一种关口表准确度在线监控和分析方法及系统技术方案

本发明专利技术适用于关口电能计量管理领域，提供了一种对关口表准确度进行在线监控和分析的方法，包括以下步骤：对关口表进行脉冲采样；对用电回路进行电能波形采样；利用nuttall二阶复化算法计算电能参数；自动识别负荷情况，避免轻负荷检测；根据设定条件自动启动检测过程；根据负荷类型修正准确度；分析关口表准确度随时间的变化关系；分析谐波对准确度的影响；分析准确度的季节性规律。本发明专利技术利用nuttall二阶复化算法和海量数据分析，对关口表的准确度进行在线检测和多维度分析，可优化电力公司对关口表的管理，实时掌控关口表准确度，发现影响准确度的各种因素，减少电费损失。

A method and system for on-line monitoring and analysis of the accuracy of closing table

【技术实现步骤摘要】
一种关口表准确度在线监控和分析方法及系统
本专利技术适用于关口电能计量管理领域，提供了一种关口表准确度在线监控和分析方法和系统。
技术介绍
在电力系统中，关口表是各市场主体(电力公司、电厂、售电公司、大用户等)进行电力交易的结算依据，它的准确度直接关系到电力计费，关系到各市场主体的平等交易和经济利益。因此电力公司一直非常关注关口表的准确度，致力于提高关口表的准确度和稳定性，发现影响关口表准确度的因素，掌握关口表准确度变化的规律。关口表计量管理是电力应用中最重要的日常管理工作之一，贯穿于电力生产、传输、使用的全过程，即从发电、输电、配电到最终的用电，都要对电能实施计量。因此，准确、可靠的电能计量，不仅是建立公平、公正、有序电力营销市场的基础，也是确保电力系统安全、稳定和经济运行的重要技术手段。在产生、传输、消耗(电力大用户)电能的关口处装设的电能计量装置，是发电、输电、供电及电力用户相互间进行电能贸易结算、考核相关技术经济指标的法定计量器具。依据现有的国家相关检定规程以及国家电网公司相关计量技术标准，对电网中装设在电能计量关口处的电能计量装置(包括电流互感器、电压互感器和电能表等)，应该定期进行误差等性能的检定。对关口表准确度的检测，传统上一直采用人工现场校验方式，存在工作量大、校验时间长、对二次回路负荷有相应要求等问题。目前实施的远程校验技术，主要是在各关口变电站加装多套集中式电能计量标准装置和通讯模块，仅将现场校验结果通过网络直接发回主站，其实质还是采用标准装置现场校验被检电能表，对标准装置、传输网络等资源的利用率很低，且性能受现有标准装置采样精度和算法性能的制约，也需要定期对所采用的标准装置进行校验。探索采用新的技术手段和方法，对关口电表的运行状态尝试开展实时、远程在线检测，已成为电工仪器仪表校验技术发展进步的必然趋势，也是减少电工仪器仪表校验、检修和运行成本的必要技术手段。本专利技术针对关口电能计量管理领域，提供了一种对关口表准确度进行在线监控和分析的方法和系统。本专利技术利用nuttall二阶复化算法和海量数据分析，对关口表的准确度进行在线检测和多维度分析，可优化电力公司对关口表的管理，实时掌控关口表准确度，发现影响准确度的各种因素，减少电费损失，提升社会形象。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供一种关口表准确度在线监控和分析的系统，.包括主站服务器、数据库系统、管理软件模块、高精度电能采样装置、平板电脑，所述系统还包括如下子系统包括以下子系统：高精度采样系统，包括电能瞬时值采样、电量脉冲采样、温度采样、湿度采样、用户负荷采样等；数据预处理系统，包括对原始数据的分类、打包、压缩，异常数据排查，跳变数据剔除等；后台分析系统，包括海量大数据的处理和存储、二阶复化积分电量、谐波含有率分析、相位角自动计算、关口表准确度全局统计、关口表准确度与各类参变量关联分析、用户界面展示等。关口表准确度在线监控和分析系统包括以下辅助分析方法：电能计量接线异常、电压电流向量图分析、电压电流异常偏差检查、电能计量超差检查等。