专利名称：行政辖区电能管理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电能管理系统，尤其涉及一种电力辖区管理领域的行政辖区 电能管理系统。
背景技术：
随着社会的进步、国民经济的发展，电能在经济生活中扮演越来越重要的角色。电 能作为主要能源，是当今社会的必需消费品。由于电能产品的特殊性，其质量和消费过程历 来无法被广大消费者重视。准确地审计、考核、管理能耗往往让电能管理人员显得心有余而 力不足，国家从宏观上统计能耗指标，作为地方能耗管理部门就必须做好能耗具体的审计 工作，做好抓好节电、提高电能效率和电能管理三方面的工作。而这三方面的一个共同的基 础工作就是电力辖区(用电单位、个人)的产品、产量、人员能耗的检测与审计工作。根据目前国内用电市场的调查，企业、宾馆、办公楼、政府机关的用电管理水平历 来处于无法有效管理的状态。电能浪费、电效率低、电能质量下降、产品质量不稳定、重要设 备无故重启等现象严重，这些都是用电管理不善的后果。此外，国内大多数单位都不设电能 管理专业人员，致使用电管理水平低下，能耗居高不下。现有的电能管理系统一般可分为两种类型，一种是用于家庭、学校、工厂、企业的 电能管理系统，通过对用户用电设备的电压、电流等参数的检测，实现电器设备的安全保 障、电量计费管理等。现有技术针对电能管理系统及管理方法提出了各种不同的方案。如美国专利第6983210号揭示的了一种用于居民用电设备的电能管理系统，当用 户更换新的节能设备时，该系统通过比较新旧设备的用电信息，提醒用户新设备是如何节 能的。中国专利公开号CN101136546A揭示了一种用于家庭、办公及工业用电管理的智能化 电能管理系统总装置，其具有实时电压、电流监控功能，避免过载、短路、过压损坏设备等功 能，并通过定时自动开关电源达到节能的目的。中国专利公开号CN1451969A揭示的电能管 理网设备可以实现网络化电能计费与收费管理、自动化电力网不正常损耗和窃电行为的监 管、电网功率因素的监管与自动控制。美国专利第7216021号揭示了电能消费管理的方法、 系统与计算机程序。该系统具有数据存储模块、计算模块、操作计划模块。其中存储模块存 储受该系统管理的设备的操作记录，计算模块根据操作记录计算设备浪费的电能，并由操 作计划模块提出操作计划。美国专利第6493643号提供了一种适用于家庭环境的电能管理 方法，其针对家庭各设备的用电信息与总电量提出管理方案，可单独处理各设备的用电信 息并决定是否更改其当前电力消费水平。然而，上述专利提供的电能管理系统都是用于小范围或针对具体用电设备进行电 能管理的。针对某一辖区内的所有需求侧及其用电设备提出系统的监测、优化及决策方案 是符合中国当前节能降耗的宏观目标的。这些电能管理系统归纳起来，其主要功能如图1所示。电能管理系统首先针对辖 区实时监控，进行用电数据采集，然后储存到数据处理器中，最后给出数据分析。然而，仅有 这些基本的功能，并不能满足中国当前节能降耗的目标。符合中国国情的电能管理系统，不仅要能够进行电能管理，还要能够提供电能服务。亦即不光是监测分析，还能够提供基于监 测分析的数据基础上提供附加功能，如能耗审计、节电空间评估、电能优化与节电方案的生 成及节电效果预测，提供政府参考，制定相应节能减排措施，从而从整体上达到节约能源的 目的。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种需求侧用电管理的电能管理系统， 其能够在线监控需求侧辖区用电情况并能够提供政府或企业制定节能减排措施的科学依 据。