一种基于采集平台的失准更换系统的制作方法

1.本发明属于电力监测技术领域，具体是一种基于采集平台的失准更换系统。


背景技术：

2.电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户；为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、优质的电能；
3.现有的技术中，只能通过对智能电表所使用的电量进行监控，而无法对电路系统中是否存在漏电流等异常情况及时察觉，从而造成不必要的电力流失，为此，现提供一种基于采集平台的失准更换系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于采集平台的失准更换系统。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于采集平台的失准更换系统，包括采集平台，所述采集平台通信连接有数据采集模块、数据处理模块以及数据分析模块；
6.所述数据采集模块由若干个电表数据采集终端和台区数据采集终端组成，所述电表数据采集终端用于获取智能电能表的运行参数，所述台区数据采集终端用于获取台区电量使用参数；所述数据处理模块用于根据数据采集模块所获取到的智能电能表的电量使用数据和台区的用电数据，建立奇异方差用户优化模型和台区用电误差模型；最后通过数据分析模块对台区的电量使用参数以及智能电能表的用电数据进行分析。
7.进一步的，所述电表数据采集终端获取智能电能表的运行参数的过程包括：
8.在每个智能电能表中安装电表数据采集终端，获取电表数据采集终端的所在位置，并根据电表数据采集终端的所在位置，将位于同一个台区范围内的所有电表数据采集终端记为一个电表数据采集终端组；通过电能数据采集终端获取对应的智能电能表的电量使用数据，并将每个智能电能表的电量使用数据在每日特定的时间对电量使用数据进行冻结，从而获得冻结电量，将冻结电量记为该智能电能表的日用电量。
9.进一步的，所述台区数据采集终端获取台区电量使用参数的过程包括：
10.在每个台区范围内设置若干个用电计量点，并在每个台区的用电计量点安装台区数据采集终端，通过台区数据采集终端获取该台区的用电数据。
11.进一步的，所述奇异方差用户优化模型的建立过程包括：
12.以月为单位，获得台区下用户的日用电量的平均值，然后再获得用户日用电量的方差，并设置方差阈值，当用户日用电量的方差大于方差阈值时，则将该用户标记为奇异方差用户，并标记奇异方差用户的智能电能表；
13.当用户的日用电量的方差小于方差阈值时，则表示该用户的日用电量连续恒定，
不存在大的用电波动，并将该用户标记为恒定用户。
14.进一步的，所述台区用电误差模型的建立过程包括：
15.根据每个智能电能表的误差值与其对应的日用电量计算得到每个智能电能表的拟合用电量，将所有智能电能表的拟合用电量进行汇总，获得用户拟合用电总量，将所有智能电能表的日用电量进行汇总获得用户真实用电总量，然后再将台区的总供电量与用户拟合用电总量的差为拟合残差，台区总供电量与用户真实用电总量的差为实际残差，通过计算拟合残差和实际残差的均方根误差来对模型结果进行评价，并获得台区用电误差模型的评价系数，通过台区用电误差模型的评价系数判断模型计算结果的可靠性。
16.进一步的，所述数据分析模块用于对台区的电量使用参数以及智能电能表的用电数据进行分析，分析过程包括：
17.以两个用电计量点之间的线路为分析单元，将两个用电计量点之间的智能电能表标记为负载计量点，用电计量点与负载计量点的关系组成树形拓扑，用电计量点通过线路为下一级负载计量点提供电量输入。
18.基于以上拓扑结构及能量守恒定律，建立线路用电计量点电量、负载计量点的用电量、线路损耗及设备固定损耗的关系方程:
19.线路用电计量点电量＝各个负载计量点用电量+线路损耗+设备固定损耗。
20.进一步的，所述数据采集模块在获取台区的用电数据时，台区的用电数据上传至数据处理模块的时间与智能电能表的电量使用数据上传至数据处理模块的时间一致。