同时利用电能计量历史大数据，对数据进行整理、分析和挖掘，构建针对性的关口表准确度统计模型，对关口表的运行状态进行实时、远程监控，及时评估关口表的运行状态和故障趋势，避免潜在的计量故障。根据上述系统提供了一种对关口表准确度进行在线监控和分析的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、对关口表进行脉冲采样：采用光电脉冲取样器读取关口表的电量脉冲，并根据脉冲厂商计算电能量，持续监视关口表的电能计量情况；步骤2、对用电回路进行电能波形采样：现场装置的数据多频度多点采集一个时间段内的离散电压、离散电流、现场温度、现场湿度信息；步骤3、利用nuttall二阶复化算法计算电能参数：系统采用全波计量算法和基于nuttall二阶复化FFT计算基波电能、谐波电能；步骤4、系统定时检测负荷，自动识别负荷情况，避免轻负荷检测，根据负荷判断准确度检测的条件是否具备：现场检验电能表精度时对二次回路的负荷有一定要求，当负荷电流低于被检电流表标定电流的10％或功率因数低于0.5时，或者负荷变化较大时不宜进行检验工作；步骤5、根据设定条件自动启动检测过程：根据关口表准确度监控的实际需求，系统可以预先设置条件，待条件具备时自动启动检测过程；步骤6、根据负荷类型修正准确度：对于检测到的关口表准确度，除了上传并存储原始数据，还可根据负荷类型进行修正，针对不同的负荷适用不同的标准；步骤7、分析关口表准确度随时间的变化关系：系统建立关口表准确度的大数据平台，进行针对性的分析；步骤8、分析谐波对准确度的影响：系统根据离散电压、离散电流和相位角计算电压和电流的基波及各次谐波，分析谐波含有率对关口表准确度的影响；步骤9、分析准确度的季节性规律：系统收集关口表的准确度以及位置、海拔、气候、湿度、季节数据，并根据季节变化的规律进行数据分析进一步的、所述电能波形采样的具体步骤为：每个关口电能表配备一台现场高精度采样装置，现场装置平均每个周波采集160个离散电压和离散电流，并将离散数值进行打包和压缩，用FTP协议将数据上传至关口表准确度在线监控和分析系统，系统根据一定的计量算法计算得出电能与被校电能表测定的电能相比较，即能确定被检电能表的相对误差。进一步的、电压和电流信号的采集过程为：电压互感器接入电压信号，电流互感器接入电流信号，通过高精度AD芯片采集，将数据经过通过SPI口传输到核心CPU中。核心CPU负责整个装置的显示，电压、电流、温湿度数据采集、存储与传输功能。数据经过打包并压缩后，通过通信单元传输到主站中。进一步的、自动启动检测过程的设定条件包括：(1)周期性检定，(2)负荷达到设定值，(3)温度或湿度达到设定值，(4)功率因数达到设定值，(5)谐波含有率达到设定值，(6)脉冲变化率达到设定值。进一步的、所述方法可以计算多种电能量类型，包括：脉冲电量，积分电量，nuttall加窗插值积分电量，五项一阶积分电量，二阶复化电量。所述方法可以分析谐波含有率对关口表准确度的影响，系统将各种变量条件下的关口表准确度数据和电压电流的原始值，和各种电压谐波含有率、电流谐波含有率，以及功率因数、温度、湿度等参变量一起存储，构成多维度的大数据分析平台，利用统计方法发现各类参变量对关口表准确度的影响，特别是谐波含有率与准确度的变化关系。本专利技术利用大数据技术，对关口表计量的原始数据进行采样、存储和分析，实现关口表准确度的自动监控、智能检测和分析。附图说明图1是关口表准确度在线监控和分析系统的数据传输网络图；图2是本专利技术实施例提供的关口表准确度在线监控和分析系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的关口表准确度在线监控和分析系统的组网方案示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。