专利名称：电能计量方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电网电能计量，具体涉及电能计量方法及装置。
背景技术：
电网运行设备在定期检修、故障处理或运行方式改变时，经常会遇到用旁路开关或备用开关替代某路开关送电的情况，这就是旁路代问题。该问题在监控与数据采集/能量管理系统存在，由于旁路代问题容易造成电量统计的困难，对电网间核算影响较大。目前大多数电量计量系统对对旁路代处理一般有以下3种方式方式1 系统提供人工录入界面，由用户输入旁路代事件的旁路电表、被代电表和起止时间信息，系统进行旁路电量的代入。方式2 通过采集的旁路电表电量的数据分析产生自动旁路代事件，用户确认被代供的线路或开关，在进行旁路电量代入。方式3通过SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制系统)获取线路的开关信息，根据开关变位逻辑判断旁路代供，自动完成旁路代电量的代入。但是方式1和方式2都需要用户参与，并且只有在旁路事件结束后才对旁路电量进行代入，对于跨月和年的旁路代供事件，由于不能及时将旁路电表电量代入被代电表中而引起电量结算不精确，不能满足用户的需求。一种折中的解决方案是用户在月底或年底将所有未结束的旁路代先强行生成一条旁路代记录，人工进行电量代入。将一条旁路代事件却拆成几条记录，当旁路代事件数量庞大的时候，也加重了用户的后续维护负担。方式3除了需要SCADA系统厂家的配合提供相应的接口外，还要求在TMR (电网关口电能计量系统)中存储开关逻辑拓扑信息，而实际上这些信息绝大多数都是TMR模块不需要的，所以该方式也很少有系统真正实施。
发明内容
本发明提出了电能计量方法，可以提高旁路代电量计算的实时性、准确性以及减轻维护负担。为达到上述目的，采用的方案电能计量方法，包括步骤(1)获取旁路电表的电量变化、其他设备的电表的电量变化以及旁路开关的动作时序；(2)根据所述旁路电表的电量变化和所述旁路开关的动作时序，生成旁路代事件；(3)获取旁路代事件的当前状态；(4)根据所述旁路代事件的当前状态、所述旁路电表的电量变化和所述其他设备的电表的电量变化，确定被代电表、旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间；
(5)在所述旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间内，将旁路电表电量代入确定的被代电表的电能计算公式，得到电能计量结果。本发明方法通过分析旁路代过程中旁路电表的电量变化时序、相关设备的电表的电量变化时序和旁路开关的动作时序，得到旁路代事件；并结合旁路代事件的状态自动识别出被代电表；进一步根据旁路电表和被代电表的电量时序特征，分析出旁路电表电量代替被代电表电量的时间；在该时间内，将旁路电表电量代替被代电表量进行电能计量；本发明可以在判断出被代电表后，将旁路电量逐步代入被代电表中，从而很好地提高了旁路代电量代入的实时性和准确性；由于本发明提出的电能计量方法不需要过多的人工参与， 减轻了维护负担。本发明提出了电能计量装置，可以提高旁路代电量计算的实时性、准确性以及减轻维护负担。为达到上述目的，采用的方案电能计量装置，包括第一获取单元，用于获取旁路电表的电量变化、其他设备的电表的电量变化以及旁路开关的动作时序；旁路代事件产生单元，用于根据所述旁路电表的电量变化和所述旁路开关的动作时序，生成旁路代事件；第二获取单元，用于获取旁路代事件的当前状态；第一计算单元，用于根据所述旁路代事件的当前状态、所述旁路电表的电量变化和所述其他设备的电表的电量变化，确定被代电表、旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间；第二计算单元，用于在所述旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间内，将旁路电表电量代入确定的被代电表的电能计算公式，得到电能计量结果。本发明装置通过获取旁路代过程中旁路电表的电量变化时序、相关设备的电表的电量变化时序和旁路开关的动作时序，进行分析得到旁路代事件；并获取旁路代事件的状态，结合前面获取的电表的电量变化分析出具体的被代电表；进一步根据旁路电表和被代电表的电量时序特征，分析出旁路电表电量代替被代电表电量的时间；在该时间内，将旁路电表电量代替被代电表量进行电能计量；本发明可以在判断出被代电表后，将旁路电量逐步代入被代电表中，从而很好地提高了旁路代电量代入的实时性和准确性；由于本发明提出的电能计量方法不需要过多的人工参与，减轻了维护负担。
