CN103532745A - 基于电力用户用电信息采集***的计量在线监测*** - Google Patents

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李新家
陈刚
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Abstract

本发明公开了一种基于电力用户用电信息***的计量在线监测***，包括计量设备异常数据识别模块、数据预统计模块，基于用电信息采集***采集的数据，建立计量设备异常识别模型，由计量设备异常数据识别模块根据计量设备异常识别模型，判断识别出计量设备异常；数据预统计模块对计量设备异常数据识别模块识别出来的各类计量设备异常进行预统计，并将统计结果存储到发布数据库中，以便进行快速分类查询与统计。本发明通过用户用电信息，对数据进行异常识别算法分析，再对各类异常进行预统计，以便及时发现并处理各类计量设备异常，从而确保现场计量设备运行正常、用电信息采集***所采集到的用电信息数据的准确性和可靠性，支撑各部门的业务应用。

Description

基于电力用户用电信息采集***的计量在线监测***
 
技术领域
本发明涉及一种基于电力用户用电信息采集***的计量在线监测***，属于智能电网自动化应用技术领域。
背景技术
随着电力用户用电信息采集***建设的不断推进，已经具备每日采集用户的用电信息，如电能表的日冻结示数、日电压、电流、功率曲线、最大需量、时钟等计量设备运行数据的条件。用电信息采集***（用采***）已经为营销各专业的业务应用（如抄表结算、台区线损考核、配变运行监测、95598网站等等）提供了大量的数据支撑，为确保电力用户用电信息***所采集到数据的准确性和可靠性，要求***能及时发现、识别出现场的计量设备异常、并方便查询出各类异常以进行处理、统计各地对计量设备异常的处理情况。
计量设备运行正常，是用采***为营销各专业的业务应用提供支撑的前提，也是用户抄表结算、台区线损考核等业务应用正确、公平的基础。由于计量设备众多（如江苏省共有3200万左右的电能表只），依靠原有的计量设备异常识别手段（如现场巡视、用户报修等）根本无法满足业务应用需要，并且周期长、费时费力。因此急需识别、统计出各地市的各类计量设备异常信息，以提高运维人员对计量设备异常的运维效率和各地市对计量设备运行的管理水平，减少计量设备异常等因素对营销业务应用的影响。
发明内容
本发明所解决的技术问题是及时发现、识别出现场的计量设备异常、并方便查询出各类异常以进行处理、统计各地对计量设备异常的处理情况；以提高运维人员对计量设备异常的运维效率和各地市对计量设备运行的管理水平，减少计量设备异常等因素对营销业务应用的影响。 
为解决上述技术问题，本发明是采取以下的技术方案来实现的：
一种基于电力用户用电信息采集***的计量在线监测***，其特征在于:包括计量设备异常数据识别模块、数据预统计模块，
基于用电信息采集***采集的数据，建立计量设备异常识别模型， 
由计量设备异常数据识别模块根据计量设备异常识别模型，判断识别出计量设备异常，
判断识别的计量设备异常包括：电能表数据无效、电能示数下降、电能表示数突增、电能表飞走、电能表反向有功电能示数超限、电能表反向有功示数增长、电能表反接线、电能表Ⅱ、Ⅲ象限示数超限、电能表Ⅱ、Ⅲ象限示数增长、电能表月电量计算异常、电能表功率反向、电能表时钟超差、电能表时钟严重超差、电能表欠压、电能表欠流、电能表零线电流超限、电能表失压、电能表断相、超电能表额定电流用电、电能表CT开路和电能表三相电流不平衡；
数据预统计模块对计量设备异常数据识别模块识别出来的各类计量设备异常进行预统计，并将统计结果存储到发布数据库中,以便进行快速分类查询与统计。
用电信息采集***采集的数据包括电能表的示数、电压曲线、电流曲线、功率曲线和时钟数据，并自动转换、加工成计量设备异常识别模型所需的二次数据保存到采集数据库中。 
计量设备异常识别模型包括的具体异常识别判据如下：
1）电能表数据无效：当日且连续3天或7天内出现4天分时示数之和≠总示数；或者正反向无功和四象限无功齐全时，正反向之和与四象限之和的差值的绝对值＞1（kW/h）；
2）电能示数下降：当日总示数比昨日、前日的总示数均小于1（kW/h）；
3）电能表示数突增：即昨日总示数突增，今日电能表总示数比昨日总示数小1（kW/h），但大于前日总示数；