在本专利技术实施例中，通过对高精度电能采样装置的原始数据进行打包和压缩，将压缩后的电能原始数据发送给主站管理系统，采用该方法降低了网络带宽要求，从而使本专利技术防止了大量原始数据并发传输带来的瓶颈问题，且通过对原始数据的预处理，从而降低了主站管理系统的存储量和计算量。一种关口表准确度在线监控和分析系统，由主站服务器、数据库系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种关口表准确度在线监控和分析的系统，包括主站服务器、数据库系统、管理软件模块、高精度电能采样装置、平板电脑，所述系统还包括如下子系统：高精度采样系统，由高精度电能采样装置进行电能数据采样，包括电能瞬时值采样单元、电量脉冲采样单元、温度采样单元、湿度采样单元、用户负荷采样单元；数据预处理系统，用于对原始数据的分类、打包、压缩，异常数据排查，跳变数据剔除；后台分析系统，用于海量大数据的处理和存储、二阶复化积分电量、谐波含有率分析、相位角自动计算、关口表准确度全局统计、关口表准确度与各类参变量关联分析、用户界面展示。

【技术特征摘要】
1.一种关口表准确度在线监控和分析的系统，包括主站服务器、数据库系统、管理软件模块、高精度电能采样装置、平板电脑，所述系统还包括如下子系统：高精度采样系统，由高精度电能采样装置进行电能数据采样，包括电能瞬时值采样单元、电量脉冲采样单元、温度采样单元、湿度采样单元、用户负荷采样单元；数据预处理系统，用于对原始数据的分类、打包、压缩，异常数据排查，跳变数据剔除；后台分析系统，用于海量大数据的处理和存储、二阶复化积分电量、谐波含有率分析、相位角自动计算、关口表准确度全局统计、关口表准确度与各类参变量关联分析、用户界面展示。2.如权利要求1所述的关口表准确度在线监控和分析的系统，其特征在于，所述分析系统包括以下辅助分析方法：电能计量接线异常、电压电流向量图分析、电压电流异常偏差检查、电能计量超差检查，同时利用电能计量历史大数据，对数据进行整理、分析和挖掘，构建针对性的关口表准确度统计模型，对关口表的运行状态进行实时、远程监控，及时评估关口表的运行状态和故障趋势，避免潜在的计量故障。3.一种关口表准确度在线监控和分析方法，其特征在于，所述方法基于关口表准确度在线监控和分析的系统，包括以下步骤：步骤1、对关口表进行脉冲采样：采用光电脉冲取样器读取关口表的电量脉冲，并根据脉冲厂商计算电能量，持续监视关口表的电能计量情况；步骤2、对用电回路进行电能波形采样：现场装置的数据多频度多点采集一个时间段内的离散电压、离散电流、现场温度、现场湿度信息；步骤3、利用nuttall二阶复化算法计算电能参数：系统采用全波计量算法和基于nuttall二阶复化FFT计算基波电能、谐波电能；步骤4、系统定时检测负荷，自动识别负荷情况，避免轻负荷检测，根据负荷判断准确度检测的条件是否具备：现场检验电能表精度时对二次回路的负荷有一定要求，当负荷电流低于被检电流表标定电流的10％或功率因数低于0.5时，或者负荷变化较大时不宜进行检验工作；步骤5、根据设定条件自动启动检测过程：根据关口表准确度监控的实际需求，系统可以预先设置条件，待条件具备时自动启动检测过程；步骤6、根据负荷类型修正准确度：对于检测到的关口表准确度，除了上传并存储原始数据，还可根据负荷类型进行修正，针对不同的负荷适用不同的标准；步骤7、分析关口表准确度随时间的变化关系：系统建立关口表准确度的大数据平台，进行针对性的分析；步骤8、分析谐波对准确度的影响：系统根据离散电压、离散电流和相位角计算电压和电流的基波及各次谐波，分析谐波含有率对关口表准确...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弘引，邓云峰，崔广泉，马智江，相银初，孙长河，赵宇东，侯丙哲，李昊，常源，孙一宁，焦通，孙玥，李忱，刘志同，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，深圳市中机华锦科技有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21