专利名称：远程动态监测电能计量负荷的方法
技术领域：
本发明涉及电力系统自动化技术领域，特别涉及一种用于电能计量系统的远程动 态监测电能计量负荷的方法。
背景技术：
当前智能化电能表运行的准确性、稳定性、可靠性及安全性越来越受到质监部门 和广大电力客户的重视与关注，确保智能电网电能计量的准确性及提高智能电能表的动态 负荷实时监测效率亟待解决。专利号为CN201207081Y的中国实用新型公开了一种电能计 量误差远程在线检测系统信号检测电路，该检测电路主要用于在线校验电能表误差、检测 电压和电流参数，可替代人工现场校验的工作，提高了工作效率；公开号为CN201307159Y 的中国实用新型公开了一种远程电能表检定系统，其目的是提供一种检定装置。但是上述2 个已公开的实用新型，均未涉及远程动态监测电能计量负荷的方法。公开号为CN1690718A 的中国发明公开了一种供电系统电量平衡的监测方法，用于对电力系统的变压器、变电站 母线、局域网的输入输出高压电能计量装置的监测，该发明所述的方法可实现对供电系统 输入输出电量平衡的监测，但是上述技术方案只用于对高压计量装置的监测，也未涉及电 能表动态负荷特性远程实时监测的方法，所以迄今为止，国内外还没有公开能够满足相关 要求、高效可靠的远程动态监测电能计量负荷的方法，特别是针对嵌入Linux操作系统的 电能表。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能更准确、快速、有效管理和使用电能计量数据，使考 核用电方的准确性及公正性得到保证的远程动态监测电能计量负荷的方法。本发明提供的这种远程动态监测电能计量负荷的方法，包括如下步骤
(1)依据操作频率和监测权限的差异对数据进行模块化封装，建立与之对应的报头、 CRC及拆分密钥；
(2)封装好的数据包经internet传输至配备级别授权的后台处理器，所述后台处理器 依据操作密钥的授权、数据CRC校验和及拆分密钥的验证拆分模块化数据包，并对拆分后 的数据进行CRC校验和的容错处理；
(3)依据操作频率，建立匹配的数据处理方式与数据包一一对应；
(4)结合具有自愈能力的仲裁机制对异常数据进行处理、备份及上报。所述操作密钥分为00、01、02三个级别，所述各级操作密钥的监测权限设置如下
(1)00级查看正常监测数据、远程操作flash备份的校表参数、修复异常、清异常记录；
(2)01级查看正常监测数据、远程操作flash备份的校表参数；(3) 02级查看正常监测 数据。步骤(1)中所述进行封装的数据包括单相电压、电流，电网频率，中线电流，单相有、 无功功率，单相功率因数，正反向有功电能，四象限无功电能，负荷曲线，可配置监测的事件 记录，电量追补；所述操作频率包括每秒操作、每小时操作、每天操作、每月操作及可配置的长时间操作，依据所述操作频率的差异匹配对应的数据封装，所述每秒操作的数据包括运 行参数、瞬时电量值、功率因数，所述每小时操作的数据包括电网频率、每小时用电柱状图， 所述每天操作的数据包括同步时钟、异常事件、实时日曲线，所述每月操作的数据包括历史 日曲线，所述长时间操作的数据包括历史月曲线、监测事件记录、电量追补方案参考时间、 FLASH备份数据。所述数据处理方式包括数值显示电参量、曲线表述动态负荷曲线、定时更 新电压电流矢量图、实时查询时钟及模拟指示灯提示监测数据的状态表。步骤(4)所述仲 裁机制能对异常数据进行处理和备份，依据操作密钥对异常进行处理和恢复，并根据使用 人员的监测权限配备查询功能，记录异常的发生时间并上报。所述实时日曲线是默认数据 间隔为每15分钟用电量形成的一个包含96个柱状图的负荷柱状图，以费率时段为间隔，尖 峰平谷各费率时段的电量负荷柱状图使用红橙黄绿四种颜色表示；所述历史日曲线是默认 数据间隔为查询日每小时用电量形成的一个包含24个柱状图的负荷柱状图；所述历史月 曲线分为实际月负荷曲线和平均月负荷曲线，所述实际月负荷曲线是默认数据间隔为查询 月每天用电量形成的一个负荷柱状图，各周日负荷柱状图用特殊颜色标识，所述平均月负 荷曲线是默认数据间隔为查询月各天各小时的算术平均用电量形成的一个共24个柱状图 的负荷柱状图。本发明由于采用了异常数据仲裁机制，不仅使数据得到了可靠的记录，而且充分 保证了电能计量机制的自愈能力，在电能表被移动、开盖及有分方向潮流谐波出现时，能在 被实时监测的动态负荷功率曲线突显，并根据需要异常报警，第一时间让供电部门的监测 人员获悉，为进一步调查原因及奖罚用电方提供可靠的判断依据。本发明提供的这种远程 动态监测电能计量负荷的方法使得对电能计量数据的管理和使用更加准确、快速、有效，确 保了考核用电方的准确性及公正性。
