本发明涉及电力应用领域，特别涉及一种数据采集方法及系统。
背景技术
随着社会经济的发展、配电网规模的扩大以及配电网设备质量要求的迅速提升，对配电网中的各类配电设备的信息采集及应用显得尤为重要。长期以来，电网公司对各类配网设备的运行检查工作都依靠人力来完成，不仅效率低下，而且需耗费大量人力、财力，对各类配网设备的故障排查处理也很难做到闭环管理和有效追踪。尤其是对遗漏的隐性故障的排查难度更高，排查不当可能会影响设备的运行、甚至造成严重的事故。
目前对用户侧数据采集方式主要是通过遥测数据采集，主要采集用户电量信息，利用电能表自身的冻结功能将每日0点用户电能表的电能量示值进行冻结存储，通过集中器下属的采集器进行轮询采集，采集指令由集中器统一下发至各电能表，然后通过用户采集系统进行日线损计算展示。这种数据采集方式由于采集器本身只能作为透传设备，所有采集指令都是通过集中器下发，集中器一次只能获取一个电能表的相关数据，采集耗时较长，且采集耗时长、频率低、一次成功率不高，无法实现对用户侧电量信息的高频采集，同时，无法对用户侧线路异常做到更有时效性的精细管理。
由此可见，如何克服传统的数据采集方式由于采集耗时长以及采集耗时长、频率低以及一次采集成功率低，进而导致的用户侧电能表数据的冻结时间误差大以及异常处理时效性低的问题是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本申请实施例提供了一种数据采集方法及系统，以解决现有技术中传统的数据采集方式由于采集耗时长以及采集耗时长、频率低以及一次采集成功率低，进而导致的用户侧电能表数据的冻结时间误差大以及异常处理时效性低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种数据采集方法，包括：
依据预定义规则将多个电能表进行分组；
实时轮询获取各组中所述电能表的目标数据；
对与末端终端设置的预设冻结时间点对应的目标数据进行冻结处理，并将所述冻结处理后的目标数据发送至配变终端设备进行存储；
其中，所述配变终端设备与各所述末端终端设备之间通过时钟同步机制保持时钟的一致性以确保各所述末端终端设备的预设冻结时间点一致。
优选地，所述实时轮询获取各组中所述电能表的目标数据具体为：
通过rs485通讯方式实时轮询获取所述目标数据。
优选地，
在所述实时轮询获取各组中所述电能表的目标数据之后，还包括：
判断在连续采集预设次数后，是否能成功获取同一个当前电能表的目标数据；
如果否，则表征所述当前电能表发生异常，并将对应的异常信息发送至所述配变终端设备；
如果是，则表征所述当前电能表未发生异常，并进入所述实时轮询获取各组中所述电能表的目标数据的步骤。
优选地，当判断出在连续采集所述预设次数后，没有成功获取同一个所述当前电能表的目标数据，还包括：
显示警告信息。
优选地，所述目标数据包括各所述电能表的电压、电流和正向有功电能量。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种数据采集方法对应的数据采集系统，包括：
配变终端设备、多个末端终端设备和通信模块，所述配变终端设备通过所述通信模块与各所述末端终端设备连接，各所述末端终端设备与多个电能表连接；
所述末端终端设备用于实时轮询获取各组中各所述电能表的目标数据，并将与自身设置的预设冻结时间点对应的目标数据进行冻结处理；
所述配变终端设备用于存储冻结处理后的目标数据；
其中，所述配变终端设备与各所述末端终端设备之间通过时钟同步机制保持时钟的一致性以确保各所述末端终端设备的预设冻结时间点一致。
优选地，所述末端终端设备与各所述电能表之间具体通过rs485协议进行通信。
优选地，所述末端终端设备具体包括：处理器、数据采集模块和监测模块，所述处理器分别与所述数据采集模块和所述监测模块连接。
优选地，所述通信模块具体为gprs模块和/或宽带载波通信模块。
