量异常在线监测模组通过通信模块与采集终端相通信，包括电能表示值不平分析模块、电能表飞走分析模块、电能表倒走分析模块、电能表停走分析模块、反向电量异常分析模块、电能表时钟异常分析模块，用于对电能表飞走、倒走、停走、反向电量异常、电能表示值不平的计量异常分析和诊断，实时判断不同的数据采集方式和触发方式生成计量数据异常现象；

所述主站还设置有计量异常自动化诊断模组，所述计量异常自动化诊断模组包括电能表示值不平异常自动化诊断模块、电能表飞走异常自动化诊断模块、电能表倒走异常自动化诊断模块、电能表停走异常自动化诊断模块、反向电量异常自动化诊断模块，用于对判断异常用户采集的用电信息数据进行诊断分析，对计量异常在线监测模组输出的异常用户用电信息进行透抄电表数据，并对其进行多次的自动化诊断；

所述计量异常自动化诊断模组还包括计量异常清单生成模块，所述计量异常清单生成模块用于生成通过计量异常自动化诊断模组诊断输出的计量异常清单。

优选的，所述采集终端通过通信模块与智能电能表，用于对用户用电信息进行采集。

优选的，所述主站还设置有交互模块，用于操作人员与主站功能、控制、信息的交互。

优选的，所述主站还包括采集基础数据治理模块，用于电能表历史电量可追溯治理、采集通信诊断异常、负荷异常辅助分析、用电异常辅助分析、光伏异常辅助分析、网侧异常辅助分析方面的内容。

相对于现有方案，本方案设置采集基础数据治理模块，为开展智能电能表状态评价及更换相关基础数据治理，为状态评价算法提供数据支撑，提高了算法整体命中率，进一步优化了系统的准确和公正。

优选的，还包括有现场作业终端，所述计量异常清单可用于现场作业终端的作业工单派单。

优选的，还包括有其它处理流程模块，所述计量异常自动化诊断模组在多次自动化诊断完成后验证结果并不相同的，则将数据信息传输至其它处理流程模块进行处理。

优选的，所述的计量异常清单可用于计量异常治理和计量异常自动化诊断模组内置的诊断模型的优化。

实施例：

如图2所示本实施例所提出的计量异常自动化诊断流程，图3为现有的诊断计量流程，相对于现有的技术流程，本实用新型的计量异常诊断模型基于计量异常工单处理情况、计量异常重要等级、专家知识库、历史经验等对每一类计量异常设置不同异常预警阈值，并按不同阈值进行分级管理。

本实用新型方便各单位运维人员结合自身的消缺能力、计量异常重要等级对计量异常进行分类分阶段处理，缓解了各单位由于人员短缺等问题引起的重要异常处理不及时问题；

其次主站根据计量异常智能诊断分析模型针对不同的数据采集方式和触发方式生成计量数据初步诊断结果（该诊断结果即为现有的诊断的计量异常最终结果）；

然后基于计量数据初步诊断结果，进行自动化诊断，自动化诊断分为一次诊断和二次诊断，一次诊断通过远程透抄电能表数据与主站数据进行比对，若二者不一致，则利用透抄回来的电表数据进行二次诊断，按照计量异常智能诊断分析模型进行计量异常二次分析，若异常生成计量异常，同时生成采集数据错误异常，转其它流程处理；若无异常，则生成采集数据错误异常，转其它流程处理，该电表不生成计量异常；若二者一致，根据异常分级规则，生成各类级别的计量异常清单。

透抄情况说明：主站远程透抄电能表数据分两种情况：如透抄不成功且满足计量异常在线监测及智能诊断分析模型的条件则根据异常分级规则，生成各类级别的计量异常清单；如透抄成功则根据自动化诊断过程进行相应的处理。

1.电能表示值不平异常自动化诊断

基于电能表示值不平异常算法模型，主站在发现其计量数据异常现象后，引入主站自动化诊断，通过每日透招电能表日冻结正/反向有功电能示值（日冻结正/反向有功总、尖、峰、平、谷）数据与主站保存的日冻结正/反向有功电能示值（日冻结正/反向有功总、尖、峰、平、谷）数据进行比对，完成一次诊断并初步排除采集数据错误，再次根据透招电能表数据，通过异常算法模型进行二次诊断，按照计量异常分级规则，生成电能表示值不平工单。