图1是本发明提出的电能计量方法的一个流程图；图2是旁路电表电量变化和被代电表电量变化的示意图；图3是本发明提出的电能计量装置的一个结构示意图；图4是本发明提出的电能计量装置的另一个结构示意图。
具体实施例方式为便于理解本发明，下面将结合附图进行阐述。
首先介绍本发明提出的电能计量方法，请参考图1，包括步骤101、获取电表电量的变化和旁路开关的动作时序；获取旁路电表的电量变化、其他设备的电表的电量变化以及旁路开关的动作时序。102、生成旁路代事件；根据旁路电表的电量变化和旁路开关的动作时序，生成旁路代事件。103、获取旁路代事件的状态；获取旁路代事件的当前状态。104、确认被代电表和旁路电表电量代替被代电表电量的时间；根据旁路代事件的当前状态、旁路电表的电量变化和其他设备的电表的电量变化，确定被代电表、旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间。105、进行电能计量。在旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间内，将旁路电表电量代入确定的被代电表的电能计算公式，得到电能计量结果。本发明方法通过分析旁路代过程中旁路电表的电量变化时序、相关设备的电表的电量变化时序和旁路开关的动作时序，得到旁路代事件；并结合旁路代事件的状态自动识别出被代电表；进一步根据旁路电表和被代电表的电量时序特征，分析出旁路电表电量代替被代电表电量的时间；在该时间内，将旁路电表电量代替被代电表量进行电能计量；本发明可以在判断出被代电表后，将旁路电量逐步代入被代电表中，从而很好地提高了旁路代电量代入的实时性和准确性；由于本发明提出的电能计量方法不需要过多的人工参与， 减轻了维护负担。旁路代的操作的一般步骤代路前，将旁路开关保护所代开关的保护正确投入，合上旁路开关，退出被代线路重合闸，投入旁路开关重合闸；代路结束后，先合上被代线路的侧路刀闸，最后拉开旁路开关。将上述步骤简化为以下4个步骤①合上旁路开关②断开被代开关③合上被代开关④断开旁路开关。
请参考图2，旁路代电量变化和被代电表电量变化的时序特征图；由图2所示看出tl时刻对应于旁路操作合上旁路开关，此时旁路代事件开始，旁路电表的增量电量值有一个从0到非0的突变。将tl点作为旁路代事件的一个判断点，称为预判旁路代事件发生时刻。此时还不能确定被代的设备。t2时刻对应于旁路操作断开被代开关，此时被代电表的增量电量值由非0变为 0，t2时刻称为确认旁路代事件发生时刻。t3时刻对应于旁路操作合上被代开关，此时被代电表的增加电量值由0变为非 0，t3时刻称为预判旁路代事件结束时刻。t4时刻对应于旁路操作断开旁路开关，此时旁路电表的增量电量值由非0变为 0。此时旁路代事件结束，该时间点称为确认旁路代事件结束时刻。Ts时刻为识别出旁路代事件中被代电表的时刻。为了在旁路代电量代入的同时不影响后续的旁路事件识别和判断，引入te时刻，以保证当前时刻与te时刻这段时间内可以进行旁路代的正常识别。
对于母联兼旁路开关的旁路代，由于目前TMR的电表采样周期一般比母联兼旁路开关的旁路倒闸时间长，所以往往很难捕捉到母联兼旁路开关电表的电量瞬间为0的变化，需通过增加额外的判别条件剔除母联兼旁路开关的旁路代事件。为了防止电量扰动对系统的影响以及剔除母联兼旁路开关的旁路代事件，需满足如下附加条件1、旁路代发生前旁路电表增量电量连续为0持续时间ta，需满足tl-tO > ta。这主要是为了剔除母联兼旁路开关的旁路事件。也可以防止to tl时间段内旁路电表增量电量为0是由于采集漏点或其他原因引起的非正常情形，避免系统因此产生不必要的旁路事件而增加系统负荷；2、旁路代发生时旁路电表增量电量为非0的持续时间tb，需满足ts-tl > tb。这是防止旁路电表电量短时扰动引起误判而增加系统额外的负荷；3、旁路倒闸时间限制tc，需满足t2_tl < tc ；4、被代电表被代前增量电量为非0的持续时间td，需满足t2_t0 > td。这是为了将被代电表与停电设备区分开来；5、被代电表在旁路代过程中增量电量为0的持续时间ts，需满足ts_t2 > ts。