專利名稱：遠程動態監測電能計量負荷的方法
技術領域：
本發明涉及電力系統自動化技術領域，特別涉及一種用于電能計量系統的遠程動 態監測電能計量負荷的方法。
背景技術：
當前智能化電能表運行的準確性、穩定性、可靠性及安全性越來越受到質監部門 和廣大電力客戶的重視與關注，確保智能電網電能計量的準確性及提高智能電能表的動態 負荷實時監測效率亟待解決。專利號為CN201207081Y的中國實用新型公開了一種電能計 量誤差遠程在線檢測系統信號檢測電路，該檢測電路主要用于在線校驗電能表誤差、檢測 電壓和電流參數，可替代人工現場校驗的工作，提高了工作效率；公開號為CN201307159Y 的中國實用新型公開了一種遠程電能表檢定系統，其目的是提供一種檢定裝置。但是上述2 個已公開的實用新型，均未涉及遠程動態監測電能計量負荷的方法。公開號為CN1690718A 的中國發明公開了一種供電系統電量平衡的監測方法，用于對電力系統的變壓器、變電站 母線、局域網的輸入輸出高壓電能計量裝置的監測，該發明所述的方法可實現對供電系統 輸入輸出電量平衡的監測，但是上述技術方案只用于對高壓計量裝置的監測，也未涉及電 能表動態負荷特性遠程實時監測的方法，所以迄今為止，國內外還沒有公開能夠滿足相關 要求、高效可靠的遠程動態監測電能計量負荷的方法，特別是針對嵌入Linux操作系統的 電能表。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能更準確、快速、有效管理和使用電能計量數據，使考 核用電方的準確性及公正性得到保證的遠程動態監測電能計量負荷的方法。本發明提供的這種遠程動態監測電能計量負荷的方法，包括如下步驟
(1)依據操作頻率和監測權限的差異對數據進行模塊化封裝，建立與之對應的報頭、 CRC及拆分密鑰；
(2)封裝好的數據包經internet傳輸至配備級別授權的后臺處理器，所述后臺處理器 依據操作密鑰的授權、數據CRC校驗和及拆分密鑰的驗證拆分模塊化數據包，并對拆分后 的數據進行CRC校驗和的容錯處理；
(3)依據操作頻率，建立匹配的數據處理方式與數據包一一對應；
(4)結合具有自愈能力的仲裁機制對異常數據進行處理、備份及上報。所述操作密鑰分為00、01、02三個級別，所述各級操作密鑰的監測權限設置如下
(1)00級查看正常監測數據、遠程操作flash備份的校表參數、修復異常、清異常記錄；
(2)01級查看正常監測數據、遠程操作flash備份的校表參數；(3) 02級查看正常監測 數據。步驟(1)中所述進行封裝的數據包括單相電壓、電流，電網頻率，中線電流，單相有、 無功功率，單相功率因數，正反向有功電能，四象限無功電能，負荷曲線，可配置監測的事件 記錄，電量追補；所述操作頻率包括每秒操作、每小時操作、每天操作、每月操作及可配置的長時間操作，依據所述操作頻率的差異匹配對應的數據封裝，所述每秒操作的數據包括運 行參數、瞬時電量值、功率因數，所述每小時操作的數據包括電網頻率、每小時用電柱狀圖， 所述每天操作的數據包括同步時鐘、異常事件、實時日曲線，所述每月操作的數據包括歷史 日曲線，所述長時間操作的數據包括歷史月曲線、監測事件記錄、電量追補方案參考時間、 FLASH備份數據。所述數據處理方式包括數值顯示電參量、曲線表述動態負荷曲線、定時更 新電壓電流矢量圖、實時查詢時鐘及模擬指示燈提示監測數據的狀態表。步驟(4)所述仲 裁機制能對異常數據進行處理和備份，依據操作密鑰對異常進行處理和恢復，并根據使用 人員的監測權限配備查詢功能，記錄異常的發生時間并上報。