21.进一步的，所述台区的用电数据包括供电量、线损电量、总售电量、用电计量点的用电量。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过分析智能电能表状态评价的台区覆盖度、智能电能表覆盖度、异常核查准确度进行多角度分析，使业务人员能够多角度深层次了解模块的应用情况，通过在台区范围内设置用电计量点，通过对用电计量点的供电量与售电量之间的关系，判断台区范围内是否存在漏电点，从而避免电力意外流失或被非法窃取。
附图说明
23.图1为本发明的原理图。
具体实施方式
24.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
25.如图1所示，一种基于采集平台的失准更换系统，包括采集平台，所述采集平台通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块；
26.所述数据采集模块由若干个电表数据采集终端和台区数据采集终端组成，所述电表数据采集终端用于获取智能电能表的运行参数，所述台区数据采集终端用于获取台区电量使用参数；
27.所述电表数据采集终端获取智能电能表的运行参数的过程具体包括：
28.在每个智能电能表中安装电表数据采集终端，并对电表数据采集终端进行编号，记为i，i＝1，2，
……
，n，n为整数；
29.获取电表数据采集终端的所在位置，并根据电表数据采集终端的所在位置，将位于同一个台区范围内的所有电表数据采集终端记为一个电表数据采集终端组；
30.通过电能数据采集终端获取对应的智能电能表的电量使用数据，并将每个智能电能表的电量使用数据在每日特定的时间对电量使用数据进行冻结，从而获得冻结电量，将冻结电量记为该智能电能表的日用电量，并将每个智能电能表第k天的日用电量标记为brd
k，i
，然后将每个智能电能表的日用电量上传至数据处理模块。
31.所述台区数据采集终端获取台区电量使用参数的具体过程包括：
32.在每个台区范围内设置若干个用电计量点，对每个用电计量点进行标号，并在每个台区的用电计量点安装台区数据采集终端，将台区数据采集终端记为j，j＝1，2，
……
，m，m为整数，获取该台区的用电数据，所述台区的用电数据包括供电量、线损电量、总售电量、用电计量点的用电量；
33.分别将该台区每个用电计量点第k天的供电量、线损电量、总售电量、用电计量点的用电量记为tgd
k，j
、xsd
k，j
、zsd
k，j
以及jld
k，j
，然后将该台区的供电量、线损电量、总售电量、用电计量点的用电量上传至数据处理模块。
34.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，数据采集模块在获取台区的用电数据时，台区的用电数据上传至数据处理模块的时间与智能电能表的电量使用数据上传至数据处理模块的时间一致，从而保证台区的用电数据与智能电能表的电量使用数据之间不会存在延时，造成数据分析结果产生大的差异化；
35.所述数据处理模块用于对数据采集模块所获取到的智能电能表的电量使用数据和台区的用电数据进行处理，具体处理过程包括：
36.分别建立奇异方差用户优化模型和台区用电误差模型；
37.所述奇异方差用户优化模型的建立过程包括：
38.以月为单位，获得台区下用户的日用电量的平均值，然后再获得用户日用电量的方差，并设置方差阈值，当用户日用电量的方差大于方差阈值时，则将该用户标记为奇异方差用户，并标记奇异方差用户的智能电能表；
39.当用户的日用电量的方差小于方差阈值时，则表示该用户的日用电量连续恒定，不存在大的用电波动，并将该用户标记为恒定用户；
40.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，用户的日用电量恒定时，则表示用户的用电量连续恒定，不存在大的用电波动，对于智能电能表来说，相当于该智能电能表的信号较弱，这容易造成分析过程不敏感，从而导致分析结果不准确；