2.电能表飞走异常自动化诊断

基于电能表飞走异常算法模型，主站在发现其计量数据异常现象后，引入主站自动化诊断，通过每日透招电能表日冻结正/反向有功总电能示值与主站保存的日冻结正/反向有功总电能示值进行比对，完成一次诊断并初步排除采集数据错误，再次根据透招电能表数据，通过异常算法模型进行二次诊断，按照计量异常分级规则，生成电能表飞走工单。

3.电能表倒走异常自动化诊断

基于电能表倒走异常算法模型，主站在发现其计量数据异常现象后，引入主站自动化诊断，通过每日透招电能表日冻结正/反向有功总电能示值与主站保存的日冻结正/反向有功总电能示值进行比对，完成一次诊断并初步排除采集数据错误，再次根据透招电能表数据，通过异常算法模型进行二次诊断，按照计量异常分级规则，生成电能表倒走工单。

4.电能表停走分析模型优化

基于电能表停走异常算法模型，主站在发现其计量数据异常现象后，引入主站自动化诊断，通过每日透招电能表日冻结正/反向有功总电能示值与主站保存的日冻结正/反向有功总电能示值进行比对，完成一次诊断并初步排除采集数据错误，再次根据透招电能表数据，通过异常算法模型进行二次诊断，按照计量异常分级规则，生成电能表停走工单。

5.反向电量异常分析模型优化

基于反向电量异常算法模型，主站在发现其计量数据异常现象后，引入主站自动化诊断，通过每日透招电能表日冻结正/反向有功总电能示值与主站保存的日冻结正/反向有功总电能示值进行比对，完成一次诊断并初步排除采集数据错误，再次根据透招电能表数据，通过异常算法模型进行二次诊断，按照计量异常分级规则，生成反向电量异常工单。

本方案的计量异常自动化诊断模组基于计量数据异常现象、自动化诊断召测的结果数据、召测结果的分析比对数据，综合开展自动化诊断成效分析，实现按供电单位、异常类型、统计时段等多维度的成效可视化展示。包括自动化诊断前的工单数量、采集数据错误数量、透招数据二次诊断工单数量、自动化诊断后的工单数量、工单下降比例等，同时支持查看采集数据错误用户的终端上报数据和电表透招数据的明细信息。

与现有技术相比，本实施例还提供了通过计量异常自动化诊断模组和自动化诊断结果以及现场作业结果反馈，对现有的计量异常在线监测模组内各模块的内置分析模型进行优化，以提升分析精准率的方法：

1、电能表示值不平分析模型优化

（1）诊断方法

计算电能表冻结数据中正/反向有功总电能示值与正/反向有功各费率示值之和的差值，判断差值的绝对值是否大于“费率数×K”。

（2）增加异常处理重要性等级

按电能表示值不平的诊断模型：|（正/反向有功总电能示值-∑（正/反向有功各费率电能示值）|>费率数*K中的K值按不同阈值进行分级管理，共分为三级，K1重要等级比较高且必须及时处理；K2重要等级一般，建议处理，K3为预警，不生成工单。阈值K1、K2、K3可根据运维能力设定，可动态调整。

（3）增加电能表示值翻转判定方法

电能表示值翻转有可能导致电能表示值不平，因此在计算模型中需要设计电能表示值翻转判定方法，异常的诊断及恢复算法均需排除电能表示值翻转的情况。

（4）增加异常原因

梳理电能表示值不平异常的产生原因，如电能表故障、采集数据错误等，为计量异常知识库的构建提供支撑。

2、电能表飞走分析模型优化

1）增加异常处理重要性等级

按电能表飞走的诊断模型：日电量/日最大理论电量>K中的K值按不同阈值进行分级管理，共分为二级，K1重要等级比较高且必须及时处理；K2重要等级一般，建议处理。阈值K1、K2可根据运维能力设定，可动态调整。

（2）区分不同表计类型的诊断模型

根据不同表计类型的日最大理论电量计算方法不同，并结合不同用户类型，在算法模型中分别按专变用户/低压三相用户设计三相表的诊断模型、按低压单相用户设计单相表的诊断模型。