相比于现有技术，本发明所提供的一种数据采集方法，首先依据预定义规则将多个电能表进行分组；然后实时轮询获取各组中电能表的目标数据，也就是说一次性可以获取各组中多个电能表的相关数据；最后对与末端终端设置的预设冻结时间点对应的目标数据进行冻结处理，并将冻结处理后的目标数据发送至配变终端设备进行存储，其中，配变终端设备与各末端终端设备之间通过时钟同步机制保持时钟的一致性以确保各末端终端设备的预设冻结时间点一致。由此可见，该方法，与现有技术中一次只能获取一个电能表的相关数据相比，采集耗时短，且采集各电能表数据的频率和成功率高，进而可以减小用户侧线电能表数据的冻结时间误差，提高异常处理时效性。另外，本发明还提供了一种数据采集系统，效果如上。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的一种数据采集方法流程图；
图2为本发明实施例所提供的一种数据采集系统组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种数据采集方法及系统，可以解决现有技术中传统的数据采集方式由于采集耗时长以及采集耗时长、频率低以及一次采集成功率低，进而导致的用户侧电能表数据的冻结时间误差大以及异常处理时效性低的问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明实施例所提供的一种数据采集方法流程图，如图1所示，该数据采集方法包括：
s101：依据预定义规则将多个电能表进行分组。
具体就是确定出一个末端终端设备需要对应连接几个电能表，进而实现对多个电能表的分组。
s102：实时轮询获取各组中电能表的目标数据。
现有技术中，获取各电能表的相关数据时，通常是集中器统一下发指令，然后再一一获取下连的多个电能表的相关数据(如电流、电压、用户用电量等)，也就是说，获取第一个电能表的相关数据之后，再去获取第二个电能表的相关数据，直到获取完所有电能表的相关数据。这种获取方式，获取第一个电能表的相关数据和最后一个电能表的相关数据之间的冻结数据的时间误差大，也就是说，现有技术中是单点冻结，一对一采集电能表数据。例如，末端终端设备总共下连有10个电能表，分别记为第一电能表、第二电能表、第三电能表至第十电能表，现有技术中的获取方式是，在一个获取周期内，先获取第一电能表相关的数据，再去获取第二电能表相关的数据，依次类推，最后再获取第十电能表相关的数据，即一次获取一个电能表的数据，总共需要获取10次。
本申请实施例提供的数据采集方法，是在一个轮询周期内，一次性获取分组后多个电能表的目标数据，以上文中的10个电能表为例进行说明，假设将10个电能表分成2组，每组5个电能表，即一个末端终端设备连接5个电能表，本申请实施例通过两个末端终端设备一次就可以获取10个电能表的目标数据。在一个周期完成之后，在下一个周期内以同样的方式进行获取。假设每个末端终端设备下连接20只电能表，采集每个电能表的目标数据的时间为2秒，采集完20个电能的目标数据的最大耗时是40秒，这样可以最大程度的减少冻结数据的时间误差。作为优选地实施方式，目标数据包括各电能表的电压、电流和正向有功电能量，当然，目标数据项并不限于电压、电流和正向有功电能量。
s103：对与末端终端设置的预设冻结时间点对应的目标数据进行冻结处理，并将冻结处理后的目标数据发送至配变终端设备进行存储。
其中，配变终端设备与各末端终端设备之间通过时钟同步机制保持时钟的一致性以确保各末端终端设备的预设冻结时间点一致
