一种智能电能计量装置以及电路拓扑识别的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能电能计量装置以及电路拓扑识别的方法，其中装置包括：进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，各出线开关模块测量预设时间期间内的表后电量；主管理模块用于辨识电路拓扑关系，包括：按预先设置的编号选择出线开关模块，计算选择出的出线开关模块的表后电量与各计量模块的计量电量之间的差值的绝对值，基于差值的绝对值建立差值集合；将差值集合中的最小数值对应的计量模块确定为与出线开关模块物理连接；按设置编号依次确定每一计量模块与出线开关模块物理连接；基于每一计量模块与对应的出线开关模块的物理连接关系，识别电路拓扑关系。识别电路拓扑关系。识别电路拓扑关系。

【技术实现步骤摘要】
一种智能电能计量装置以及电路拓扑识别的方法


[0001]本专利技术涉及电力营销数字化
，更具体地，涉及一种智能电能计量装置以及电路拓扑识别的方法。

技术介绍

[0002]伴随着新型电力系统的大力建设，居民客户的用能方式也在逐渐发生着深刻的变化，这对于公司供电服务的保障水平提出了更高的要求。通过实现计量箱内设备运行状态、台区关键状态参量的实时监测，进而提高设备精益管理水平、业务支撑水平已成为趋势。然而目前对于箱内设备状态监测不足，设备之间拓扑关系不清、运行状况不明，内部设备未开展协同管理和安全监测，运维效率低下，难以满足日益增长的对电能计量设备的集约化发展与精细化管理的要求。
[0003]现有技术的电能计量装置主要包括如下硬件：一个物联传感模块，一个振动传感模块、一个烟雾传感模块、一个温湿度传感模块。然而，现有技术方案的电能计量装置的功能冗余，现有方案的管理、通讯功能冗余严重，对于不同的配件，如智能锁具等，均需额外配套相应的网关、管理功能，造成了严重的冗余；现有技术的扩展性差，由于现场的需求在不断发展，现有方案在扩展性上较差，不能充分考虑新模块、新功能的上线，无法满足基层各种各样的运维需求；现有技术方案的成本较高。功能冗余带来硬件上的投资，拉高设备成本。
[0004]因此，需要一种技术，以实现智能电能计量。