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种行政辖区电能管理系 统，其包括设于用户端的若干电能监控仪、通过用户端内部网络与所述电能监控仪通信连 接的通讯管理机及设于电能监管端并用于接收来自电能监控仪或通讯管理机数据的中央 数据处理器，所述电能监管端中央数据处理器包括数据库模块、对数据进行智能分析的专 家库模块及可生产决策报告的决策库模块，所述行政辖区电能管理系统还包括用于监控行 政辖区内用户用电情况的在线监控模块及至少如下模块之一自动进行电能审计模块、配 网诊断模块、电能耗水平评价模块、用电水平评价模块、电能质量分析模块、节能空间评估 模块、辖区节电方案与配网改造方案模块及优化效果监测模块。作为本实用新型的进一步改进，其还包括通过互联网与电能监管端中央数据处理 器通信的电能监管人员工作计算机，用于接收或者查询电能监管端中央数据处理器提供的 决策报告。作为本实用新型的进一步改进，所述专家库模块包括至少一个如下子模块电能 可视化处理系统模块、配网诊断系统模块、能耗审计与评价专家系统模块、电能质量分析专 家系统模块、节能空间评估专家系统模块、电能优化专家系统模块、配网安全性分析评价模 块、配网可靠性分析评价模块、节能与配网改造方案专家系统模块。作为本实用新型的进一步改进，所述电能监管端中央数据处理器还包括标准库模 块，其包括至少一个如下子模块电能优化方案库模块、用电水平评价标准库模块、电力污 染评价标准库模块、电能质量标准库模块、节电方案库模块、企业电能耗标准库模块及产品 电能耗标准库模块。作为本实用新型的进一步改进，所述专家库模块具有可视化处理系统模块及配网 诊断系统模块，用于对数据库模块中行政辖区内用电总和信息分析数据进行处理，以生成 含有实时电能消费信息图表和配网诊断图表的决策报告，并送入决策库模块。作为本实用新型的进一步改进，所述专家库模块具有节能与配网改造方案专家系 统模块，所述标准库模块具有节能方案标准库模块。作为本实用新型的进一步改进，所述系统具有可对辖区节电方案与配网改造方案 效果进行实时监测的优化效果监测模块。作为本实用新型的进一步改进，所述专家库模块具有可对行政辖区内节能空间进 行分析并生成节能空间评估报告的节能空间评估专家系统模块。作为本实用新型的进一步改进，所述专家库模块具有可生成辖区电能优化方案的 电能优化专家系统模块。
4[0018]作为本实用新型的进一步改进，所述电能监管端中央数据处理器还具有修正模 块，其可修正标准库模块的分析结果，并将修正后的结果汇入标准库模块以完善标准库模 块。本实用新型行政辖区电能管理系统的有益效果是能及时发现需求侧辖区内电能 消费中的新情况和新问题，并为政府或企业制定节能减排措施提供科学依据从而达到节约 能源的效果。
图1是现有电能管理系统功能图；图2是本实用新型行政辖区电能管理系统功能图；图3是本实用新型行政辖区电能管理系统的硬件组成框图；图4是本实用新型行政辖区电能管理系统的软件结构框图。
具体实施方式
请参阅图2，其为本实用新型的需求侧(DSM，Demand Side Management)电能管理 系统100的功能图。该行政辖区电能管理系统100具有一在线监控模块并通过该在线监控 模块实时采集辖区内的配电网络设施和用电设备的用电数据，然后将数据存储至中央数据 处理器，然后重复实时监控，对数据进行分析，然后通过专家库模块、标准库模块的标准解 析给出各项指标的评估报告、解决方案及效果评价报告。这些报告可以提供辖区电能优化 及改善的决策，同时也可以作为政府或企业对其辖区用电管理及改进的措施的科学依据。本实用新型行政辖区电能管理系统100的硬件组成，请参阅图3，行政辖区电能管 理系统100由通过网络2、4分别相互通信的电能监控仪1、电能用户端的通讯管理机3、电 能监管端中央数据处理器5、通过政府网或互联网6与电能监管端中央数据处理器5通信的 电能监管人员工作计算机7等组成。