基于電力用戶用電信息采集系統的計量在線監測系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于電力用戶用電信息系統的計量在線監測系統，包括計量設備異常數據識別模塊、數據預統計模塊，基于用電信息采集系統采集的數據，建立計量設備異常識別模型，由計量設備異常數據識別模塊根據計量設備異常識別模型，判斷識別出計量設備異常；數據預統計模塊對計量設備異常數據識別模塊識別出來的各類計量設備異常進行預統計，并將統計結果存儲到發布數據庫中，以便進行快速分類查詢與統計。本發明通過用戶用電信息，對數據進行異常識別算法分析，再對各類異常進行預統計，以便及時發現并處理各類計量設備異常，從而確保現場計量設備運行正常、用電信息采集系統所采集到的用電信息數據的準確性和可靠性，支撐各部門的業務應用。
【專利說明】基于電力用戶用電信息采集系統的計量在線監測系統
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種基于電力用戶用電信息采集系統的計量在線監測系統，屬于智能電網自動化應用【技術領域】。
【背景技術】
[0003]隨著電力用戶用電信息采集系統建設的不斷推進，已經具備每日采集用戶的用電信息，如電能表的日凍結示數、日電壓、電流、功率曲線、最大需量、時鐘等計量設備運行數據的條件。用電信息采集系統(用采系統)已經為營銷各專業的業務應用(如抄表結算、臺區線損考核、配變運行監測、95598網站等等)提供了大量的數據支撐，為確保電力用戶用電信息系統所采集到數據的準確性和可靠性，要求系統能及時發現、識別出現場的計量設備異常、并方便查詢出各類異常以進行處理、統計各地對計量設備異常的處理情況。
[0004]計量設備運行正常，是用采系統為營銷各專業的業務應用提供支撐的前提，也是用戶抄表結算、臺區線損考核等業務應用正確、公平的基礎。由于計量設備眾多(如江蘇省共有3200萬左右的電能表只)，依靠原有的計量設備異常識別手段(如現場巡視、用戶報修等)根本無法滿足業務應用需要，并且周期長、費時費力。因此急需識別、統計出各地市的各類計量設備異常信息，以提高運維人員對計量設備異常的運維效率和各地市對計量設備運行的管理水平，減少計量設備異常等因素對營銷業務應用的影響。
【發明內容】
[0005]本發明所解決的技術問題是及時發現、識別出現場的計量設備異常、并方便查詢出各類異常以進行處理、統計各地對計量設備異常的處理情況；以提高運維人員對計量設備異常的運維效率和各地市對計量設備運行的管理水平，減少計量設備異常等因素對營銷業務應用的影響。
[0006]為解決上述技術問題，本發明是采取以下的技術方案來實現的:
一種基于電力用戶用電信息采集系統的計量在線監測系統，其特征在于:包括計量設備異常數據識別模塊、數據預統計模塊，
基于用電信息采集系統采集的數據，建立計量設備異常識別模型，
由計量設備異常數據識別模塊根據計量設備異常識別模型，判斷識別出計量設備異
常，
判斷識別的計量設備異常包括:電能表數據無效、電能示數下降、電能表示數突增、電能表飛走、電能表反向有功電能示數超限、電能表反向有功示數增長、電能表反接線、電能表I1、111象限示數超限、電能表I1、111象限示數增長、電能表月電量計算異常、電能表功率反向、電能表時鐘超差、電能表時鐘嚴重超差、電能表欠壓、電能表欠流、電能表零線電流超限、電能表失壓、電能表斷相、超電能表額定電流用電、電能表CT開路和電能表三相電流不平衡； 數據預統計模塊對計量設備異常數據識別模塊識別出來的各類計量設備異常進行預統計，并將統計結果存儲到發布數據庫中，以便進行快速分類查詢與統計。