图1是本发明的系统组成示意图。图2是本发明的默认操作频率与数据的对应关系图。图3是本发明的数据封装流程图。图4是本发明的数据拆分流程图。图5是本发明监测的异常仲裁机制流程图。图6是本发明显示的供电动态特性曲线图。
具体实施例方式图1是本发明的系统组成示意图，主要包括若干台被监测具备RJ45接口及支持 TCP/IP的电能表、internet网络、户内、户外监测工作站及后台处理器，用户可通过户内监 测工作站或户外监测工作站(笔记本等)实现对用能信息进行分析和远程控制操作。图2是本发明的默认操作频率与数据的对应关系图，其中每秒操作的数据包括运 行参数、瞬时电量值、功率因数，每小时操作的数据包括电网频率、每小时用电柱状图，每天 操作的数据包括同步时钟、异常事件、实时日曲线，每月操作的数据包括历史日曲线，长时 间操作的数据包括历史月曲线、监测事件记录、电量追补方案参考时间、FLASH备份数据等， 同时，用户可依据密钥和监测权限对操作频率和数据进行配置。
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图3是本发明的数据封装流程图，主要阐述被监测的数据流发送端对数据的封装 机制，首先判断是否启动封装条件，当不满足条件时，即封装标志位(PACK_ENABLE_FLG)为 0时直接退出流程，反之，当封装标志位(PACK_ENABLE_FLG)为1时进行正常封装；然后输 入监测人员姓名、以及操作密钥，依据监测权限匹配不同操作密钥，当两者不匹配次数超过 5次时，判为非法操作并记录该异常，并强制退出流程；反之匹配成功后，按照操作频率、监 测权限的差异封装数据，并匹配唯一的报头、CRC和拆分密钥；最后判断是否完成所有数据 的封装，判断为真时正常退出流程，反之循环输入操作频率直至完成封装。图4是本发明的数据拆分流程图，主要阐述数据接受端对数据的拆包机制，首先 判断是否启动拆包机制，当不满足条件时，即封装标志位(PACK_ENABLE_FLG)或拆分标志 位(UNPACK_ENABLE_FLG)任一个为0时直接退出流程，反之，当封装标志位(PACK_ENABLE_ FLG)与拆分标志位(UNPACK_ENABLE_FLG)同时为1时进行正常的数据拆分；然后依据监测 权限的差异输入与之匹配的操作密钥，当两者不匹配次数超过5次时，判为非法操作，记录 该异常并强制退出流程，当两者匹配成功时，输入与封装一致的拆分密钥，若操作者输入的 拆分密钥错误次数超过3次，判为无权限拆分，并强制退出拆分流程，反之默认拆分成功， 按照数据类型配置相应的处理方式，并通过软件界面显示相关信息；最后判断是否完成拆 分，判断为真时正常退出流程，反之循环配置相应的处理方式直至完成拆分。图5是本发明监测的异常仲裁机制流程图，主要阐述异常仲裁机制的实现，首先 仲裁决定关口考核的电能数据，依据负载特性进行电量追补，然后仲裁瞬时功率是否存在 异常，之后仲裁异常事件，最后仲裁负荷曲线，其中仲裁决定关口考核的电能数据，依据负 载特性进行电量追补的实现过程是读取上一次异常掉电的起止时间Tl、T2，并依据此时 间段内负载特性配置合理的电量追补方案，具体追补方案当负载为稳态负荷，则追补值为 PX( T2- Tl)；当为变化负荷时，依据Tl及前Is的负荷计算电能作为追补值；当未指定 负荷特性时，以Tl和T2时刻的电能最大值作为追补值，当确定电量追补成功后，记录所追 补的差值，为考核用电方提供可靠的数据，反之循环匹配相应的电量追补方案直至追补成 功，若所有配置方案均无法完成追补，则以当天最大需求电量为准进行追补；仲裁瞬时功率 是否存在异常的实现过程是当存在某一时刻的瞬时功率大于最大阈值时，其中阈值为当 日负荷柱状图最大功率，则记录其差值和发生的起止时间，完成数据记录后进入异常事件 的仲裁，当不存在某一时刻的瞬时功率大于最大阈值时，直接进入异常事件的仲裁；仲裁异 常事件的实现过程是当已发生异常事件时，依据权限的差异修改异常、记录处理时间、数 据项、原始数据、修改后数据，并上报修改记录，反之直接进入所查询负荷曲线的仲裁；仲裁 所查询负荷曲线的实现过程是首先读取所需的负荷曲线数据，然后与历史日曲线柱状图 对比，当两者一致时，备份数据至后台处理器的数据库中，反之依据历史日曲线计算出考核 值，并将其作为默认值备份至后台处理器的数据库，并记录发生时间，进行上报，为考核监 测人员提供可靠的数据。图6是本发明显示的供电动态特性曲线图，其表征了被监测对象的供电动态特 性，所述曲线具有如下功能(1)实时采集功率和负荷数据，速率为每点/Is ； (2)动态显示 最新η点的功率曲线，其中η的值可设置；(3)功率曲线显示密度可灵活配置；(4)数据永 久保存至后台处理器的数据库中；(5)按操作密钥的级别不同分级别查询、拷贝数据库的 运行数据；(6)动态检测负荷特性，根据可设的阈值异常报警负荷突变。图6中整个运行过程中各分元电流相等，首先逆相序、三相平衡供电运行150s，各分元功率为pl(pl<0)，然后 瞬间掉电5s后重新上电，逆相序、三相平衡供电运行250s，各分元功率为pl，之后掉电250s 后重新上电，从正相序、三相平衡供电运行30s，此时各分元功率p2 (p2>0)，切换到A相电 压单独供电运行30s (Α相功率p2)后，切换到B相单独供电30s (B相功率p2)，在切换 到C相单独供电IOs (C相功率p2)后掉电。最后在掉电延续90s后上电，正相序、三相平 衡供电。