本实用新型行政辖区电能管理系统100的软件组成， 请参阅图4，其包括中央数据处理系统模块、原始数据库、用户信息数据库、决策库模块、标 准库模块、专家库模块及修正模块等组成。本实用新型的行政辖区电能管理系统100中，系统通过安装在辖区配电网络中的 电能监控仪1采集配网与用电设备电能参数，经网络传送至电能用户端通讯管理机3汇总 处理或者直接通过网络传输到安装在政府能源管理部门的电能监管端中央数据处理器5， 然后对采集的数据进行分析处理，以图表形式实时动态显示辖区电能的输入、传输、消耗的 全过程。本实用新型的行政辖区电能管理系统100中，电能监控仪1与通讯管理机3、中央 数据处理器5之间的通信方式，采用递归主站系统概念，结合多通信协议进行通信。上述标准库模块具有电能优化方案库模块、用电水平评价标准库模块、电力污染 平评价标准库模块、电能质量标准库模块、节电方案库模块、企业电能耗标准库模块、产品 电能耗标准库模块等七个子模块。专家库模块具有电能可视化处理系统模块、配网诊断系 统模块、能耗审计与评价专家系统模块、电能质量分析专家系统模块、节能空间评估专家系 统模块、电能优化专家系统模块、配网安全性分析评价模块、配网可靠性分析评价模块、节 能与配网改造方案专家系统模块等九个子模块。此外，电能监管端中央数据处理器5还设置有完善标准库模块的修正模块，其可以修正标准库模块给出的分析结果，并可累计学习 并汇入标准库模块中，以此来不断完善标准库模块。本实用新型的行政辖区电能管理系统100具备能耗自动审计功能。通过行政辖区 电能管理系统100的建设和运行，实现电能耗数据在线收集，并科学准确的审计用户以及 整个区域的电能消耗，自动计算并公布用户和区域的日、周、月、季、年等不同统计周期的能 耗指标和资料。本实用新型的行政辖区电能管理系统100具备配网诊断功能。通过行政辖区电能 管理系统100可及时全面了解了用户和区域配网的实际运行情况和存在的问题，如电压波 动、频率波动、负荷不平衡、电网过载、谐波畸变、电压凹陷、故障警告。可以根据实测数据 进行电网的优化和对用电设施进行预防性维护，将电网设备或用电设备损坏下降到最低限 度。同时，通过系统提供的能效分析模型，分析用户和区域的用电水平，并评定其用电水平。 同时，行政辖区电能管理系统100具有可对辖区节电方案与配网改造方案效果进行实时监 测的优化效果监测模块。本实用新型的行政辖区电能管理系统100中具备电能质量分析功能。根据采集数 据对用户及区域电网的频率偏差、电压偏差、电压波动和闪变、波形、功率因素、零序电流、 无功补偿装置的效能、电压三相不平衡、非线性负载、谐波和间谐波等进行分析，从而对电 能质量进行评价。本实用新型的行政辖区电能管理系统100具备能耗评价功能。通过系统提供的国 际、国内行业、产品的能耗水平数据对辖区的能耗水平作出科学的评价。并对辖区的电能质 量、配网可靠性和用电安全进行I、II、III级等级评定。本实用新型的行政辖区电能管理系统100具备节电空间评估功能。通过系统提供 的节电空间评估模型，对辖区节电空间作出科学评估。指出辖区有多少节电空间、从哪些方 面节电、用什么方法节电，并提供节电效益分析，为政府节能管理提供科学的决策数据。本实用新型的行政辖区电能管理系统100具备自动生成电能优化和节能改造方 案。根据电能质量分析、能耗评价分析、节电空间分析的结果，自动生成电能优化和节能改 造方案。本实用新型的行政辖区电能管理系统100具备电能调度功能。通过安装在辖区配 电网络中各关口电能监控仪1采集的电能信息和实际电源负荷调度电能，合理电能使用。