[0007]用電信息采集系統采集的數據包括電能表的示數、電壓曲線、電流曲線、功率曲線和時鐘數據，并自動轉換、加工成計量設備異常識別模型所需的二次數據保存到采集數據庫中。
[0008]計量設備異常識別模型包括的具體異常識別判據如下:
O電能表數據無效:當日且連續3天或7天內出現4天分時示數之和古總示數；或者正反向無功和四象限無功齊全時，正反向之和與四象限之和的差值的絕對值> I (kW/h);
2)電能示數下降:當日總示數比昨日、前日的總示數均小于I(kW/h)；
3)電能表示數突增:即昨日總示數突增，今日電能表總示數比昨日總示數小I(kW/h)，但大于前日總示數；
4)電能表飛走:對額定電流為10?100A的電能表，日電量>電能表額定容量*50小
時；
5)電能表反向有功電能示數超限:反向有功總示數>5 (kff/h)；
6)電能表反向有功示數增長:反向有功電量>I kW/h ；
7)電能表反接線:反向有功電量>正向有功電量；
8)電能表I1、111象限示數超限:四象限無功；11、III象限無功示數〉10(kff/h)；
9)電能表I1、III象限示數增長:四象限無功；11、III象限無功電量>I kW/h ；
10)電能表月電量計算異常:電能表月內每日的電量之和古月示數之差，且超過IkW/
h ；
11)電能表功率反向:總有功功率值出現負值且絕對值大于電表額定功率的10%，或者三相有功功率絕對值之和與總功率的差值超過電表額定功率的30% ；
12)電能表時鐘超差:電表時鐘與標準時鐘偏差超過4分鐘；
13)電能表時鐘嚴重超差:電表時鐘與標準時鐘偏差超過5分鐘；
14)電能表欠壓:具體分以下3種情況:
直接接入時:某一相連續四個點電壓在50-160V之間(小于50V為失壓)，而同時刻該相電流大于0.5A ；
CT接入時:某一相連續四個點電壓在50-160V之間(小于50V為失壓)，而同時刻該相電流大于0.1A ；
PT、CT同時接入時:電壓一個大于80V而另一個小于70V，連續4點判為欠壓；
15)電能表欠流:具體分以下2種情況:
三相三線,兩條曲線記錄,某相電流大于2A時,對應點小于1A,連續點數多于4個點；三相四線電表，僅對額定電流為1.5 (6)A的電表，三條曲線記錄，某相電流大于3A時，另外兩曲線分別統計，對應點小于0.3A，連續點數多于4個，電流負值不統計；
16)電能表零線電流超限:三相四線電能表，線電流超過電能表額定電流50%，連續點數超過4個；
17)電能表失壓:具體分以下3種情況:
直接接入時:某一相連續四個點電壓在50-160V之間(小于50V為失壓)，而同時刻該相電流大于0.5A ； CT接入時:某一相連續四個點電壓在50-160V之間(小于50V為失壓)，而同時刻該相電流大于0.1A ；
PT、CT同時接入時:電壓一個大于80V而另一個小于70V，連續4點判為欠壓；
18)電能表斷相:具體分以下2種情況:
直接接入時:某一相連續四個點電壓小于160V，而同時刻該相電流小于0.5A ；
CT接入時:某一相連續四個點電壓小于160V，而同時刻該相電流小于0.1A ；
19)超電能表額定電流用電:CT接入，電流連續4個點超6A；
20)電能表CT開路:CT接入，電壓正常，電流兩相大于2A時，某相小于0.1A，連續4個點則該相CT開路；
21)電能表三相電流不平衡:CT接入，三相電流都大于0.1A，均值大于3A，但其中有一相電流小于1A，并且連續4個點，則判為三相電流不平衡。
[0009]數據預統計模塊以供電單位、終端類型、終端型號、處理狀態或數據日期維度對識別出來的各類計量設備異常進行預統計，并將統計結果存儲到發布數據庫中，以便進行快速分類查詢與統計。