这是为了区分被代电表和旁路代开始后电量有扰动的电表；其中ts为识别出被代电表的时刻；6、旁路代结束前被代电表增量电量为0的持续时间tf，需满足t3_te > tf ；这是为了在旁路代事件发生期间进行电量代入而不影响旁路代正常识别所必须的最少时间间隔；7、旁路代结束前旁路电表增量电量为非0的持续时间tg，即t4_te > tg ；8、旁路代结束的倒闸时间th，需满足t4_t3 < th ；9、旁路代结束后被代电表增量电量为非0的持续时间ti，需满足t5_t3 > ti ；10、旁路结束后旁路电表增量电量为非0的持续时间tj，需满足t5_t4 > tj。其中，对于图1实施例，步骤102具体为从旁路开关的动作时序中获取旁路开关的旁路判别开始时刻t0开始，从旁路电表变化中查找电量从0到非0的时刻tl、电量持续为0的时间长度ta以及电量持续为非0 的时间长度tb ；若tl减去t0的值大于ta，并且ts减去tl大于tb (即是，需满足上述附加条件1 和2)，则生成旁路代事件，其中ts为识别出被代电表的时刻。其中，当前状态包括预判旁路代开始、确认旁路代开始、预判旁路代结束或者确认旁路代结束。104步骤具体为若当前状态为预判旁路代开始，以t0作为旁路代判断的开始时刻，在倒闸时间范围内，从其他设备的电表的电量变化中获取第一设备的电量从非0到0的时间点t2、电量持续为非0的时间长度td以及电量持续为0的时间长度ts ；若t2减去t0大于td，并且ts减去t2的值大于ts (也即是，需满足上述附加条件 4 禾口 5)；则设置当前判断状态为确认旁路代事件发生、确定第一设备(在同厂站、同电压等级下的设备)的电表为被代电表，并且设置t2为旁路代判断的开始时刻；
获取此时旁路电表的第一电量，在t2至当前时刻减去t3至te的时间间隔后的时间段内，用旁路电表第一电量代替被代电表电量；其中，t3为被代电表电量从0到非0的时刻，t3-te的时间间隔是保证从te时刻开始，可以判断出旁路代结束的最小时间间隔。当前状态为确认旁路代发生时，若旁路电量没有被代入，则t0作为旁路代判断的开始时刻，否则当前时刻作为旁路代判断的开始时刻；从旁路代判断的开始时刻至旁路代结束前，从其他设备的电表的电量变化中查找第二设备的电量为0的持续时间tf以及第二设备的电量为非0的持续时间tg，若t3减去 te的值大于tf，并且t4减去te的值大于tg(即是需满足条件6和7)；其中，t4为旁路电表电量从非0到0的时刻；则设置当前判断状态为预判旁路代结束；并且设置旁路判断的时刻为第二设备的电表电量从0到非0的时刻t3 ；获取此时旁路电表的第二电量，若旁路电量没有被代入，则在t2开始至t3的时间段内，用旁路电表第二电量代替被代电表电量；若旁路电量已经被代入，则在当前时刻开始至t3的时间段内，用旁路电表第二电量代替被代电表电量。当前状态为预判旁路代结束时；若旁路电量没有被代入，则t0作为旁路代判断的开始时刻，否则以当前时刻作为旁路代判断的开始时刻；从旁路代判断的开始时刻开始，查找第三设备电表电量为非0的持续时间ti以及旁路电表电量为非0的持续时间tj ；若t5减去t3的值大于ti、t5减去t4的值大于tj并且t4减去t3的值小于th(即是需满足上述附加条件8至10)；其中，t5为旁路代结束时间；t4为旁路电表电量从非0到0的时刻；th为旁路代倒闸时间；则设置当前判断状态为确认旁路代结束；并且设置旁路判断的时刻和旁路代结束的时间为t4 ；获取此时旁路电表的第三电量，若旁路电量没有被代入，则在t2开始至t4的时间段内，用旁路电表第三电量代替被代电表电量；若旁路电量已经被代入，则在当前时刻至 t4的时间段内，用旁路电表第三电量代替被代电表电量。其中，使用旁路电表的第一电量、第二电量以及第三电量，是为了区分不同时刻算起的电量。在上述步骤中确定的旁路电表电量代替被代电表电量的时间内，将旁路电表电量代入，被代电表电能计量公式进行电能计量；计量完毕后，进行计算该时间内的变损率或线损率，如果变损率或线损率超过预设值，则设置该旁路为可疑旁路，以供工作人员确认，降低判断旁路代的错误率，保证电量代入的正确性。下面介绍本发明提出的电能计量装置，请参考图3，包括第一获取单元Tl，用于获取旁路电表的电量变化、其他设备的电表的电量变化以及旁路开关的动作时序；旁路代事件产生单元T2，用于根据旁路电表的电量变化和旁路开关的动作时序， 生成旁路代事件；第二获取单元T3，用于获取旁路代事件的当前状态；第一计算单元T4，用于根据旁路代事件的当前状态、旁路电表的电量变化和其他设备的电表的电量变化，确定被代电表、旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间；
