CN113804966B - 一种电能表接入相别识别***与识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电能表接入相别识别***与识别方法,属于配用电技术领域。***表箱空开通过表箱总进线与电能表相连，各电能表与采集器通过RS‑485通信连接，采集器通过HPLC网络与集中器相连，采集器的三相电流、三相电压采集端口对表箱总进线进行采样。方法：1采集电能表的电流、电压有效值数据以及表箱总进线的三相电流、三相电压有效值数据，构成有效值数据序列；2对S1采集到的各个数据序列做一阶差分；3将各电表电流与采集器各相位的一阶差分值进行匹配；4将3中未识别的电表与采集器进行电压一阶差分匹配，获得所有电表相别结果；5结合HPLC相别判断，得到各个电能表的相位情况。本发明可以准确实现单相电能表的相别识别。

Description

一种电能表接入相别识别***与识别方法

技术领域

本发明涉及一种电能表接入相别识别***，本发明还涉及一种电能表接入相别识别方法，属于配用电技术领域。

背景技术

低压配电台区是配电网的最小单元和数据源头，长期存在用户相位混乱的现象，对台区三相不平衡治理和线损治理带来困难。在基于HPLC网络的通信环境中可以识别用户的相位，然而在基于RS-485总线表计采集***中，用户相位难以识别。其原因在于每天采集的电压、电流数据量较少，大多为15分钟1个采集点或者每天1个采集点，无法支撑主站侧的相位分析算法，同时采集器通过RS-485抄读电能表的上送带宽难以支撑更细粒度的数据上送。

发明内容

本发明的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种电能表接入相别识别***，可以很端侧准确实现单相电能表的接入相别识别，准确率高，易推广。

本发明的电能表接入相别识别***，表箱空开通过表箱总进线与各电能表相连，包括集中器、采集器和若干个电能表，各电能表与采集器通过RS-485通信连接，所述采集器通过HPLC网络与集中器相连，所述采集器的三相电流采集端口及三相电压采集端口对表箱总进线进行采样。

本发明的另一目的在于，提供一种电能表接入相别识别方法，包括如下步骤，

S1：采集器采集各电能表的电流、电压有效值数据以及表箱总进线的三相电流、三相电压有效值数据，构成有效值数据序列；

S2：对各个采集到的电能表电流、电压数据和采集器三相电流、三相电压数据做一阶差分；

S3：将各电表电流一阶差分与采集器各相位一阶差分值进行匹配，获得部分电表相别结果；

S4：将S3中未识别的电表与采集器进行电压一阶差分匹配计算，获得所有电表相别结果；

S5：根据各电能表的识别结果，结合集中器与采集器的HPLC相别判断，得到各个电能表的相位情况。

进一步的，S1具体包括如下步骤：

S1.1：采集器每分钟采集数量为n的电能表电流、电压有效值数据，每个电能表采集一天共1440个分钟级数据，并将第m块电能表的第t时刻的电流值记录为I_m ^t，电压值记为U_m ^t，其中m∈(1，n)，t∈(1，1440)；

S1.2：采集器每分钟采集表箱总进线的三相电流、电压有效值数据，记录一天共1440分钟的三相电流值，并将第t时刻的A、B、C三相电流值记录为I_A ^t、I_B ^t、I_C ^t，并将第t时刻的A、B、C三相电压值记录为U_A ^t、U_B ^t、U_C ^t，其中t∈(1，1440)。

进一步的，S2具体包括如下步骤：

S2.1：将第m块电能表的第t时刻的一阶差分电流值记为ΔI_m ^t，一阶差分电压值记为ΔU_m ^t，其中m∈(1，n)，t∈(1，1439)；采集器三相第t时刻的一阶差分电流值记为ΔI_A ^t、ΔI_B ^t、ΔI_C ^t，一阶差分电压值记为ΔU_A ^t、ΔU_B ^t、ΔU_C ^t，其中t∈(1，1439)；

S2.2：按公式ΔI_m ^t＝I_m ^t+1-I_m ^t，ΔU_m ^t＝U_m ^t+1-U_m ^t，计算各电能表的一阶差分电流值和一阶差分电压值，获得各个电能表一阶差分电流、电压序列；

S2.3：按公式

ΔI_A ^t＝I_A ^t+1-I_A ^t，ΔU_A ^t＝U_A ^t+1-U_A ^t；

ΔI_B ^t＝I_B ^t+1-I_B ^t，ΔU_B ^t＝U_B ^t+1-U_B ^t；

ΔI_C ^t＝I_C ^t+1-I_C ^t，ΔU_C ^t＝U_C ^t+1-U_C ^t；计算采集器的一阶差分电流值和一阶差分电压值，获得采集器一阶差分电流、电压序列。

进一步的，S3具体包括如下步骤：

S3.1：对每个电能表的各个时段对不同相位一阶差分电流值遍历求和，设∑m_i_kA、∑m_i_kB、∑m_i_kC为各个电能表属于某一相的一种组合电流和，下标k为某一时段；将采集器各个时段三相电流一阶差分值记为i_kA、i_kB、i_kC；