所述實時日曲線是默認數據 間隔為每15分鐘用電量形成的一個包含96個柱狀圖的負荷柱狀圖，以費率時段為間隔，尖 峰平谷各費率時段的電量負荷柱狀圖使用紅橙黃綠四種顏色表示；所述歷史日曲線是默認 數據間隔為查詢日每小時用電量形成的一個包含24個柱狀圖的負荷柱狀圖；所述歷史月 曲線分為實際月負荷曲線和平均月負荷曲線，所述實際月負荷曲線是默認數據間隔為查詢 月每天用電量形成的一個負荷柱狀圖，各周日負荷柱狀圖用特殊顏色標識，所述平均月負 荷曲線是默認數據間隔為查詢月各天各小時的算術平均用電量形成的一個共24個柱狀圖 的負荷柱狀圖。本發明由于采用了異常數據仲裁機制，不僅使數據得到了可靠的記錄，而且充分 保證了電能計量機制的自愈能力，在電能表被移動、開蓋及有分方向潮流諧波出現時，能在 被實時監測的動態負荷功率曲線突顯，并根據需要異常報警，第一時間讓供電部門的監測 人員獲悉，為進一步調查原因及獎罰用電方提供可靠的判斷依據。本發明提供的這種遠程 動態監測電能計量負荷的方法使得對電能計量數據的管理和使用更加準確、快速、有效，確 保了考核用電方的準確性及公正性。
圖1是本發明的系統組成示意圖。圖2是本發明的默認操作頻率與數據的對應關系圖。圖3是本發明的數據封裝流程圖。圖4是本發明的數據拆分流程圖。圖5是本發明監測的異常仲裁機制流程圖。圖6是本發明顯示的供電動態特性曲線圖。
具體實施例方式圖1是本發明的系統組成示意圖，主要包括若干臺被監測具備RJ45接口及支持 TCP/IP的電能表、internet網絡、戶內、戶外監測工作站及后臺處理器，用戶可通過戶內監 測工作站或戶外監測工作站(筆記本等)實現對用能信息進行分析和遠程控制操作。圖2是本發明的默認操作頻率與數據的對應關系圖，其中每秒操作的數據包括運 行參數、瞬時電量值、功率因數，每小時操作的數據包括電網頻率、每小時用電柱狀圖，每天 操作的數據包括同步時鐘、異常事件、實時日曲線，每月操作的數據包括歷史日曲線，長時 間操作的數據包括歷史月曲線、監測事件記錄、電量追補方案參考時間、FLASH備份數據等， 同時，用戶可依據密鑰和監測權限對操作頻率和數據進行配置。
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圖3是本發明的數據封裝流程圖，主要闡述被監測的數據流發送端對數據的封裝 機制，首先判斷是否啟動封裝條件，當不滿足條件時，即封裝標志位(PACK_ENABLE_FLG)為 0時直接退出流程，反之，當封裝標志位(PACK_ENABLE_FLG)為1時進行正常封裝；然后輸 入監測人員姓名、以及操作密鑰，依據監測權限匹配不同操作密鑰，當兩者不匹配次數超過 5次時，判為非法操作并記錄該異常，并強制退出流程；反之匹配成功后，按照操作頻率、監 測權限的差異封裝數據，并匹配唯一的報頭、CRC和拆分密鑰；最后判斷是否完成所有數據 的封裝，判斷為真時正常退出流程，反之循環輸入操作頻率直至完成封裝。圖4是本發明的數據拆分流程圖，主要闡述數據接受端對數據的拆包機制，首先 判斷是否啟動拆包機制，當不滿足條件時，即封裝標志位(PACK_ENABLE_FLG)或拆分標志 位(UNPACK_ENABLE_FLG)任一個為0時直接退出流程，反之，當封裝標志位(PACK_ENABLE_ FLG)與拆分標志位(UNPACK_ENABLE_FLG)同時為1時進行正常的數據拆分；然后依據監測 權限的差異輸入與之匹配的操作密鑰，當兩者不匹配次數超過5次時，判為非法操作，記錄 該異常并強制退出流程，當兩者匹配成功時，輸入與封裝一致的拆分密鑰，若操作者輸入的 拆分密鑰錯誤次數超過3次，判為無權限拆分，并強制退出拆分流程，反之默認拆分成功， 按照數據類型配置相應的處理方式，并通過軟件界面顯示相關信息；最后判斷是否完成拆 分，判斷為真時正常退出流程，反之循環配置相應的處理方式直至完成拆分。