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第二计算单元T5，用于在旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间内，将旁路电表电量代入确定的被代电表的电能计算公式，得到电能计量结果。本发明装置通过获取旁路代过程中旁路电表的电量变化时序、相关设备的电表的电量变化时序和旁路开关的动作时序，进行分析得到旁路代事件；并获取旁路代事件的状态，结合前面获取的电表的电量变化分析出具体的被代电表；进一步根据旁路电表和被代电表的电量时序特征，分析出旁路电表电量代替被代电表电量的时间；在该时间内，将旁路电表电量代替被代电表量进行电能计量；本发明可以在判断出被代电表后，将旁路电量逐步代入被代电表中，从而很好地提高了旁路代电量代入的实时性和准确性；由于本发明提出的电能计量方法不需要过多的人工参与，减轻了维护负担。其中，产生旁路代事件时，旁路代事件产生单元T2从旁路开关的动作时序中获取旁路开关的旁路判别开始时刻to开始，从旁路电表变化中查找电量从0到非0的时刻tl、 电量持续为O的时间长度ta以及电量持续为非0的时间长度tb ；若tl减去to的值大于 ta，并且ts减去tl大于tb，则生成旁路代事件，其中ts为识别出被代电表的时刻。为了进一步提高电能计量结果的正确性，电能计量装置增加第三计算单元T6，用于计算在旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间内的线损率或者变损率，若线损率或者变损率超过预设的值，则将电能计量结果标记为可疑。以供工作人员确认，降低判断旁路代的错误率，保证电量代入的正确性。以上本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.电能计量方法，其特征是，包括步骤(1)获取旁路电表的电量变化、其他设备的电表的电量变化以及旁路开关的动作时序；(2)根据所述旁路电表的电量变化和所述旁路开关的动作时序，生成旁路代事件；(3)获取旁路代事件的当前状态；(4)根据所述旁路代事件的当前状态、所述旁路电表的电量变化和所述其他设备的电表的电量变化，确定被代电表、旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间；(5)在所述旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间内，将旁路电表电量代入确定的被代电表的电能计算公式，得到电能计量结果。
2.根据权利要求1所述的电能计量方法，其特征是，所述( 步骤具体为从所述旁路开关的动作时序中获取旁路开关的旁路判别开始时刻t0，从所述旁路电表变化中查找电量从0到非0的时刻tl、电量持续为0的时间长度ta以及电量持续为非0的时间长度tb ；若所述tl减去所述t0的值大于所述ta，并且ts减去所述tl大于所述tb，则生成旁路代事件，其中所述ts为识别出被代电表的时刻。
3.根据权利要求1所述的电能计量方法，其特征是，所述当前状态包括预判旁路代开始、确认旁路代开始、预判旁路代结束或者确认旁路代结束。
4.根据权利要求3所述的电能计量方法，其特征是，所述(4)步骤具体为若所述当前状态为预判旁路代开始，以所述to作为旁路代判断的开始时刻，在倒闸时间范围内，从所述其他设备的电表的电量变化中获取第一设备的电量从非0到0的时刻t2、 电量持续为非0的时间长度td以及电量持续为0的时间长度ts ；若所述t2减去所述t0大于所述td，并且所述ts减去所述t2的值大于所述ts ；则设置所述当前判断状态为确认旁路代事件开始，确定所述第一设备的电表为被代电表，并且设置所述t2为旁路代判断的开始时刻；获取此时旁路电表的第一电量，在所述t2至当前时刻减去t3至te的时间间隔后的时间段内，用所述旁路电表第一电量代替所述被代电表电量；其中，所述t3为所述被代电表电量从0到非0的时刻，t3-te的时间间隔是保证从te时刻开始，可以判断出旁路代结束的最小时间间隔。
5.根据权利要求4所述的电能计量方法，其特征是，所述当前状态为确认旁路代开始时，若旁路电量没有被代入，则将所述to作为旁路代判断的开始时刻，否则将所述当前时刻作为旁路代判断的开始时刻；从旁路代判断的开始时刻至旁路代结束前，从所述其他设备的电表的电量变化中查找第二设备的电量为O的持续时间tf以及所述第二设备的电量为非0的持续时间tg ；若t3 减去所述te的值大于所述tf，并且t4减去所述te的值大于所述tg ；其中，所述t4为旁路电表电量从非0到0的时刻；则设置所述当前判断状态为预判旁路代结束；并且设置旁路判断的时刻为所述第二设备的电表电量从0到非0的时刻t3 ；获取此时旁路电表的第二电量，若旁路电量没有被代入，则在所述t2开始至所述t3的时间段内，用所述旁路电表第二电量代替所述被代电表电量；若旁路电量已经被代入，则在所述当前时刻开始至所述t3的时间段内，用所述旁路电表第二电量代替所述被代电表电量。