4）电能表飞走：对额定电流为10～100A的电能表，日电量＞电能表额定容量*50小时；
5）电能表反向有功电能示数超限：反向有功总示数＞5（kW/h）；
6）电能表反向有功示数增长：反向有功电量＞1 kW/h；
7）电能表反接线：反向有功电量＞正向有功电量；
8）电能表Ⅱ、Ⅲ象限示数超限：四象限无功；II、III象限无功示数＞10（kW/h）；
9）电能表Ⅱ、Ⅲ象限示数增长：四象限无功；II、III象限无功电量＞1 kW/h；
10）电能表月电量计算异常：电能表月内每日的电量之和≠月示数之差，且超过1 kW/h；
11）电能表功率反向：总有功功率值出现负值且绝对值大于电表额定功率的10%，或者三相有功功率绝对值之和与总功率的差值超过电表额定功率的30%；
12）电能表时钟超差：电表时钟与标准时钟偏差超过4分钟；
13）电能表时钟严重超差：电表时钟与标准时钟偏差超过5分钟；
14）电能表欠压：具体分以下3种情况：
直接接入时：某一相连续四个点电压在50-160V之间（小于50V为失压），而同时刻该相电流大于0.5A；
CT接入时：某一相连续四个点电压在50-160V之间（小于50V为失压），而同时刻该相电流大于0.1A；
PT、CT同时接入时：电压一个大于80V而另一个小于70V，连续4点判为欠压；
15）电能表欠流：具体分以下2种情况：
三相三线，两条曲线记录，某相电流大于2A时，对应点小于1A，连续点数多于4个点；
三相四线电表，仅对额定电流为1.5（6）A的电表，三条曲线记录，某相电流大于3A时，另外两曲线分别统计，对应点小于0.3A，连续点数多于4个，电流负值不统计；
16）电能表零线电流超限：三相四线电能表，线电流超过电能表额定电流50%，连续点数超过4个；
17）电能表失压：具体分以下3种情况：
直接接入时：某一相连续四个点电压在50-160V之间（小于50V为失压），而同时刻该相电流大于0.5A；
CT接入时：某一相连续四个点电压在50-160V之间（小于50V为失压），而同时刻该相电流大于0.1A；
PT、CT同时接入时：电压一个大于80V而另一个小于70V，连续4点判为欠压；
18）电能表断相：具体分以下2种情况：
直接接入时：某一相连续四个点电压小于160V，而同时刻该相电流小于0.5A；
CT接入时：某一相连续四个点电压小于160V，而同时刻该相电流小于0.1A；
19）超电能表额定电流用电：CT接入，电流连续4个点超6A；
20）电能表CT开路：CT接入，电压正常，电流两相大于2A时，某相小于0.1A，连续4个点则该相CT开路；
21）电能表三相电流不平衡：CT接入，三相电流都大于0.1A，均值大于3A，但其中有一相电流小于1A，并且连续4个点，则判为三相电流不平衡。
数据预统计模块以供电单位、终端类型、终端型号、处理状态或数据日期维度对识别出来的各类计量设备异常进行预统计，并将统计结果存储到发布数据库中，以便进行快速分类查询与统计。 
还包括 WEB应用展示模块，所述WEB应用展示模块采用B/S框架，根据业务应用需求，根据设定的查询条件，直接访问存储在发布数据库中的预统计结果，对计量设备异常进行分类处理后以图形化、表格化方式在WEB页面展示出来，导出具体明细清单和发起相应的处理传票。 
所述的查询条件包括供电单位、终端类型、终端型号、处理状态、数据日期、用户编号或电表局编号中的一种或多种。
该***通过远程手段自动采集电能表的日冻结示数、电压曲线、电流曲线、功能曲线和电表时钟数据，依据计量设备异常识别模型自动识别出各类计量设备异常，结合数据库强大的数据分析、处理和统计能力，自动统计出各地市的各类计量设备异常信息，并以基于B/S架构，实现快捷、直观的图形化、表格化的WEB方式展示。以及时发现（识别）出现场的计量设备异常、并方便查询出各类异常以进行处理，提高运维人员对计量设备异常的运维效率和各地市对计量设备运行的管理水平，
本发明所达到的有益效果：
本发明针对计量设备众多（如江苏省共有3200万左右的电能表只），依靠原有的计量设备异常识别手段（如现场巡视、用户报修等）根本无法满足业务应用需要，并且周期长、费时费力的工作难点，设计了本***；实现了及时发现、识别出现场的计量设备异常、并方便查询出各类异常以进行处理、统计各地对计量设备异常的处理情况；以提高运维人员对计量设备异常的运维效率和各地市对计量设备运行的管理水平，减少计量设备异常等因素对营销业务应用的影响目的。
