一种用于用户用电量短期预测的智能电能表的制作方法

本发明涉及电网调度技术领域，具体涉及一种用于用户用电量短期预测的智能电能表。

背景技术：

电网的调度工作中，最为重要的是对负载进行预测，以有针对性的制定发电机组计划，减少备用机组，达到降低运行容量，降低成本的目的。目前对用户的短期预测精准度仍然不足。这导致发电机组仍然需要预备足够的备用容量，应对用电量的短期变化。备用容量并没有被使用，其产生的费用成本需要发电厂自行承担。增加了发电厂的运行成本，并最终增加了用户的电力消费负担。从用户的角度精准的实现用电量的短期预测，最终能够为用户带来效益，并为发电厂减负以及增强电网运行稳定性。因而需要研制一种能够提高用户短期用电量预测准确度的设备。电网中最靠近用户端的设备即是智能电能表，且每个用户均已安装。从智能电能表的改进上，提高用户用电量的短期预测准确度，是最为可行的方案。

中国专利cn108345954a，公开日2018年7月31日，一种配电网线路短期负荷预测方法及装置，包括：根据待预测线路、待预测线路的预测时间区间以及预测时间区间内待预测线路的运行方式，确定待预测线路对应的供电区域中的多个最小区域；对多个最小区域分别进行短期负荷预测，获取多个最小区域所对应的负荷预测结果；对多个最小区域所对应的负荷预测结果进行第一求和处理，确定待预测线路的短期负荷预测结果。其所提供的配电网线路短期负荷预测方法及装置，获取的短期负荷预测结果与待预测线路的运行方式相对应，短期负荷预测的精度高、误差小、跟踪过渡时间短。但其技术方案没有与用户紧密结合，预测准确度仍有改进空间。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：目前用户短期用电预测的准确度低的技术问题。提出了一种带有与用电设备连接的终端模块的能够更加准确的预测用户短期用电量的用于用户用电量短期预测的智能电能表。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种用于用户用电量短期预测的智能电能表，包括电能表计，还包括可编程控制器、存储模块、通信模块和若干个终端模块，所述终端模块包括连接体、电子开关和通信单元，所述连接体与用电电器串联，所述电子开关控制端与连接体连接，所述电子开关在连接体中有电流通过时导通，所述通信单元通过电子开关与连接体连接，连接体为通信单元供电，所述通信单元在通电后将预设报文发送到通信模块；

所述可编程控制器与通信模块以及存储模块连接，可编程控制器根据通信模块接收到的信息判断用户目前开启的用电电器，并根据目前开启的用电电器以及用电电器的用电规律进行用电量短期预测，所述用电电器的用电规律事先输入存储模块。

作为优选，所述终端模块还包括功率检测单元，所述功率检测单元与连接体连接，检测连接体内流过的电流大小，通信单元将预设报文以及功率检测单元的检测值以频率f发送到通信模块，所述用电电器的用电规律由终端模块检测获取并通过通信单元与通信模块发送到可编程控制器后存储在存储模块。

作为优选，所述连接体包括插头式连接体和开关式连接体，所述插头式连接体包括连接插孔和连接插头，所述连接插孔用于与用电电器的插头连接，所述连接插头用于与插座的插孔连接，所述电子开关的控制端与连接插头或连接插孔的零线或火线端连接；所述开关式连接体包括两个连接触点和限流电阻，所述两个连接触点分别与入户零线以及开关的动触点连接，所述限流电阻以及通信单元串联入所述两个连接触点之间。

作为优选，所述通信模块为载波通信模块，所述通信单元为载波通信单元。

作为优选，所述通信单元包括控制器、可控电阻和存储片，预设报文存储在存储片内，控制器内有将所述报文转换为串行通信序列的程序，或者所述预设报文以串行通信序列的形式存储，所述可控电阻第一端与连接体连接，可控电阻第二端接地或与用户零线连接，可控电阻控制端与控制器连接，控制器根据串行通信序列以设定频率g控制可控电阻的阻值在高低两个状态间切换；所述通信模块包括高速电流互感器、窄带滤波器、数模转换单元、缓存和串口通信单元，所述高速电流互感器与入户火线耦合，所述窄带滤波器输入端与高速电流互感器输出端连接，窄带滤波器的通带频率覆盖频率g，窄带滤波器的输出端与数模转换单元输入端连接，数模转换单元以频率g采样，数模转换单元将采样结果二值化后输出到缓存，串口通信单元将缓存内的数据发送到可编程控制器。