[0010]還包括WEB應用展示模塊，所述WEB應用展示模塊采用B/S框架，根據業務應用需求，根據設定的查詢條件，直接訪問存儲在發布數據庫中的預統計結果，對計量設備異常進行分類處理后以圖形化、表格化方式在WEB頁面展示出來，導出具體明細清單和發起相應的處理傳票。
[0011]所述的查詢條件包括供電單位、終端類型、終端型號、處理狀態、數據日期、用戶編號或電表局編號中的一種或多種。
[0012]該系統通過遠程手段自動采集電能表的日凍結示數、電壓曲線、電流曲線、功能曲線和電表時鐘數據，依據計量設備異常識別模型自動識別出各類計量設備異常，結合數據庫強大的數據分析、處理和統計能力，自動統計出各地市的各類計量設備異常信息，并以基于B/S架構，實現快捷、直觀的圖形化、表格化的WEB方式展示。以及時發現(識別)出現場的計量設備異常、并方便查詢出各類異常以進行處理，提高運維人員對計量設備異常的運維效率和各地市對計量設備運行的管理水平，
本發明所達到的有益效果:
本發明針對計量設備眾多(如江蘇省共有3200萬左右的電能表只)，依靠原有的計量設備異常識別手段(如現場巡視、用戶報修等)根本無法滿足業務應用需要，并且周期長、費時費力的工作難點，設計了本系統；實現了及時發現、識別出現場的計量設備異常、并方便查詢出各類異常以進行處理、統計各地對計量設備異常的處理情況；以提高運維人員對計量設備異常的運維效率和各地市對計量設備運行的管理水平，減少計量設備異常等因素對營銷業務應用的影響目的。
[0013]I)系統每天自動采集所有電能表的日凍結示數、電壓曲線、電流曲線、功率曲線和時鐘數據，為營銷各專業的業務應用提供強大的數據支撐，同時也減少了抄表人員、運維人員跑現的次數，從而節約了人力成本。
[0014]2)系統每天自動識別現場運行的計量設備異常，及時為運維人員提供明確的計量設備異常對象清單，從而提高運維人員對計量設備異常的運維效率，同時也減少計量設備異常等因素對營銷業務應用的影響。[0015]3)系統每天自動預統計各地市的計量設備異常處理情況，從而提高各地市對計量設備運行的管理水平。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1計量在線監測系統物理架構結構圖；
圖2計量在線監測系統識別的計量設備異常分類圖；
圖3計量在線監測系統監測效果一計量設備異常統計結果圖；
圖4計量在線監測系統監測效果一電能表斷相分析圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本發明作具體的介紹:
圖1是本發明的物理架構結構圖；圖2是本發明識別的計量設備異常分類圖；圖3是本發明的計量設備異常統計結果圖；圖4是本發明的電能表斷相分析圖。
[0018]如圖1所示，本發明的計量在線監測系統，包括異常數據識別模塊、統計模塊和WEB應用發布服務器。建立計量設備異常識別模型，包含具體的對計量設備異常的識別判據。用電信息采集系統中采集模塊采集的數據存儲在采集數據庫中。計量設備異常數據識別模塊調用采集數據庫中的數據，由計量設備異常識別模型中的具體異常識別判據進行分析，判斷識別出異常的計量設備。數據預統計模塊對各類計量設備異常進行預統計，并將統計結果存儲到發布數據庫中。WEB應用展示模塊根據業務應用需求，根據設定的查詢條件，直接訪問存儲在發布數據庫中的預統計結果，對計量設備異常進行分類處理后以圖形化、表格化方式在WEB頁面展示出來。
[0019]如圖2所示，本發明的計量在線監測系統所能識別的計量設備異常包括:電能表數據無效、電能示數下降、電能表示數突增、電能表飛走、電能表反向有功電能示數超限、電能表反向有功示數增長、電能表反接線、電能表II III象限示數超限、電能表II III象限示數增長、電能表月電量計算異常、電能表功率反向、電能表時鐘超差、電能表時鐘嚴重超差、電能表欠壓、電能表欠流、電能表零線電流超限、電能表失壓、電能表斷相、超電能表額定電流用電、電能表CT開路、電能表三相電流不平衡。