权利要求
一种远程动态监测电能计量负荷的方法，其特征在于该方法包括如下步骤(1)依据操作频率和监测权限的差异对数据进行模块化封装，建立与之对应的报头、CRC及拆分密钥；(2)封装好的数据包经internet传输至配备级别授权的后台处理器，所述后台处理器依据操作密钥的授权、数据CRC校验和及拆分密钥的验证拆分模块化数据包，并对拆分后的数据进行CRC校验和的容错处理；(3)依据操作频率，建立匹配的数据处理方式与数据包一一对应；(4)结合具有自愈能力的仲裁机制对异常数据进行处理、备份及上报。
2.根据权利要求1所述的远程动态监测电能计量负荷的方法，其特征在于步骤(1)所 述操作密钥分为00、01、02三个级别，所述各级操作密钥的监测权限设置如下(1)00级查看正常监测数据、远程操作flash备份的校表参数、修复异常、清异常记录；(2)01级查看正常监测数据、远程操作flash备份的校表参数；(3)02级查看正常监测数据。
3.根据权利要求1所述的远程动态监测电能计量负荷的方法，其特征在于步骤(1)中 所述进行封装的数据包括单相电压、电流，电网频率，中线电流，单相有、无功功率，单相功 率因数，正反向有功电能，四象限无功电能，负荷曲线，可配置监测的事件记录，电量追补。
4.根据权利要求1所述的远程动态监测电能计量负荷的方法，其特征在于步骤(1)所 述操作频率包括每秒操作、每小时操作、每天操作、每月操作及可配置的长时间操作，依据 所述操作频率的差异匹配对应的数据封装，所述每秒操作的数据包括运行参数、瞬时电量 值、功率因数，所述每小时操作的数据包括电网频率、每小时用电柱状图，所述每天操作的 数据包括同步时钟、异常事件、实时日曲线，所述每月操作的数据包括历史日曲线，所述长 时间操作的数据包括历史月曲线、监测事件记录、电量追补方案参考时间、FLASH备份数据。
5.根据权利要求1所述的远程动态监测电能计量负荷的方法，其特征在于所述数据处 理方式包括数值显示电参量、曲线表述动态负荷曲线、定时更新电压电流矢量图、实时查询 时钟及模拟指示灯提示监测数据的状态表。
6.根据权利要求1所述的远程动态监测电能计量负荷的方法，其特征在于步骤(4)所 述仲裁机制能对异常数据进行处理和备份，依据操作密钥对异常进行处理和恢复，并根据 使用人员的监测权限配备查询功能，记录异常的发生时间并上报。
7.根据权利要求4所述的远程动态监测电能计量负荷的方法，其特征在于所述实时日 曲线是默认数据间隔为每15分钟用电量形成的一个包含96个柱状图的负荷柱状图，以费 率时段为间隔，尖峰平谷各费率时段的电量负荷柱状图使用红橙黄绿四种颜色表示；所述 历史日曲线是默认数据间隔为查询日每小时用电量形成的一个包含24个柱状图的负荷柱 状图；所述历史月曲线分为实际月负荷曲线和平均月负荷曲线，所述实际月负荷曲线是默 认数据间隔为查询月每天用电量形成的一个负荷柱状图，各周日负荷柱状图用特殊颜色标 识，所述平均月负荷曲线是默认数据间隔为查询月各天各小时的算术平均用电量形成的一 个共24个柱状图的负荷柱状图。
全文摘要
本发明公开了一种远程动态监测电能计量负荷的方法，包括如下步骤(1)依据操作频率和监测权限的差异对数据进行模块化封装，建立与之对应的报头、CRC及拆分密钥；(2)封装好的数据包经internet传输至配备级别授权的后台处理器，所述后台处理器依据操作密钥的授权、数据CRC校验和及拆分密钥的验证拆分模块化数据包，并对拆分后的数据进行CRC校验和的容错处理；(3)依据操作频率，建立匹配的数据处理方式与数据包一一对应；(4)结合具有自愈能力的仲裁机制对异常数据进行处理、备份及上报。本发明提供的这种远程动态监测电能计量负荷的方法使得对电能计量数据的管理和使用更加准确、快速、有效，确保了考核用电方的准确性及公正性。
文档编号G01R35/00GK101950008SQ201010502259
公开日2011年1月19日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者冯喜军, 宋慧娜, 易龙强, 李虎 申请人:威胜集团有限公司