技术实现思路

[0005]本专利技术技术方案提供一种智能电能计量装置以及电路拓扑识别的方法，以解决智能电能计量以及对电路拓扑进行识别的问题。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种智能电能计量装置，所述装置包括：进线开关模块、多个计量模块、多个出线开关模块、主管理模块；进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，各出线开关模块测量预设时间期间内的表后电量；所述主管理模块采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；所述主管理模块用于辨识电路拓扑关系，包括：按预先设置的编号选择出线开关模块，计算选择出的出线开关模块的表后电量与各计量模块的计量电量之间的差值的绝对值，基于差值的绝对值建立差值集合；将所述差值集合中的最小数值对应的计量模块确定为与所述出线开关模块物理连接；按设置编号依次确定每一计量模块与出线开关模块的物理连接；基于每一计量模块与对应的出线开关模块的物理连接关系，识别电路拓扑关系。
[0007]优选地，所述主管理模块还用于基于预设时间期间内的三相电量监测所述进线开关模块三相电量的不平衡度，包括：计算三相电量的不平衡度：
其中，e
a
、e
b
、e
c
分别为进线开关模块A相电量、B相电量以及C相电量，γ为三相电量的不平衡度；当γ大于预设的不平衡度阈值时，确定进线开关模块的三相电量不平衡，对电路拓扑关系进行重组。
[0008]优选地，所述主管理模块还用于对电路拓扑关系进行重组，包括：S1：将出线开关模块的表后电量进行求和均分，获得E
abc
；S2：将出线开关模块的表后电量随机划分为预设数量的集合；S3：分别计算每个集合中的表后电量和，基于所述表后电量和以及所述表后电量进行求和均分的结果E
abc
，计算表后电量偏差限；S4：选择表后电量和最小数值对应的集合，建立最小值集合；将所述最小值集合中的元素按增序进行排列，建立最小队列集合；将所述最小队列集合中的元素，从最小数值起依次累加所述最小队列集合中的其余元素，基于元素累加值获取累加值集合；S5:选择表后电量和最大数值对应的集合，建立最大值集合；将所述最大值集合中的元素依次与累加值集合中的元素进行相减，再与表后电量偏差限相减，选择差值的绝对值最小值；S6:判断所述最大值集合中是否存在小于表后电量偏差限的元素，当所述最大值集合中不存在小于表后电量偏差限的元素时，则分别选择所述最大值集合和所述最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者当所述最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值小于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择所述最大值集合和所述最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者当所述最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值大于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择所述最大值集合中与出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值相对应的元素，并将所述元素加入到最小值集合中。
[0009]S7：重复步骤S3至S6，直至表后电量偏差限不再减少。
[0010]基于重新分组的集合，对电路拓扑关系进行重组。
[0011]优选地，所述进线开关模块，还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS
‑
485协议；各出线开关模块还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS
‑
485协议。
[0012]优选地，还包括：取电模块，所述取电模块为所述装置提供直流弱电。
[0013]优选地，所述主管理模块通过RS485接口，对所述进线开关模块以及各出线开关模块进行控制，并通过RS485接口采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；所述主管理模块支持至少2路遥信，通过遥信的端子实时布尔量信息的监测，所述布尔量信息包括灭火器状态、门禁状态；所述主管理模块通过遥控端子，控制外接设备的通断。
[0014]优选地，所述装置还包括消防模块，用于基于所述进线开关模块以及多个出线开关模块测量出的端子温度进行消防联动。
[0015]基于本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种基于上述的智能电能计量装置，对电路拓扑识别的方法，所述方法包括：通过进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，通过各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，通过各出线开关模块测量预设时间期间内的表后电量；通过主管理模块采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；通过所述主管理模块辨识电路拓扑关系，包括：按预先设置的编号选择出线开关模块，计算选择出的出线开关模块的表后电量与各计量模块的计量电量之间的差值的绝对值，基于差值的绝对值建立差值集合；将所述差值集合中的最小数值对应的计量模块确定为与所述出线开关模块物理连接；按设置编号依次确定每一计量模块与出线开关模块的物理连接；基于每一计量模块与对应的出线开关模块的物理连接关系，识别电路拓扑关系。
[0016]优选地，所述主管理模块还用于基于预设时间期间内的三相电量监测所述进线开关模块三相电量的不平衡度，包括：计算三相电量的不平衡度：其中，e
a
、e
b
、e
c
分别为进线开关模块A相电量、B相电量以及C相电量，γ为三相电量的不平衡度；当γ大于预设的不平衡度阈值时，确定进线开关模块的三相电量不平衡，对电路拓扑关系进行重组。
[0017]优选地，通过所述主管理模块对电路拓扑关系进行重组，包括：S1：将出线开关模块的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能电能计量装置，所述装置包括：进线开关模块、多个计量模块、多个出线开关模块、主管理模块；进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，各出线开关模块测量预设时间期间内的表后电量；主管理模块采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；所述主管理模块用于辨识电路拓扑关系，包括：按预先设置的编号选择出线开关模块，计算选择出的出线开关模块的表后电量与各计量模块的计量电量之间的差值的绝对值，基于差值的绝对值建立差值集合；将所述差值集合中的最小数值对应的计量模块确定为与所述出线开关模块物理连接；按设置的编号依次确定每一计量模块与出线开关模块的物理连接；基于每一计量模块与对应的出线开关模块的物理连接关系，识别电路拓扑关系。2.根据权利要求1所述的装置，所述主管理模块还用于基于预设时间期间内的三相电量监测所述进线开关模块三相电量的不平衡度，包括：计算三相电量的不平衡度：其中，e
a
、e
b
、e
c
分别为进线开关模块A相电量、B相电量以及C相电量，γ为三相电量的不平衡度；当γ大于预设的不平衡度阈值时，确定进线开关模块的三相电量不平衡，对电路拓扑关系进行重组。3.根据权利要求2所述的装置，所述主管理模块还用于对电路拓扑关系进行重组，包括：S1：将出线开关模块的表后电量进行求和均分，获得E
abc
；S2：将出线开关模块的表后电量随机划分为预设数量的集合；S3：分别计算每个集合中的表后电量和，基于所述表后电量和以及所述表后电量进行求和均分的结果E
abc
，计算表后电量偏差限；S4：选择表后电量和最小数值对应的集合，建立最小值集合；将所述最小值集合中的元素按增序进行排列，建立最小队列集合；将所述最小队列集合中的元素，从最小数值起依次累加所述最小队列集合中的其余元素，基于元素累加值获取累加值集合；S5:选择表后电量和最大数值对应的集合，建立最大值集合；将所述最大值集合中的元素依次与累加值集合中的元素进行相减，再与表后电量偏差限相减，选择差值的绝对值最小值；S6:判断所述最大值集合中是否存在小于表后电量偏差限的元素，当所述最大值集合中不存在小于表后电量偏差限的元素时，则分别选择所述最大值集合和所述最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者当所述最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值小于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择所述最大值集合和所述最小值集合中与差值的绝对值最小值相对应的元素，并进行交换；或者当所述最大值集合中存在小于表后电量偏差限的元素时，并且当差值的绝对值最小值
大于出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值时，则分别选择所述最大值集合中与出线开关模块的表后电量与表后电量偏差限的绝对值最小值相对应的元素，并将所述元素加入到最小值集合中；重复步骤S3至S6，直至表后电量偏差限不再减少；基于重新分组的集合，对电路拓扑关系进行重组。4.根据权利要求1所述的装置，所述进线开关模块，还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS
‑
485协议；各出线开关模块还用于测量三相电路的电流、电压及端子温度，并支持RS
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485协议。5.根据权利要求1所述的装置，还包括：取电模块，所述取电模块为所述装置提供直流弱电。6.根据权利要求1所述的装置，所述主管理模块通过RS485接口，对所述进线开关模块以及各出线开关模块进行控制，并通过RS485接口采集所述三相电量、所述计量电量以及所述表后电量；所述主管理模块支持至少2路遥信，通过遥信的端子实时布尔量信息的监测，所述布尔量信息包括灭火器状态、门禁状态；所述主管理模块通过遥控端子，控制外接设备的通断。7.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括消防模块，用于基于所述进线开关模块以及多个出线开关模块测量出的端子温度进行消防联动。8.一种基于权利要求1所述的智能电能计量装置，对电路拓扑识别的方法，所述方法包括：通过进线开关模块测量预设时间期间内的三相电量，通过各计量模块测量预设时间期间内的计量电量，通过各出线开关模块测量预设时间期间内的表后...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊素琴，李扬，邹和平，郜波，郑安刚，李求洋，赵兵，林繁涛，赵立涛，郭建宁，李禹凡，孙南南，杨巍，李龙涛，高天予，赵越，陈思禹，许佳佳，王雅涛，谭琛，谢思博，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：