1）***每天自动采集所有电能表的日冻结示数、电压曲线、电流曲线、功率曲线和时钟数据，为营销各专业的业务应用提供强大的数据支撑，同时也减少了抄表人员、运维人员跑现的次数，从而节约了人力成本。
2）***每天自动识别现场运行的计量设备异常，及时为运维人员提供明确的计量设备异常对象清单，从而提高运维人员对计量设备异常的运维效率，同时也减少计量设备异常等因素对营销业务应用的影响。
3）***每天自动预统计各地市的计量设备异常处理情况，从而提高各地市对计量设备运行的管理水平。
附图说明
图1计量在线监测***物理架构结构图；
图2计量在线监测***识别的计量设备异常分类图；
图3计量在线监测***监测效果—计量设备异常统计结果图；
图4计量在线监测***监测效果—电能表断相分析图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作具体的介绍：
图1是本发明的物理架构结构图；图2是本发明识别的计量设备异常分类图；图3是本发明的计量设备异常统计结果图；图4是本发明的电能表断相分析图。
如图1所示，本发明的计量在线监测***，包括异常数据识别模块、统计模块和WEB应用发布服务器。建立计量设备异常识别模型，包含具体的对计量设备异常的识别判据。用电信息采集***中采集模块采集的数据存储在采集数据库中。计量设备异常数据识别模块调用采集数据库中的数据，由计量设备异常识别模型中的具体异常识别判据进行分析，判断识别出异常的计量设备。数据预统计模块对各类计量设备异常进行预统计，并将统计结果存储到发布数据库中。WEB应用展示模块根据业务应用需求，根据设定的查询条件，直接访问存储在发布数据库中的预统计结果，对计量设备异常进行分类处理后以图形化、表格化方式在WEB页面展示出来。
如图2所示，本发明的计量在线监测***所能识别的计量设备异常包括：电能表数据无效、电能示数下降、电能表示数突增、电能表飞走、电能表反向有功电能示数超限、电能表反向有功示数增长、电能表反接线、电能表Ⅱ Ⅲ象限示数超限、电能表Ⅱ Ⅲ象限示数增长、电能表月电量计算异常、电能表功率反向、电能表时钟超差、电能表时钟严重超差、电能表欠压、电能表欠流、电能表零线电流超限、电能表失压、电能表断相、超电能表额定电流用电、电能表CT开路、电能表三相电流不平衡。
如图3所示，本发明的计量在线监测***，监测到江苏省2013年7月29日至2013年8月4日期间，在已经实现自动采集的2300万只现场运行的电能表中，全省及各地市的各类计量设备异常统计结果，具体数字详见附图3。
如图4所示，本发明的计量在线监测***，监测到江苏省苏州市横塘供电所的横塘镇石湖村北塘1#综合变（电能表局编号为：0601258322）发生电能表断相异常，从图4的三相电流曲线图（图中未示出）和三相电流曲线数据表（数据表中第一行表示时间，第二至四行数据分别为A、B、C三相电流数据）中，可以清楚看到该配变的A相电流从14：30开始发生断相，而C相电流从14：45开始发生断相异常。
本发明为了解决计量设备众多（江苏省共有3200万左右的电能表只），依靠原有的计量设备异常识别手段（如现场巡视、用户报修等）根本无法满足业务应用需要，并且周期长、费时费力的工作难点，设计了本***；实现了及时发现（识别）出现场的计量设备异常、并方便查询出各类异常以进行处理、统计各地对计量设备异常的处理情况；以提高运维人员对计量设备异常的运维效率和各地市对计量设备运行的管理水平，减少计量设备异常等因素对营销业务应用的影响目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于电力用户用电信息采集***的计量在线监测***，其特征在于：包括计量设备异常数据识别模块、数据预统计模块，
基于用电信息采集***采集的数据，建立计量设备异常识别模型， 
由计量设备异常数据识别模块根据计量设备异常识别模型，判断识别出计量设备异常，
判断识别的计量设备异常包括：电能表数据无效、电能示数下降、电能表示数突增、电能表飞走、电能表反向有功电能示数超限、电能表反向有功示数增长、电能表反接线、电能表Ⅱ、Ⅲ象限示数超限、电能表Ⅱ、Ⅲ象限示数增长、电能表月电量计算异常、电能表功率反向、电能表时钟超差、电能表时钟严重超差、电能表欠压、电能表欠流、电能表零线电流超限、电能表失压、电能表断相、超电能表额定电流用电、电能表CT开路和电能表三相电流不平衡；
数据预统计模块对计量设备异常数据识别模块识别出来的各类计量设备异常进行预统计，并将统计结果存储到发布数据库中,以便进行快速分类查询与统计。