圖5是本發明監測的異常仲裁機制流程圖，主要闡述異常仲裁機制的實現，首先 仲裁決定關口考核的電能數據，依據負載特性進行電量追補，然后仲裁瞬時功率是否存在 異常，之后仲裁異常事件，最后仲裁負荷曲線，其中仲裁決定關口考核的電能數據，依據負 載特性進行電量追補的實現過程是讀取上一次異常掉電的起止時間Tl、T2，并依據此時 間段內負載特性配置合理的電量追補方案，具體追補方案當負載為穩態負荷，則追補值為 PX( T2- Tl)；當為變化負荷時，依據Tl及前Is的負荷計算電能作為追補值；當未指定 負荷特性時，以Tl和T2時刻的電能最大值作為追補值，當確定電量追補成功后，記錄所追 補的差值，為考核用電方提供可靠的數據，反之循環匹配相應的電量追補方案直至追補成 功，若所有配置方案均無法完成追補，則以當天最大需求電量為準進行追補；仲裁瞬時功率 是否存在異常的實現過程是當存在某一時刻的瞬時功率大于最大閾值時，其中閾值為當 日負荷柱狀圖最大功率，則記錄其差值和發生的起止時間，完成數據記錄后進入異常事件 的仲裁，當不存在某一時刻的瞬時功率大于最大閾值時，直接進入異常事件的仲裁；仲裁異 常事件的實現過程是當已發生異常事件時，依據權限的差異修改異常、記錄處理時間、數 據項、原始數據、修改后數據，并上報修改記錄，反之直接進入所查詢負荷曲線的仲裁；仲裁 所查詢負荷曲線的實現過程是首先讀取所需的負荷曲線數據，然后與歷史日曲線柱狀圖 對比，當兩者一致時，備份數據至后臺處理器的數據庫中，反之依據歷史日曲線計算出考核 值，并將其作為默認值備份至后臺處理器的數據庫，并記錄發生時間，進行上報，為考核監 測人員提供可靠的數據。圖6是本發明顯示的供電動態特性曲線圖，其表征了被監測對象的供電動態特 性，所述曲線具有如下功能(1)實時采集功率和負荷數據，速率為每點/Is ； (2)動態顯示 最新η點的功率曲線，其中η的值可設置；(3)功率曲線顯示密度可靈活配置；(4)數據永 久保存至后臺處理器的數據庫中；(5)按操作密鑰的級別不同分級別查詢、拷貝數據庫的 運行數據；(6)動態檢測負荷特性，根據可設的閾值異常報警負荷突變。圖6中整個運行過程中各分元電流相等，首先逆相序、三相平衡供電運行150s，各分元功率為pl(pl<0)，然后 瞬間掉電5s后重新上電，逆相序、三相平衡供電運行250s，各分元功率為pl，之后掉電250s 后重新上電，從正相序、三相平衡供電運行30s，此時各分元功率p2 (p2>0)，切換到A相電 壓單獨供電運行30s (Α相功率p2)后，切換到B相單獨供電30s (B相功率p2)，在切換 到C相單獨供電IOs (C相功率p2)后掉電。最后在掉電延續90s后上電，正相序、三相平 衡供電。
權利要求
一種遠程動態監測電能計量負荷的方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)依據操作頻率和監測權限的差異對數據進行模塊化封裝，建立與之對應的報頭、CRC及拆分密鑰；(2)封裝好的數據包經internet傳輸至配備級別授權的后臺處理器，所述后臺處理器依據操作密鑰的授權、數據CRC校驗和及拆分密鑰的驗證拆分模塊化數據包，并對拆分后的數據進行CRC校驗和的容錯處理；(3)依據操作頻率，建立匹配的數據處理方式與數據包一一對應；(4)結合具有自愈能力的仲裁機制對異常數據進行處理、備份及上報。