S3.2：选取∑m_i_kA-i_kA＜0.2并且∑m_i_kB-i_kB＜0.2并且∑m_i_kC-i_kC＜0.2电能表组合的结果，其中k∈(1，1439)，将此时段的flag_k记为1；

S3.3：步骤3.4：在一天1439个点中计算各个组合的∑flag_k，当∑flag_k最大，且

时，符合接入相别识别最优组合。

进一步的，S4具体包括如下步骤：

S4.1：将未识别电能表加入集合N中，计算各个时段及相位的一阶差分电压误差值，计算方法如下：ε_P ^t＝ΔU_m ^t-ΔU_P ^t，其中m∈N，t∈(1，1439)，P∈(A，B，C)；

S4.2：选取ε_P ^t＜0.2的时段数量num_P，并计算num_max＝max(ε_P ^t)，对应的相位即为此电能表的相位，其中t∈(1，1439)，P∈(A，B，C)。

本发明的有益效果是：1、传统485电能表只有15分钟一个点或者每天1个点的电压、电流数据，不足以支撑电能表接入相别识别功能，本方案将表箱采集器更换为可采样的采集器，再结合HPLC本身的接入相别识别能力，即可实现端侧的电能表接入相别识别；

2、单独使用电流特征进行电能表接入相别识别存在局限性，本发明在电流突变无法识别的基础上，增加电压突变的匹配判断，可以在各场景全面识别电能表的相位；

3、本发明不增加采集器上送电流、电压数据量，使用设备数量少，易推广。

附图说明

图1为本发明电能表接入相别识别***的结构框图；

图2为本发明电能表接入相别识别方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

如图1所示，本发明的电能表接入相别识别***，表箱空开通过表箱总进线与各电能表相连，包括集中器、采集器和若干个电能表，各电能表与采集器通过RS-485通信连接，采集器通过HPLC网络与集中器相连，采集器的三相电流采集端口及三相电压采集端口对表箱总进线进行采样。

如图2所示，本发明的电能表接入相别识别方法，包括如下步骤，

S1：采集器采集各电能表的电流、电压有效值数据以及表箱总进线的三相电流、三相电压有效值数据，构成有效值数据序列；

S1.1：采集器每分钟采集数量为n的电能表电流、电压有效值数据，每个电能表采集一天共1440个分钟级数据，并将第m块电能表的第t时刻的电流值记录为I_m ^t，电压值记为U_m ^t，其中m∈(1，n)，t∈(1，1440)；

S1.2：采集器每分钟采集表箱总进线的三相电流、电压有效值数据，记录一天共1440分钟的三相电流值，并将第t时刻的A、B、C三相电流值记录为I_A ^t、I_B ^t、I_C ^t，并将第t时刻的A、B、C三相电压值记录为U_A ^t、U_B ^t、U_C ^t，其中t∈(1，1440)。

S2：对各个采集到的电能表电流、电压数据和采集器三相电流、三相电压数据做一阶差分；

S2.1：将第m块电能表的第t时刻的一阶差分电流值记为ΔI_m ^t，一阶差分电压值记为ΔU_m ^t，其中m∈(1，n)，t∈(1，1439)；采集器三相第t时刻的一阶差分电流值记为ΔI_A ^t、ΔI_B ^t、ΔI_C ^t，一阶差分电压值记为ΔU_A ^t、ΔU_B ^t、ΔU_C ^t，其中t∈(1，1439)；

S2.2：按公式ΔI_m ^t＝I_m ^t+1-I_m ^t，ΔU_m ^t＝U_m ^t+1-U_m ^t，计算各电能表的一阶差分电流值和一阶差分电压值，获得各个电能表一阶差分电流、电压序列；

S2.3：按公式

ΔI_A ^t＝I_A ^t+1-I_A ^t，ΔU_A ^t＝U_A ^t+1-U_A ^t；

ΔI_B ^t＝I_B ^t+1-I_B ^t，ΔU_B ^t＝U_B ^t+1-U_B ^t；

ΔI_C ^t＝I_C ^t+1-I_C ^t，ΔU_C ^t＝U_C ^t+1-U_C ^t；计算采集器的一阶差分电流值和一阶差分电压值，获得采集器一阶差分电流、电压序列。

S3：将各电表电流一阶差分与采集器各相位一阶差分值进行匹配，获得部分电表相别结果；

S3.1：对每个电能表的各个时段对不同相位一阶差分电流值遍历求和，设∑m_i_kA、∑m_i_kB、∑m_i_kC为各个电能表属于某一相的一种组合电流和，下标k为某一时段；将采集器各个时段三相电流一阶差分值记为i_kA、i_kB、i_kC；

S3.2：选取∑m_i_kA-i_kA＜0.2并且∑m_i_kB-i_kB＜0.2并且∑m_i_kC-i_kC＜0.2电能表组合的结果，其中k∈(1，1439)，将此时段的flag_k记为1；