本实用新型的行政辖区电能管理系统100具体的运行过程如下1.电能辖区配电网络中各电能监控仪1采集电能信息后，通过用户端内部网络2 发送到电能用户端通讯管理机3，然后通过外部网络4传输到辖区电能监管端中央数据处 理器5 ；或直接电能由电能监控仪1通过网络4传输到辖区电能监管端中央数据处理器5。 电能监控仪1所监测采集的电能信息，可以来自于辖区各居民用户，可以来自各企业，可以 来自企业中具体的用电设备，还可以来自于受托管的变电站。2.辖区电能监管端中央数据处理器5根据不同型号电能监控仪的所使用的数据 传输规约进行规约解析，接受电能监控仪或辖区电能用户端通讯管理机3传输来的数据， 并存入原始数据库。3.系统提取电能用户原始数据，对原始数据进行综合分析，生成用户电能使用综 合信息分析图表，其中包括用户的电能审计报告、配网诊断、用户电能质量、能耗等级、用户
6节电空间等信息，并送入用户信息数据库。4.系统从用户信息数据库中提取各用户电力使用综合信息数据，调用专家库模块 中相应的专家系统模块和标准库模块中相应标准，对辖区配网电能消费情况进行分析1)系统调用专家库模块中的可视化处理系统模块和配网诊断系统模块，对配网内 所有电能用户用电综合信息分析数据进行处理，生成辖区电能消费信息图表和配网诊断图 表等决策报告，并送入决策库模块。2)系统调用专家库模块中的能耗审计与评价专家系统模块，根据辖区电能消费信 息数据对辖区电能耗进行审计，生成辖区电能审计报表，并送入辖区决策库模块；然后从能 耗标准库中调用企业电能能耗标准，对辖区能耗水平进行评定，形成辖区能耗水平报表和 区域能耗等级图表，并送入决策库模块。3)系统调用专家库模块中电能质量分析专家系统模块，对辖区电能质量进行分 析，并调用标准库模块中的电能质量标准模块、用电水平评价标准库模块、电力污染水平评 价标准库模块，对辖区电能质量、用电水平、电力污染水平进行评估，从而生成辖区电能质 量分析图表和电能质量等级、用电水平等级、电力污染等级图表，并送入决策库模块。4)系统调用专家库模块中节能空间评估专家系统模块，对辖区节能空间进行分 析，生成节能空间评估报告，并将辖区节能空间评估报告送入决策库。5)系统调用专家库模块中电能优化专家系统模块，根据辖区能耗水平、电能质量、 用电水平、电力污染水平、节能空间等对辖区电能使用方案进行优化，然后调用电能优化方 案库模块，生成辖区电能优化方案，并送入决策库模块。6)系统根据辖区能耗水平报表和辖区能耗等级图表、电能审计报表、电能质量分 析图表和电能质量等级、用电水平等级、电力污染等级图表、节能空间评估报告、辖区电能 优化方案等，生成辖区用电综合信息分析图表，并送入决策库。7)系统调用节能与配网改造方案专家系统模块，根据辖区用电综合信息，调用节 能方案标准库模块，生成辖区节电方案与配网改造方案，并送入决策库模块。5.电能管理人员通过互联网或政府内部网登陆行政辖区电能管理系统，查看用户 电能消费信息和辖区电能消费信息。系统还能够根据用户需求，以周报、月报甚至季报的形 式，将用户的用电情况(包括具体的用电指标)发送给用户，同时也会将专家库模块、标准 库模块形成的各种图表和优化方案发送给用户提供用户决策使用。6.政府能源管理部门参考相关决策报告和决策方案，制定辖区节能减排措施。特别需要指出的是，本实用新型具体实施方式
中仅以该行政辖区电能管理系统作 为示例，在实际应用中任何类型的行政辖区电能管理系统均适用本实用新型揭示的原理。 对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型的教导下所作的针对本实用新型的等效变 化，仍应包含在本实用新型权利要求所主张的范围中。