41.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，台区用电误差模型能够得到每个智能电能表的误差值，根据每个智能电能表的误差值与其对应的日用电量计算得到每个智能电能表的拟合用电量，将所有智能电能表的拟合用电量进行汇总，获得用户拟合用电总量，将所有智能电能表的日用电量进行汇总获得用户真实用电总量，然后再将台区的总供电量与用户拟合用电总量的差为拟合残差，台区总供电量与用户真实用电总量的差为实际残差，通过计算拟合残差和实际残差的均方根误差(rmse)来对模型结果进行评价，用以判断模型
计算结果的可靠性；
42.所述台区用电误差模型的建立过程包括：
43.获取每个智能电能表的误差值，并将误差值记为ei；
44.获得台区第k天的线损电量，并将第k天的线路损耗记为xsk；
45.通过公式：
46.(1+e1)φ
k，1
+(1+e2)φ
k，2
+
…
+(1+ei)φ
k，i
+xsk＝yk，获得用户第k天的拟合用电总量yk，其中φ
k，i
为第k天标号为i的智能电能表的随机校准误差系数；
47.则台区第k天的总供电量实际用电总量
48.然后分别获得台区的总供电量与用户拟合用电总量的拟合残差nck以及台区总供电量与用户真实用电总量的实际残差sck；
49.则通过公式获得台区用电误差模型的评价系数px，需要进一步说明的是，在具体实施过程中，台区用电误差模型的评价系数px值越小，则表示台区用电误差模型的计算结果越准确。
50.所述数据分析模块用于对台区的电量使用参数以及智能电能表的用电数据进行分析，具体分析过程包括：
51.通过公式zsd
k，j
＝tgd
k，j-zsd
k，j-jld
k，j
+α获得台区总售电量zsd
k，j
与供电量、线损电量以及用电计量点的用电量之间的关系，其中α为额外电量；
52.以两个用电计量点之间的线路为分析单元，将两个用电计量点之间的智能电能表标记为负载计量点，用电计量点与负载计量点的关系组成了简单的树形拓扑，用电计量点通过线路为下一级负载计量点提供电量输入。
53.基于以上拓扑结构及能量守恒定律，可得到智能电能表耗电量的总分数学关系，建立线路流入计量点、专公变计量表及运行误差、线路损耗及计量设备固定损耗的关系方程，具体如下:
54.线路用电计量点电量＝各个负载计量点用电量+线路损耗+设备固定损耗。
55.通过对方程组进行优化，引入用电计量点相对误差加权平均值的概念，基于平均值构建方程，消除随机噪声影响，提升误差模型的准确性；
56.设置额外用电阈值，并将额外电量α与额外用电阈值进行比较，当额外电量α超过额外用电阈值，则表示用电计量点之间的线路存在电力流失点，则将这两个用电计量点以及对应的线路进行标记，然后发送至采集平台，采集平台接收到信息后，则可以根据信息内容，安排人员对对应的用电计量点以及线路进行排查，从而消除异常点。通过分析智能电能表状态评价的台区覆盖度、智能电能表覆盖度、异常核查准确度进行多角度分析，使业务人员能够多角度深层次了解模块的应用情况，通过在台区范围内设置用电计量点，通过对用电计量点对台区的供电量与售电量之间的关系，判断台区范围内是否存在漏电点，从而避免电力意外流失或被非法窃取。
57.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发
明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

技术特征：