S3.3：步骤3.4：在一天1439个点中计算各个组合的∑flag_k，当∑flag_k最大，且

时，符合接入相别识别最优组合。

S4：将S3中未识别的电表与采集器进行电压一阶差分匹配计算，获得所有电表相别结果；

S4.1：将未识别电能表加入集合N中，计算各个时段及相位的一阶差分电压误差值，计算方法如下：ε_P ^t＝ΔU_m ^t-ΔU_P ^t，其中m∈N，t∈(1，1439)，P∈(A，B，C)；

S4.2：选取ε_P ^t＜0.2的时段数量num_P，并计算num_max＝max(ε_P ^t)，对应的相位即为此电能表的相位，其中t∈(1，1439)，P∈(A，B，C)。

S5：根据各电能表的识别结果，结合集中器与采集器的HPLC相别判断，得到各个电能表的相位情况。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种电能表接入相别识别方法，其特征在于，基于电能表接入相别识别***进行相别识别，该***包括表箱空开、集中器、采集器和若干个电能表，其中表箱空开通过表箱总进线与各电能表相连，各电能表与采集器通过RS-485通信连接，所述采集器通过HPLC网络与集中器相连，所述采集器的三相电流采集端口及三相电压采集端口对表箱总进线进行采样；

该方法具体包括如下步骤：

S1：采集器采集各电能表的电流、电压有效值数据以及表箱总进线的三相电流、三相电压有效值数据，构成有效值数据序列；

S2：对各个采集到的电能表电流、电压数据和采集器三相电流、三相电压数据做一阶差分；

S3：将各电表电流一阶差分与采集器各相位一阶差分值进行匹配，获得部分电表相别结果；

S4：将S3中未识别的电表与采集器进行电压一阶差分匹配计算，获得所有电表相别结果；

S5：根据各电能表的识别结果，结合集中器与采集器的HPLC相别判断，得到各个电能表的相位情况；

S3具体包括如下步骤：

S3.1：对每个电能表的各个时段对不同相位一阶差分电流值遍历求和，设∑m_i_kA、∑m_i_kB、∑m_i_kC为各个电能表属于某一相的一种组合电流和，下标k为某一时段；将采集器各个时段三相电流一阶差分值记为i_kA、i_kB、i_kC；

S3.2：选取∑m_i_kA-i_kA＜0.2并且∑m_i_kB-i_kB＜0.2并且∑m_i_kC-i_kC＜0.2电能表组合的结果，其中k∈(1，1439)，将此时段的flag_k记为1；

S3.3：在一天1439个点中计算各个组合的∑flag_k，当∑flag_k最大，且

时，符合接入相别识别最优组合；

S4具体包括如下步骤：

S4.1：将未识别电能表加入集合N中，计算各个时段及相位的一阶差分电压误差值，计算方法如下：ε_P ^t＝ΔU_m ^t-ΔU_P ^t，其中m∈N，t∈(1，1439)，P∈(A，B，C)；

S4.2：选取ε_P ^t＜0.2的时段数量num_P，并计算num_max＝max(ε_P ^t)，对应的相位即为此电能表的相位，其中t∈(1，1439)，P∈(A，B，C)。

2.根据权利要求1所述的一种电能表接入相别识别方法，其特征在于，S1具体包括如下步骤：

S1.1：采集器每分钟采集数量为n的电能表电流、电压有效值数据，每个电能表采集一天共1440个分钟级数据，并将第m块电能表的第t时刻的电流值记录为I_m ^t，电压值记为U_m ^t，其中m∈(1，n)，t∈(1，1440)；

S1.2：采集器每分钟采集表箱总进线的三相电流、电压有效值数据，记录一天共1440分钟的三相电流值，并将第t时刻的A、B、C三相电流值记录为I_A ^t、I_B ^t、I_C ^t，并将第t时刻的A、B、C三相电压值记录为U_A ^t、U_B ^t、U_C ^t，其中t∈(1，1440)。

3.根据权利要求2所述的一种电能表接入相别识别方法，其特征在于，S2具体包括如下步骤：

S2.1：将第m块电能表的第t时刻的一阶差分电流值记为ΔI_m ^t，一阶差分电压值记为ΔU_m ^t，其中m∈(1，n)，t∈(1，1439)；采集器三相第t时刻的一阶差分电流值记为ΔI_A ^t、ΔI_B ^t、ΔI_c ^t，一阶差分电压值记为ΔU_A ^t、ΔU_B ^t、ΔU_C ^t，其中t∈(1，1439)；

S2.2：按公式ΔI_m ^t＝I_m ^t+1-I_m ^t，ΔU_m ^t＝U_m ^t+1-U_m ^t，计算各电能表的一阶差分电流值和一阶差分电压值，获得各个电能表一阶差分电流、电压序列；

S2.3：按公式

ΔI_A ^t＝I_A ^t+1-I_A ^t，ΔU_A ^t＝U_A ^t+1-U_A ^t；

ΔI_B ^t＝I_B ^t+1-I_B ^t，ΔU_B ^t＝U_B ^t+1-U_B ^t；

ΔI_C ^t＝I_C ^t+1-I_C ^t，ΔU_C ^t＝U_C ^t+1-U_C ^t；计算采集器的一阶差分电流值和一阶差分电压值，获得采集器一阶差分电流、电压序列。

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