[0020]如圖3所示，本發明的計量在線監測系統，監測到江蘇省2013年7月29日至2013年8月4日期間，在已經實現自動采集的2300萬只現場運行的電能表中，全省及各地市的各類計量設備異常統計結果，具體數字詳見附圖3。
[0021]如圖4所示，本發明的計量在線監測系統，監測到江蘇省蘇州市橫塘供電所的橫塘鎮石湖村北塘1#綜合變(電能表局編號為:0601258322)發生電能表斷相異常，從圖4的三相電流曲線圖(圖中未示出)和三相電流曲線數據表(數據表中第一行表示時間，第二至四行數據分別為A、B、C三相電流數據)中，可以清楚看到該配變的A相電流從14:30開始發生斷相，而C相電流從14:45開始發生斷相異常。
[0022]本發明為了解決計量設備眾多(江蘇省共有3200萬左右的電能表只)，依靠原有的計量設備異常識別手段(如現場巡視、用戶報修等)根本無法滿足業務應用需要，并且周期長、費時費力的工作難點，設計了本系統；實現了及時發現(識別)出現場的計量設備異常、并方便查詢出各類異常以進行處理、統計各地對計量設備異常的處理情況；以提高運維人員對計量設備異常的運維效率和各地市對計量設備運行的管理水平，減少計量設備異常等因素對營銷業務應用的影響目的。
[0023]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于電力用戶用電信息采集系統的計量在線監測系統，其特征在于:包括計量設備異常數據識別模塊、數據預統計模塊， 基于用電信息采集系統采集的數據，建立計量設備異常識別模型， 由計量設備異常數據識別模塊根據計量設備異常識別模型，判斷識別出計量設備異常， 判斷識別的計量設備異常包括:電能表數據無效、電能示數下降、電能表示數突增、電能表飛走、電能表反向有功電能示數超限、電能表反向有功示數增長、電能表反接線、電能表11、111象限示數超限、電能表11、111象限示數增長、電能表月電量計算異常、電能表功率反向、電能表時鐘超差、電能表時鐘嚴重超差、電能表欠壓、電能表欠流、電能表零線電流超限、電能表失壓、電能表斷相、超電能表額定電流用電、電能表CT開路和電能表三相電流不平衡； 數據預統計模塊對計量設備異常數據識別模塊識別出來的各類計量設備異常進行預統計，并將統計結果存儲到發布數據庫中，以便進行快速分類查詢與統計。
2.根據權利要求1所述的基于電力用戶用電信息采集系統的計量在線監測系統，其特征在于:用電信息采集系統采集的數據包括電能表的示數、電壓曲線、電流曲線、功率曲線和時鐘數據，并自動轉換、加工成計量設備異常識別模型所需的二次數據保存到采集數據庫中。
3.根據權利要求1所述的基于電力用戶用電信息采集系統的計量在線監測系統，其特征在于:計量設備異常識別 模型包括的具體異常識別判據如下: O電能表數據無效:當日且連續3天或7天內出現4天分時示數之和古總示數；或者正反向無功和四象限無功齊全時，正反向之和與四象限之和的差值的絕對值> I ; 2)電能示數下降:當日總示數比昨日、前日的總示數均小于I; 3)電能表示數突增:即昨日總示數突增，今日電能表總示數比昨日總示數小1，但大于前日總示數； 4)電能表飛走:對額定電流為10~100Α的電能表，日電量>電能表額定容量*50小時； 5)電能表反向有功電能示數超限:反向有功總示數>5 ； 6)電能表反向有功示數增長:反向有功電量>I kW/h ； 7)電能表反接線:反向有功電量>正向有功電量； 8)電能表11、111象限示數超限:四象限無功；11、III象限無功示數>10 ； 