6.根据权利要求5所述的电能计量方法，其特征是，所述当前状态为预判旁路代结束时；若旁路电量没有被代入，则将所述to作为旁路代判断的开始时刻，否则将所述当前时刻作为旁路代判断的开始时刻；从旁路代判断的开始时刻开始，查找第三设备电表电量为非0的持续时间ti以及旁路电表电量为非O的持续时间tj ；若t5减去所述t3的值大于所述ti、所述t5减去所述t4 的值大于所述tj并且所述t4减去所述t3的值小于th ；其中，所述t5为旁路代结束时间； t4为旁路电表电量从非0到0的时刻；所述th为旁路代倒闸时间；则设置所述当前判断状态为确认旁路代结束；并且设置旁路判断的时刻和旁路代结束的时间为所述t4;获取此时旁路电表的第三电量，若旁路电量没有被代入，则在所述t2开始至所述t4的时间段内，用所述旁路电表第三电量代替所述被代电表电量；若旁路电量已经被代入，则在所述当前时刻至所述t4的时间段内，用所述旁路电表第三电量代替所述被代电表电量。
7.根据权利要求1至6任一项所述的电能计量方法，其特征是，在所述步骤( 之后还包括步骤计算在所述旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间内的线损率或者变损率，若所述线损率或者变损率超过预设的值，则将所述电能计量结果标记为可疑。
8.电能计量装置，其特征是，包括第一获取单元，用于获取旁路电表的电量变化、其他设备的电表的电量变化以及旁路开关的动作时序；旁路代事件产生单元，用于根据所述旁路电表的电量变化和所述旁路开关的动作时序，生成旁路代事件；第二获取单元，用于获取旁路代事件的当前状态；第一计算单元，用于根据所述旁路代事件的当前状态、所述旁路电表的电量变化和所述其他设备的电表的电量变化，确定被代电表、旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间；第二计算单元，用于在所述旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间内，将旁路电表电量代入确定的被代电表的电能计算公式，得到电能计量结果。
9.根据权利要求8所述的电能计量装置，其特征是，产生旁路代事件时，所述旁路代事件产生单元从所述旁路开关的动作时序中获取旁路开关的旁路判别开始时刻to，从所述旁路电表变化中查找电量从0到非0的时刻tl、电量持续为O的时间长度ta以及电量持续为非0的时间长度tb ；若所述tl减去所述to的值大于所述ta，并且ts减去所述tl大于所述tb，则生成旁路代事件，其中所述ts为识别出被代电表的时刻。
10.根据权利要求8或9所述的电能计量装置，其特征是，所述电能计量装置还包括第三计算单元，用于计算在所述旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间内的线损率或者变损率，若所述线损率或者变损率超过预设的值，则将所述电能计量结果标记为可疑。
全文摘要
本发明提出了电能计量方法，包括步骤获取旁路电表的电量变化、其他设备的电表的电量变化以及旁路开关的动作时序；根据所述旁路电表的电量变化和所述旁路开关的动作时序，生成旁路代事件；获取旁路代事件的当前状态；根据所述旁路代事件的当前状态、所述旁路电表的电量变化和所述其他设备的电表的电量变化，确定被代电表、旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间；在所述旁路电表电量代替被代电表电量的起始时间内，将旁路电表电量代入确定的被代电表的电能计算公式，得到电能计量结果。本发明还提出了电能计量装置，可以提高旁路代电量计算的实时性、准确性以及减轻维护负担。
文档编号G01R22/10GK102435841SQ201110306058
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者刘洋, 卢建刚, 唐军, 徐振华, 易志平, 曾坚永, 林冬 申请人:广东省电力调度中心, 广州南方电力集团科技发展有限公司