1.一种基于采集平台的失准更换系统，其特征在于，包括采集平台，所述采集平台通信连接有数据采集模块、数据处理模块以及数据分析模块；所述数据采集模块由若干个电表数据采集终端和台区数据采集终端组成，所述电表数据采集终端用于获取智能电能表的运行参数，所述台区数据采集终端用于获取台区电量使用参数；所述数据处理模块用于根据数据采集模块所获取到的智能电能表的电量使用数据和台区的用电数据，建立奇异方差用户优化模型和台区用电误差模型；最后通过数据分析模块对台区的电量使用参数以及智能电能表的用电数据进行分析。2.根据权利要求1所述的一种基于采集平台的失准更换系统，其特征在于，所述电表数据采集终端获取智能电能表的运行参数的过程包括：在每个智能电能表中安装电表数据采集终端，获取电表数据采集终端的所在位置，并根据电表数据采集终端的所在位置，将位于同一个台区范围内的所有电表数据采集终端记为一个电表数据采集终端组；通过电能数据采集终端获取对应的智能电能表的电量使用数据，并将每个智能电能表的电量使用数据在每日特定的时间进行冻结，从而获得冻结电量，将冻结电量记为该智能电能表的日用电量。3.根据权利要求2所述的一种基于采集平台的失准更换系统，其特征在于，所述台区数据采集终端获取台区电量使用参数的过程包括：在每个台区范围内设置若干个用电计量点，并在每个台区的用电计量点安装台区数据采集终端，通过台区数据采集终端获取该台区的用电数据。4.根据权利要求3所述的一种基于采集平台的失准更换系统，其特征在于，所述奇异方差用户优化模型的建立过程包括：以月为单位，获得台区下用户的日用电量的平均值，然后再获得用户日用电量的方差，并设置方差阈值，当用户日用电量的方差大于方差阈值时，则将该用户标记为奇异方差用户，并标记奇异方差用户的智能电能表；当用户的日用电量的方差小于方差阈值时，则表示该用户的日用电量连续恒定，不存在大的用电波动，并将该用户标记为恒定用户。5.根据权利要求4所述的一种基于采集平台的失准更换系统，其特征在于，所述台区用电误差模型的建立过程包括：根据每个智能电能表的误差值与其对应的日用电量计算得到每个智能电能表的拟合用电量，将所有智能电能表的拟合用电量进行汇总，获得用户拟合用电总量，将所有智能电能表的日用电量进行汇总获得用户真实用电总量，然后再将台区的总供电量与用户拟合用电总量的差为拟合残差，台区总供电量与用户真实用电总量的差为实际残差，通过拟合残差和实际残差的均方根误差来获得台区用电误差模型的评价系数，台区用电误差模型的评价系数值越小，则表示台区用电误差模型的计算结果越准确。6.根据权利要求5所述的一种基于采集平台的失准更换系统，其特征在于，所述数据分析模块用于对台区的电量使用参数以及智能电能表的用电数据进行分析，分析过程包括：以两个用电计量点之间的线路为分析单元，将两个用电计量点之间的智能电能表标记为负载计量点，用电计量点与负载计量点的关系组成树形拓扑，用电计量点通过线路为下一级负载计量点提供电量输入；基于以上拓扑结构及能量守恒定律，建立线路用电计量点电量、负载计量点的用电量、
线路损耗及设备固定损耗的关系方程：线路用电计量点电量＝各个负载计量点用电量+线路损耗+设备固定损耗。7.根据权利要求3所述的一种基于采集平台的失准更换系统，其特征在于，所述数据采集模块在获取台区的用电数据时，台区的用电数据上传至数据处理模块的时间与智能电能表的电量使用数据上传至数据处理模块的时间一致。8.根据权利要求3所述的一种基于采集平台的失准更换系统，其特征在于，所述台区的用电数据包括供电量、线损电量、总售电量、用电计量点的用电量。

技术总结
本发明公开了一种基于采集平台的失准更换系统，涉及电力监测技术领域，包括采集平台，所述采集平台通信连接有数据采集模块、数据处理模块以及数据分析模块；所述数据采集模块由若干个电表数据采集终端和台区数据采集终端组成，所述电表数据采集终端用于获取智能电能表的运行参数，所述台区数据采集终端用于获取台区电量使用参数；所述数据处理模块用于根据数据采集模块所获取到的智能电能表的电量使用数据和台区的用电数据，建立奇异方差用户优化模型和台区用电误差模型；最后通过数据分析模块对台区的电量使用参数以及智能电能表的用电数据进行分析。用电数据进行分析。用电数据进行分析。


技术研发人员：周玉 蔡奇新 陈霄 王黎明 李悦 穆卓文 高凡 王舒
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司营销服务中心
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/3/8