作为优选，所述终端模块还包括mcu和存储器，mcu与功率检测单元以及通信模块连接，所述mcu运行如下程序：a）当功率检测单元开始检测到功率值时，mcu以频繁f’读取功率检测单元的检测值，直到功率检测单元在设定时长内检测不到功率值，绘制本次的用电记录曲线；b）将本次获得的用电记录曲线与存储器内存储的历史用电记录曲线对比，若存在相似度超过设定阈值的用电记录曲线，则不保存本次用电记录曲线，反之，则将本次用电记录曲线保存到存储器；c）mcu定期将存储器内存储的用电记录曲线发送到可编程控制器并存储到存储模块。

本发明的实质性效果是：通过终端模块与用户的用电电器连接，上报用户目前正在开启的用电设备，统计用电设备的耗电规律，就可以更加准确的对用户的短期负荷做出预测，为发电机组的调度提供依据。

附图说明

图1为实施例一智能电能表结构示意图。

图2为实施例一终端模块结构示意图。

图3为实施例一开关式连接体结构示意图。

其中：100、电能表计，200、可编程控制器，300、存储模块，400、通信模块，500、终端模块，600、电器，501、分压电阻，502、通信单元，503、电子开关，504、连接体，505、功率检测单元，506、限流电阻，701、入户火线，702、入户零线，801、开关。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例一：

一种用于用户用电量短期预测的智能电能表，如图1所示，本实施例包括电能表计100，还包括可编程控制器200、存储模块300、通信模块400和若干个终端模块500，终端模块500包括连接体504、电子开关503和通信单元502，连接体504与用电电器600串联，电子开关503控制端与连接体504连接，电子开关503在连接体504中有电流通过时导通，通信单元502通过电子开关503与连接体504连接，分压电阻501与连接体504连接，分压电阻分压后为通信单元502供电，通信单元502应当配有整流桥和稳压器，此为现有技术，在此不作展开，通信单元502在通电后将预设报文发送到通信模块400；可编程控制器200与通信模块400以及存储模块300连接，可编程控制器200根据通信模块400接收到的信息判断用户目前开启的用电电器600，并根据目前开启的用电电器600以及用电电器600的用电规律进行用电量短期预测，用电电器600的用电规律事先输入存储模块300。通信模块400为载波通信模块400，通信单元502为载波通信单元502。

如图2所示，终端模块500还包括功率检测单元505、mcu和存储器，功率检测单元505与连接体504连接，检测连接体504内流过的电流大小，通信单元502将预设报文以及功率检测单元505的检测值以频率f发送到通信模块400，用电电器600的用电规律由终端模块500检测获取并通过通信单元502与通信模块400发送到可编程控制器200后存储在存储模块300。连接体504包括插头式连接体504和开关式连接体504，插头式连接体504包括连接插孔和连接插头，连接插孔用于与用电电器600的插头连接，连接插头用于与插座的插孔连接，电子开关503的控制端与连接插头或连接插孔的零线或火线端连接；如图3所示，开关式连接体504包括两个连接触点和限流电阻506，两个连接触点分别与入户零线702以及开关801的动触点连接，限流电阻506以及通信单元502串联入两个连接触点之间。mcu与功率检测单元505以及通信模块400连接，mcu运行如下程序：a）当功率检测单元505开始检测到功率值时，mcu以频繁f’读取功率检测单元505的检测值，直到功率检测单元505在设定时长内检测不到功率值，绘制本次的用电记录曲线；b）将本次获得的用电记录曲线与存储器内存储的历史用电记录曲线对比，若存在相似度超过设定阈值的用电记录曲线，则不保存本次用电记录曲线，反之，则将本次用电记录曲线保存到存储器；c）mcu定期将存储器内存储的用电记录曲线发送到可编程控制器200并存储到存储模块300。

通信单元502包括控制器、可控电阻和存储片，预设报文存储在存储片内，控制器内有将报文转换为串行通信序列的程序，或者预设报文以串行通信序列的形式存储，可控电阻第一端与连接体504连接，可控电阻第二端接地或与用户零线连接，可控电阻控制端与控制器连接，控制器根据串行通信序列以设定频率g控制可控电阻的阻值在高低两个状态间切换；通信模块400包括高速电流互感器、窄带滤波器、数模转换单元、缓存和串口通信单元502，高速电流互感器与入户火线701耦合，窄带滤波器输入端与高速电流互感器输出端连接，窄带滤波器的通带频率覆盖频率g，窄带滤波器的输出端与数模转换单元输入端连接，数模转换单元以频率g采样，数模转换单元将采样结果二值化后输出到缓存，串口通信单元502将缓存内的数据发送到可编程控制器200。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。