（3）调整最大理论电量计算方法

针对电能表正/反向日电量（不乘变比）与电能表日最大理论电量的比值存在多种情况，设计多个阈值区间，阈值可动态调整。

（4）增加翻转判定方法

电能表示值翻转有可能导致电能表飞走，因此在计算模型中需要设计电能表示值翻转判定方法，异常的诊断及恢复算法均需排除电能表示值翻转的情况。

（5）增加异常原因

梳理电能表飞走异常的产生原因，如采集设备故障、电能表故障、用户日用电量超过受电容量等，为计量异常知识库的构建提供支撑。

3、电能表倒走分析模型优化

（1）区分不同表计类型的诊断模型

根据不同表计类型的日最大理论电量计算方法不同，并结合不同用户类型，在算法模型中分别按专变用户/低压三相用户设计三相表的诊断模型、按低压单相用户设计单相表的诊断模型。

（2）增加翻转和换表判定方法

电能表示值翻转和换表均有可能导致电能表倒走，因此在计算模型中需要设计电能表示值翻转和换表判定方法，异常的诊断方法中需排除电能表示值翻转和换表的情况。

（3）增加异常原因

梳理电能表倒走异常的产生原因，如采集设备抄表参数错误、采集设备故障、电能表故障等，为计量异常知识库的构建提供支撑。

4、电能表停走分析模型优化

（1）按不同用户类型设计诊断方法

针对专变用户采用电能表连续3天正/反向有功总电能示值的差值等于0，且该时段内监测到总有功功率有连续3个整点值（任意三个点）大于K，作为诊断方法。

针对面向对象协议的低压用户采用1）电能表N天内日正/反向有功总电能示值的差值均等于0；2）满足条件1的时段内监测到有功功率有连续3个整点值大于K，作为诊断方法。

针对四点采集的低压用户采用1）电能表N天内日正/反向有功总电能示值的差值均等于0；2）满足条件1的时段内监测到有功功率有3个值大于K，作为诊断方法。

（2）增加异常原因

梳理电能表停走异常的产生原因，如电能表故障、采集器冻结数据错误等，为计量异常知识库的构建提供支撑。

（3）优化低压用户的诊断方法

根据低压用户的用电特性，适当放宽电能表停走的判断周期，且可动态调整。

（4）增加诊断条件

针对低压用户在新装或换表后容易产生停走的现象，在低压用户的诊断方法中增加新装或换表后触发电能表停走的判断方法，为及时发现停走异常，减少漏报情况。

5、反向电量异常分析模型优化

（1）增加异常处理重要性等级

按反向电量异常的诊断模型：电能表反向有功总电能示值大于0，当天电能表反向电量大于阈值K，K值按不同阈值进行分级管理，共分为二级，K1重要等级比较高且必须及时处理；K2重要等级一般，建议处理。阈值K1、K2可根据运维能力设定，可动态调整。

（2）按不同任务配置条件设计诊断方法

针对有配置反向电量采集任务的低压用户，根据电能表反向有功总电能示值大于0，当天电能表反向电量大于阈值K,且满足低压用户反向有功总电量>正向有功总电量*Q3的条件进行判断。

针对无配置反向电量采集任务的低压用户，增加每月透招两次电能表反向有功总电能示值进行判断，换表后7天内正向有功总电能示值正常上报后第2天即发起透招操作进行判断。

（3）增加发电用户判定方法

针对具备发电性质的用户存在反向电量的情况，因此在计算模型中需要设计发电用户判定方法，异常的诊断算法需排除用电性质为发电用户的情况。

（4）增加异常原因

梳理反向电量异常异常的产生原因，如计量回路接线错误、电能表故障、用户负荷特性等，并纳入算法模型，为计量异常知识库的构建提供支撑。

6、电表时钟异常分析模型优化

（1）按不同对时方式设计诊断方法

根据目前存在的终端对电能表对时和主站透召电能表时钟对时两种对时方式，分别设计诊断方法和诊断模型。

（2）增加每日召测时钟功能

为提高主站电表时钟异常的处理效率，增加每日召测电能表时钟功能，缩短电能表时钟异常的计算频度，设置为每周，同时缩短异常恢复观察期的设置，设置为每天。

（3）增加异常原因

梳理电表时钟异常的产生原因，如电能表电路设计不合理、时钟电池质量问题、时钟电池欠压、停复电引起电表时钟异常、智能表时钟芯片、晶振故障等，并纳入算法模型，为计量异常知识库的构建提供支撑。