权利要求一种行政辖区电能管理系统，其包括设于用户端的若干电能监控仪、通过用户端内部网络与所述电能监控仪通信连接的通讯管理机及设于电能监管端并用于接收来自电能监控仪或通讯管理机数据的中央数据处理器，其特征在于所述电能监管端中央数据处理器包括数据库模块、对数据进行智能分析的专家库模块及可生产决策报告的决策库模块，所述行政辖区电能管理系统还包括用于监控行政辖区内用户用电情况的在线监控模块及至少如下模块之一自动进行电能审计模块、配网诊断模块、电能耗水平评价模块、用电水平评价模块、电能质量分析模块、节能空间评估模块、辖区节电方案与配网改造方案模块及优化效果监测模块。
2.如权利要求1所述的行政辖区电能管理系统，其特征在于，其还包括通过互联网与 电能监管端中央数据处理器通信的电能监管人员工作计算机，用于接收或者查询电能监管 端中央数据处理器提供的决策报告。
3.如权利要求1所述的行政辖区电能管理系统，其特征在于，所述专家库模块包括至 少一个如下子模块电能可视化处理系统模块、配网诊断系统模块、能耗审计与评价专家 系统模块、电能质量分析专家系统模块、节能空间评估专家系统模块、电能优化专家系统模 块、配网安全性分析评价模块、配网可靠性分析评价模块、节能与配网改造方案专家系统模 块。
4.如权利要求3所述的行政辖区电能管理系统，其特征在于，所述电能监管端中央数 据处理器还包括标准库模块，其包括至少一个如下子模块电能优化方案库模块、用电水平 评价标准库模块、电力污染评价标准库模块、电能质量标准库模块、节电方案库模块、企业 电能耗标准库模块及产品电能耗标准库模块。
5.如权利要求3所述的行政辖区电能管理系统，其特征在于，所述专家库模块具有可 视化处理系统模块及配网诊断系统模块，用于对数据库模块中行政辖区内用电总和信息分 析数据进行处理，以生成含有实时电能消费信息图表和配网诊断图表的决策报告，并送入 决策库模块。
6.如权利要求5所述的行政辖区电能管理系统，其特征在于，所述专家库模块具有节 能与配网改造方案专家系统模块，所述标准库模块具有节能方案标准库模块。
7.如权利要求6所述的行政辖区电能管理系统，其特征在于，所述系统具有可对辖区 节电方案与配网改造方案效果进行实时监测的优化效果监测模块。
8.如权利要求1所述的行政辖区电能管理系统，其特征在于，所述专家库模块具有可 对行政辖区内节能空间进行分析并生成节能空间评估报告的节能空间评估专家系统模块。
9.如权利要求1所述的行政辖区电能管理系统，其特征在于，所述专家库模块具有可 生成辖区电能优化方案的电能优化专家系统模块。
10.如权利要求9所述的行政辖区电能管理系统，其特征在于，所述电能监管端中央数 据处理器还具有修正模块，其可修正标准库模块的分析结果，并将修正后的结果汇入标准 库模块以完善标准库模块。
专利摘要本实用新型关于一种行政辖区电能管理系统，其包括通过网络连接的电能监控仪、电力用户端通讯管理机及电能监管端中央数据处理器。电能监控仪用于采集数据并传送至电能监管端中央数据处理器。电能监管端中央数据处理器对数据进行标准解析后形成决策报告。行政辖区电能管理系统至少包括自动进行电能审计、配网诊断、电能耗水平评价、用电水平评价、电能质量分析、节能空间评估、电能优化方案、辖区节电方案与配网改造方案及优化效果监测之一的功能。本实用新型的行政辖区电能管理系统及时发现辖区内电能消费中的新情况和新问题，并提供政府节能减排措施的依据从而达到节约能源的效果。
文档编号G06Q50/00GK201717676SQ20102023749
公开日2011年1月19日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者秦建荣 申请人:苏州太谷电力有限公司