用于預警階梯電量越限和電壓越限的智能電表及預警方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種智能電表，特別是設及一種用于預警階梯越限和電壓越限的智能 電表及其預警方法。
【背景技術】
[0002] 目前，我國絕大多數城市已經推出了階梯式電價政策，階梯式電價是指把戶均用 電量設置為若干個階梯分段或分檔次定價計算費用。對居民用電實行階梯式遞增電價，其 目的在于，實現細分市場的差別定價，提高居民用電效率，可W提高能源效率，減少能源浪 費、引導居民養成良好的用電習慣。然而，我國居民很多都沒有良好的節約用電意識，很少 有人會定期查看電能表電量，大多數居民都是等見到電費賬單才知道每月用了多少電量， 因此，階梯式電價政策很多時候并沒有發揮出應有的作用。現有技術的電能表并不具備針 對階梯度數的監控功能，也不能在超過階梯度數時向用戶發出提示或預警。
[0003] 另外，隨著科技的發展和進步，不管是企業用電設備還是家用電器，其功能越來越 強大，在給人們生活帶來極大便利的同時，也讓故障的出現幾率越來越高，輕則電氣設備罷 工，重則對人們的生命財產造成損失，釀成安全事故。用電設備對電能質量的依賴日益突 出。電壓作為電能質量的一個指標。各種電氣設備都設計在額定電壓下工作。當用戶端 電壓波動超過允許值時，則用電設備的性能、生產效率、產品質量等都將受到不同程度的 影響；（1)電壓過低對于高能源消耗的電器，特別是空調、電冰箱等，造成難W啟動、電流過 大、過熱、效率降低；（2)電壓過高會造成各種電器過壓擊穿，燒毀等故障。又如，當異步電 動機端子電壓為負偏差時，負荷電流將增大，起動轉矩、最大轉矩和最大負荷能力均顯著減 小，嚴重時甚至不能起動或堵轉；當電壓為正偏差時，轉矩增加，嚴重時可能導致聯軸器剪 斷，或損壞設備。而現有技術的智能電表并沒有設及到用戶對電壓質量的監測和預警。
【發明內容】
[0004] 為克服上述現有技術存在的不足，本發明之一目的在于提供一種用于預警階梯電 量越限和電壓越限的智能電表及其預警方法，其可W有效解決現有技術的電能表不具備對 階梯度數和電壓質量監控功能的問題，實現了在預超過階梯度數和預超過允許電壓時向用 戶發出提示或預警的目的。
[0005] 為達上述及其它目的，本發明提出一種用于預警階梯電量越限和電壓越限的智能 電表，包括一電表箱，該電表箱內包括：
[0006] -電能表；
[0007] 電量、電壓接入器，連接該電能表，將每月用電量、每天電壓數據的模擬信號轉換 為數字信號傳送至越限預警控制器；
[0008] 越限預警控制器，通過該電量、電壓接入器連接至該電能表，采用模糊聚類特性預 警方法，根據不同的結果，輸出不同的預警信號。
[0009] 預警器，連接該越限預警控制器。
[0010] 進一步地，所述預警器包括一四色L邸燈及一蜂鳴器，所述四色L邸燈與蜂鳴器連 接所述越限預警控制器。
[0011] 進一步地，所述電能表箱外壁上設有一L邸復位開關，所述L邸復位開關連接至所 述四色L邸燈。
[0012] 進一步地，所述預警器還包括一通訊模塊，所述通訊模塊連接所述越限預警控制 器。
[0013] 進一步地，所述越限預警控制器根據模糊聚類特性預警方法得到一個W上的階梯 電量預警值W及電壓預警值，該階梯電量預警值包括第一階梯電量值、第二階梯電量值、第 立階梯電量值闊值和電壓闊值。
[0014] 進一步地，所述當月用電量為從將電能表的實時示數與當月月初的電量示數作差 處理獲取而得。
[0015] 為達到上述目的，本發明還提供一種用于預警階梯越限和階梯越限的智能電表的 預警方法，包括如下步驟：
[0016] 步驟一，電量、電壓接入器將每月用電量和每天電壓數據的模擬信號轉換為數字 信號，并傳送至越限預警控制器。
[0017] 步驟二，越限預警控制器接收每月用電量和每天電壓數據，采用模糊聚類預警算 法，在電量即將超過第一、二、=階梯電量時，給出相應的電量預警指令；當電壓快超過允許 值時，作出相應的電壓預警指令。
[0018] 步驟S，根據不同的指令，輸出不同的預警信號。
[0019] 進一步地，在步驟S中，在越限預警控制器輸出的預警信號之后，還可通過通訊模 塊將結果通知給用戶。
[0020] 進一步地，步驟二中，如果當月用電量大于第一階梯電量預警值且小于第二階梯 電量預警值，所述越限預警控制器輸出第一預警信號；如果當月用電量大于第二階梯電量 預警值且小于第=階梯電量預警值，所述越限預警控制器輸出第二預警信號；如果當月用 電量大于第=階梯電量預警值，所述越限預警控制器輸出第=預警信號。
[0021] 進一步地，所述第一、二、=階梯電量及電壓闊值采用模糊聚類特性預警方法獲 得，該模糊聚類特性預警方法包括如下步驟：
[0022] 獲取大量歷史數據；
[0023] 對數據進行標準化處理；
[0024] 建立模糊相似矩陣；
[00巧]取不同的置信水平AG[0,1]，構成動態聚圖；
[0026] 對預警對象進行分類，并確定每類的預警闊值。
[0027] 與現有技術相比，本發明提供一種用于預警階梯電量越限和電壓越限的智能電表 及其預警方法，通過采用越限預警控制器將接收到的當月用電量、每天電壓與模糊聚類算 法得到的闊值進行比較，根據對比結果的不同，輸出不同的預警信號，有效地解決了現有技 術的電能表并不具備針對階梯度數和電壓質量的監控功能的問題，實現了在超過階梯度數 和允許電壓時向用戶發出提示和預警的目的。
【附圖說明】
[0028] 圖1為本發明一種用于預警階梯電量越限和電壓越限的智能電表及其預警方法 的結構示意圖；
[0029] 圖2為本發明一種用于預警階梯電量越限和電壓越限的智能電表的預警方法的 步驟流程圖。
[0030] 圖3為本發明一種用于預警階梯電量越限和電壓越限的智能電表的預警方法的 預警方法示意圖。
[0031] 圖4為本發明一種用于預警階梯電量越限和電壓越限的智能電表的預警方法的 預警方法流程圖。
【具體實施方式】
[0032] W下通過特定的具體實例并結合【附圖說明】本發明的實施方式，本領域技術人員可 由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其它優點與功效。本發明亦可通過其它不同 的具體實例加W施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基于不同觀點與應用，在不背離 本發明的精神下進行各種修飾與變更。
[0033] 圖1為本發明一種用于預警階梯電量越限和電壓越限的智能電表的結構示意圖。 如圖1所示，本發明型設及一種用于預警階梯電量越限和電壓越限的智能電表，包括一電 能表箱1，電能表箱1內包括一電能表2、一電量、電壓接入器3、一越限預警控制器4W及一 預警器5,越限預警控制器4通過電量、電壓接入器3連接至電能表2,越限預警控制器4連 接至預警器5 ;預警器5包括一四色L邸燈51、一蜂鳴器52W及一GSM通訊模塊53,越限 預警控制器4連接至四色L邸燈51、蜂鳴器52W及GSM通訊模塊53。
[0034] 其中，