2.根據權利要求1所述的遠程動態監測電能計量負荷的方法，其特征在于步驟(1)所 述操作密鑰分為00、01、02三個級別，所述各級操作密鑰的監測權限設置如下(1)00級查看正常監測數據、遠程操作flash備份的校表參數、修復異常、清異常記錄；(2)01級查看正常監測數據、遠程操作flash備份的校表參數；(3)02級查看正常監測數據。
3.根據權利要求1所述的遠程動態監測電能計量負荷的方法，其特征在于步驟(1)中 所述進行封裝的數據包括單相電壓、電流，電網頻率，中線電流，單相有、無功功率，單相功 率因數，正反向有功電能，四象限無功電能，負荷曲線，可配置監測的事件記錄，電量追補。
4.根據權利要求1所述的遠程動態監測電能計量負荷的方法，其特征在于步驟(1)所 述操作頻率包括每秒操作、每小時操作、每天操作、每月操作及可配置的長時間操作，依據 所述操作頻率的差異匹配對應的數據封裝，所述每秒操作的數據包括運行參數、瞬時電量 值、功率因數，所述每小時操作的數據包括電網頻率、每小時用電柱狀圖，所述每天操作的 數據包括同步時鐘、異常事件、實時日曲線，所述每月操作的數據包括歷史日曲線，所述長 時間操作的數據包括歷史月曲線、監測事件記錄、電量追補方案參考時間、FLASH備份數據。
5.根據權利要求1所述的遠程動態監測電能計量負荷的方法，其特征在于所述數據處 理方式包括數值顯示電參量、曲線表述動態負荷曲線、定時更新電壓電流矢量圖、實時查詢 時鐘及模擬指示燈提示監測數據的狀態表。
6.根據權利要求1所述的遠程動態監測電能計量負荷的方法，其特征在于步驟(4)所 述仲裁機制能對異常數據進行處理和備份，依據操作密鑰對異常進行處理和恢復，并根據 使用人員的監測權限配備查詢功能，記錄異常的發生時間并上報。
7.根據權利要求4所述的遠程動態監測電能計量負荷的方法，其特征在于所述實時日 曲線是默認數據間隔為每15分鐘用電量形成的一個包含96個柱狀圖的負荷柱狀圖，以費 率時段為間隔，尖峰平谷各費率時段的電量負荷柱狀圖使用紅橙黃綠四種顏色表示；所述 歷史日曲線是默認數據間隔為查詢日每小時用電量形成的一個包含24個柱狀圖的負荷柱 狀圖；所述歷史月曲線分為實際月負荷曲線和平均月負荷曲線，所述實際月負荷曲線是默 認數據間隔為查詢月每天用電量形成的一個負荷柱狀圖，各周日負荷柱狀圖用特殊顏色標 識，所述平均月負荷曲線是默認數據間隔為查詢月各天各小時的算術平均用電量形成的一 個共24個柱狀圖的負荷柱狀圖。
全文摘要
本發明公開了一種遠程動態監測電能計量負荷的方法，包括如下步驟(1)依據操作頻率和監測權限的差異對數據進行模塊化封裝，建立與之對應的報頭、CRC及拆分密鑰；(2)封裝好的數據包經internet傳輸至配備級別授權的后臺處理器，所述后臺處理器依據操作密鑰的授權、數據CRC校驗和及拆分密鑰的驗證拆分模塊化數據包，并對拆分后的數據進行CRC校驗和的容錯處理；(3)依據操作頻率，建立匹配的數據處理方式與數據包一一對應；(4)結合具有自愈能力的仲裁機制對異常數據進行處理、備份及上報。本發明提供的這種遠程動態監測電能計量負荷的方法使得對電能計量數據的管理和使用更加準確、快速、有效，確保了考核用電方的準確性及公正性。
文檔編號G01R35/00GK101950008SQ201010502259
公開日2011年1月19日 申請日期2010年10月11日 優先權日2010年10月11日
發明者馮喜軍, 宋慧娜, 易龍強, 李虎 申請人:威勝集團有限公司