9)電能表11、111象限示數增長:四象限無功；11、III象限無功電量>I kW/h ； 10)電能表月電量計算異常:電能表月內每日的電量之和古月示數之差，且超過IkW/h ； 11)電能表功率反向:總有功功率值出現負值且絕對值大于電表額定功率的10%，或者三相有功功率絕對值之和與總功率的差值超過電表額定功率的30% ； 12)電能表時鐘超差:電表時鐘與標準時鐘偏差超過4分鐘； 13)電能表時鐘嚴重超差:電表時鐘與標準時鐘偏差超過5分鐘； 14)電能表欠壓:具體分以下3種情況: 直接接入時:某一相連續四個點電壓在50-160V之間，而同時刻該相電流大于0.5A ；CT接入時:某一相連續四個點電壓在50-160V之間，而同時刻該相電流大于0.1A ； PT、CT同時接入時:電壓一個大于80V而另一個小于70V，連續4點判為欠壓； 15)電能表欠流:具體分以下2種情況: 三相三線,兩條曲線記錄,某相電流大于2A時,對應點小于1A,連續點數多于4個點； 三相四線電表，僅對額定電流為1.5(6)A的電表，三條曲線記錄，某相電流大于3A時，另外兩曲線分別統計，對應點小于0.3A，連續點數多于4個，電流負值不統計； 16)電能表零線電流超限:三相四線電能表，線電流超過電能表額定電流50%，連續點數超過4個； 17)電能表失壓:具體分以下3種情況: 直接接入時:某一相連續四個點電壓在50-160V之間，而同時刻該相電流大于0.5A ； CT接入時:某一相連續四個點電壓在50-160V之間，而同時刻該相電流大于0.1A ； PT、CT同時接入時:電壓一個大于80V而另一個小于70V，連續4點判為欠壓； 18)電能表斷相:具體分以下2種情況: 直接接入時:某一相連續四個點電壓小于160V，而同時刻該相電流小于0.5A ； CT接入時:某一相連續四個點電壓小于160V，而同時刻該相電流小于0.1A ；` 19)超電能表額定電流用電:CT接入，電流連續4個點超6A； 20)電能表CT開路:CT接入，電壓正常，電流兩相大于2A時，某相小于0.1A，連續4個點則該相CT開路； 21)電能表三相電流不平衡:CT接入，三相電流都大于0.1A，均值大于3A，但其中有一相電流小于1A，并且連續4個點，則判為三相電流不平衡。
4.根據權利要求1所述的基于電力用戶用電信息采集系統的計量在線監測系統，其特征在于:數據預統計模塊以供電單位、終端類型、終端型號、處理狀態或數據日期維度對識別出來的各類計量設備異常進行預統計，并將統計結果存儲到發布數據庫中，以便進行快速分類查詢與統計。
5.根據權利要求1或4所述的基于電力用戶用電信息采集系統的計量在線監測系統，其特征在于:還包括WEB應用展示模塊，所述WEB應用展示模塊采用B/S框架，根據業務應用需求，根據設定的查詢條件，直接訪問存儲在發布數據庫中的預統計結果，對計量設備異常進行分類處理后以圖形化、表格化方式在WEB頁面展示出來，導出具體明細清單和發起相應的處理傳票。
6.根據權利要求5所述的基于電力用戶用電信息采集系統的計量在線監測系統，其特征在于:所述的查詢條件包括供電單位、終端類型、終端型號、處理狀態、數據日期、用戶編號或電表局編號中的一種或多種。
【文檔編號】H02J13/00GK103532745SQ201310456967
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】黃奇峰, 吳鋼, 范潔, 王紅星, 陳霄, 宋煜, 周玉, 謝偉, 尹飛, 李新家, 陳剛, 易永仙, 李緯 申請人:國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學研究院, 江蘇方天電力技術有限公司