与现有技术相比，本实用新型的采集诊断系统，基于智能电能表状态评价相关的六类计量异常算法模型，实现各类计量异常分级管理；引入主站自动化诊断，提高计量异常分析准确性，为状态评价算法提供数据支撑，提高算法整体命中率。

与现有技术相比，本实用新型通过对电力用户用电信息进行采集、处理、异常在线实时监测分析，实现了用户用电信息的自动采集、计量异常监测、用电分析和管理，同时具备相关信息发布、智能用电设备的信息交互等。

基于上述，本电力用户用电信息采集系统附属的计量异常诊断系统还可配套现场作业终端，现场作业流程对计量异常监控的异常处理进度监控、异常分类统计、异常原因统计等功能进行改进，纳入智能表运行误差异常，实现按供电单位、统计周期、异常类型等条件查询工单处理进度、异常占比、异常原因分布等运维情况，其运行流程：

1）接到工单推送后主动进行工单下载

现场工作人员登录移动作业终端，根据登录人员信息下载未处理的智能电能表运行误差工单信息。

2）现场处理

现场处理人员接收到智能电能表异常工单后，在规定时限内进行现场负荷情况排查。先检查是否疑似违约用电，是则发起用电检查流程，否则进行现场检验；根据现场检验结果进一步分析，对于原因为电能表超差的，发起计量装置故障流程；对于需要申请白名单的异常，则发起白名单申请；现场处理完成后，反馈现场检验数据及现场处置结果。

3）结果反馈

现场处理完成后，记录现场校验测量数据、用户用电环境、用电负荷信息、异常原因、现场处置结果、处理方法、图片、反馈时间、反馈人员等信息，并对智能电能表运行误差工单进行提交上传。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统，包括电网管理主站、用电信息采集终端、智能电能表以及用于各设备间信息数据传输的通信模块，其特征在于：

所述主站设置有计量异常在线监测模组，所述计量异常在线监测模组通过通信模块与采集终端相通信，包括电能表示值不平分析模块、电能表飞走分析模块、电能表倒走分析模块、电能表停走分析模块、反向电量异常分析模块、电能表时钟异常分析模块，用于对电能表飞走、倒走、停走、反向电量异常、电能表示值不平的计量异常分析和诊断，实时判断不同的数据采集方式和触发方式生成计量数据异常现象；

所述主站还设置有计量异常自动化诊断模组，所述计量异常自动化诊断模组包括电能表示值不平异常自动化诊断模块、电能表飞走异常自动化诊断模块、电能表倒走异常自动化诊断模块、电能表停走异常自动化诊断模块、反向电量异常自动化诊断模块，用于对判断异常用户采集的用电信息数据进行诊断分析，对计量异常在线监测模组输出的异常用户用电信息进行透抄电表数据，并对其进行多次的自动化诊断；

所述计量异常自动化诊断模组还包括计量异常清单生成模块，所述计量异常清单生成模块用于生成通过计量异常自动化诊断模组诊断输出的计量异常清单。

2.根据权利要求1所述的一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统，其特征在于：所述采集终端通过通信模块与智能电能表，用于对用户用电信息进行采集。

3.根据权利要求1所述的一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统，其特征在于：所述主站还设置有交互模块，用于操作人员与主站功能、控制、信息的交互。

4.根据权利要求1所述的一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统，其特征在于：所述主站还包括采集基础数据治理模块，用于电能表历史电量可追溯治理方面的内容。

5.根据权利要求1所述的一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统，其特征在于：还包括有现场作业终端，所述计量异常清单可用于现场作业终端的作业工单派单。

6.根据权利要求1所述的一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统，其特征在于：还包括有其它处理流程模块，所述计量异常自动化诊断模组在多次自动化诊断完成后验证结果并不相同的，则将数据信息传输至其它处理流程模块进行处理。

7.根据权利要求1所述的一种基于用电信息采集系统的电能计量异常诊断系统，其特征在于：所述的计量异常清单可用于计量异常治理和计量异常自动化诊断模组内置的诊断模型的优化。

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