2.根据权利要求1所述的基于电力用户用电信息采集***的计量在线监测***，其特征在于：用电信息采集***采集的数据包括电能表的示数、电压曲线、电流曲线、功率曲线和时钟数据，并自动转换、加工成计量设备异常识别模型所需的二次数据保存到采集数据库中。
3.根据权利要求1所述的基于电力用户用电信息采集***的计量在线监测***，其特征在于：计量设备异常识别模型包括的具体异常识别判据如下：
1）电能表数据无效：当日且连续3天或7天内出现4天分时示数之和≠总示数；或者正反向无功和四象限无功齐全时，正反向之和与四象限之和的差值的绝对值＞1；
2）电能示数下降：当日总示数比昨日、前日的总示数均小于1；
3）电能表示数突增：即昨日总示数突增，今日电能表总示数比昨日总示数小1，但大于前日总示数；
4）电能表飞走：对额定电流为10～100A的电能表，日电量＞电能表额定容量*50小时；
5）电能表反向有功电能示数超限：反向有功总示数＞5；
6）电能表反向有功示数增长：反向有功电量＞1 kW/h；
7）电能表反接线：反向有功电量＞正向有功电量；
8）电能表Ⅱ、Ⅲ象限示数超限：四象限无功；II、III象限无功示数＞10；
9）电能表Ⅱ、Ⅲ象限示数增长：四象限无功；II、III象限无功电量＞1 kW/h；
10）电能表月电量计算异常：电能表月内每日的电量之和≠月示数之差，且超过1 kW/h；
11）电能表功率反向：总有功功率值出现负值且绝对值大于电表额定功率的10%，或者三相有功功率绝对值之和与总功率的差值超过电表额定功率的30%；
12）电能表时钟超差：电表时钟与标准时钟偏差超过4分钟；
13）电能表时钟严重超差：电表时钟与标准时钟偏差超过5分钟；
14）电能表欠压：具体分以下3种情况：
直接接入时：某一相连续四个点电压在50-160V之间，而同时刻该相电流大于0.5A；
CT接入时：某一相连续四个点电压在50-160V之间，而同时刻该相电流大于0.1A；
PT、CT同时接入时：电压一个大于80V而另一个小于70V，连续4点判为欠压；
15）电能表欠流：具体分以下2种情况：
三相三线，两条曲线记录，某相电流大于2A时，对应点小于1A，连续点数多于4个点；
三相四线电表，仅对额定电流为1.5（6）A的电表，三条曲线记录，某相电流大于3A时，另外两曲线分别统计，对应点小于0.3A，连续点数多于4个，电流负值不统计；
16）电能表零线电流超限：三相四线电能表，线电流超过电能表额定电流50%，连续点数超过4个；
17）电能表失压：具体分以下3种情况：
直接接入时：某一相连续四个点电压在50-160V之间，而同时刻该相电流大于0.5A；
CT接入时：某一相连续四个点电压在50-160V之间，而同时刻该相电流大于0.1A；
PT、CT同时接入时：电压一个大于80V而另一个小于70V，连续4点判为欠压；
18）电能表断相：具体分以下2种情况：
直接接入时：某一相连续四个点电压小于160V，而同时刻该相电流小于0.5A；
CT接入时：某一相连续四个点电压小于160V，而同时刻该相电流小于0.1A；
19）超电能表额定电流用电：CT接入，电流连续4个点超6A；
20）电能表CT开路：CT接入，电压正常，电流两相大于2A时，某相小于0.1A，连续4个点则该相CT开路；
21）电能表三相电流不平衡：CT接入，三相电流都大于0.1A，均值大于3A，但其中有一相电流小于1A，并且连续4个点，则判为三相电流不平衡。
4.根据权利要求1所述的基于电力用户用电信息采集***的计量在线监测***，其特征在于：数据预统计模块以供电单位、终端类型、终端型号、处理状态或数据日期维度对识别出来的各类计量设备异常进行预统计，并将统计结果存储到发布数据库中，以便进行快速分类查询与统计。
5. 根据权利要求1或4所述的基于电力用户用电信息采集***的计量在线监测***，其特征在于：还包括 WEB应用展示模块，所述WEB应用展示模块采用B/S框架，根据业务应用需求，根据设定的查询条件，直接访问存储在发布数据库中的预统计结果，对计量设备异常进行分类处理后以图形化、表格化方式在WEB页面展示出来，导出具体明细清单和发起相应的处理传票。
6.根据权利要求5所述的基于电力用户用电信息采集***的计量在线监测***，其特征在于：所述的查询条件包括供电单位、终端类型、终端型号、处理状态、数据日期、用户编号或电表局编号中的一种或多种。
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