在实际应用中，各组中电能表的目标数据可以通过末端终端设备实时轮询获取，在获取到各组中电能表的目标数据之后，当轮询获取到的目标数据符合冻结时间设置要求时进行冻结处理，即将与末端终端设置的预设冻结时间点对应的目标数据进行冻结处理，并将冻结处理后的目标数据发送至配变终端设备进行存储，也就是说获取的各组中电能表的目标数据的时间如果和预设冻结时间点相同时，就将该目标数据进行冻结处理，并将冻结处理后的目标数据发送至配变终端设备进行存储。在实际应用中，各末端终端设备的预设冻结时间点由配变终端设备向各末端终端设备下发冻结指令实现，配变终端设备与各末端终端设备之间通过时钟同步机制保持时钟的一致性，确保各末端终端设备的预设冻结时间点一致，进而确保获取的每组中各电能表目标数据的冻结时间一致性。例如，预设冻结时间为10:00-10:02，就将获取时间在10:00-10:02段对应的每组中各电能表的目标数据进行冻结处理，并将冻结处理后的目标数据发送至配变终端设备进行存储，可以xml格式进行存储，方便采集读取。在实际应用中，预设冻结时间是有多个的，可以以20分钟为一间隔进行设置，即下一个预设冻结时间就为10:20-10:22，依次类推。预设冻结时间以及以多长时间为一间隔设置冻结时间可根据实际情况确定，本发明并不作限定，当一个采集周期结束之后，再重复执行以上步骤即可。
作为优选地实施方式，实时轮询获取各组中电能表的目标数据具体为：通过rs485通讯方式实时轮询获取目标数据。末端终端设备通过rs485通讯方式实时采集下接的各电能表的目标数据(电压、电流、零序电流和正向有功电能量等)，通过预设冻结时间，将实时轮询到最接近预设冻结时间的目标数据进行冻结处理，每一个完整的轮询周期内，只对末端终端设备下所连接的各电能表的目标数据进行轮询采集，保证每组中各电能表目标数据的冻结时间误差，将冻结处理后的目标数据上送到智能配变终端设备进行文件存储。由于rs485通讯方式只支持多设备的串行轮询方式采集，对每个电能表的同一目标数据项的采集时间在一般在2秒内。可以解决电能表自身冻结数据后召测时间过长及不支持冻结功能的电能表进行高频数据冻结的问题。当然，除了利用rs485通讯方式获取目标数据项之外，还可以通过其它符合要求的通讯方式进行数据获取，在此不再赘述。
在本申请实施例中，数据采集采用国网标准的101协议，通过4g高速专网传输，同时冻结文件进行高压缩比压缩，保证数据传输效率的同时也能保证用户数据的安全性。本申请实施例提供的数据采集方法，可以通过末端终端设备实现对多个电能表的分组，通过rs485轮询方式实时采集下面连接的电能表的电压、电流、零序电流、正向有功电能量示值，通过配变终端设备与末端终端设备的时钟同步机制，将电能表以末端终端设备分组的形式进行数据采集冻结处理，每个冻结时间节点的数据都以最小误差被存储到上层的配变终端设备。该方法可解决电能表自身冻结数据后召测时间过长及不支持冻结功能的电能表进行高频数据冻结的问题。
本发明所提供的一种数据采集方法，本发明所提供的一种数据采集方法，首先依据预定义规则将多个电能表进行分组；然后实时轮询获取各组中电能表的目标数据，也就是说一次性可以获取各组中多个电能表的相关数据；最后对与末端终端设置的预设冻结时间点对应的目标数据进行冻结处理，并将冻结处理后的目标数据发送至配变终端设备进行存储，其中，配变终端设备与各末端终端设备之间通过时钟同步机制保持时钟的一致性以确保各末端终端设备的预设冻结时间点一致。由此可见，该方法，与现有技术中一次只能获取一个电能表的相关数据相比，采集耗时短，且采集各电能表数据的频率和成功率高，进而可以减小用户侧线电能表数据的冻结时间误差，提高异常处理时效性。
为了及时发现和处理故障，在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，在实时轮询获取各组中电能表的目标数据之后，还包括：
判断在连续采集预设次数后，是否能成功获取同一个当前电能表的目标数据；
如果否，则表征当前电能表发生异常，并将对应的异常信息发送至配变终端设备；
如果是，则表征当前电能表未发生异常，并进入实时轮询获取各组中电能表的目标数据的步骤。
具体地，就是在连续采集预设次数后，没有成功获取到同一个当前电能表的目标数据，则将当前电能表标记为异常状态，这时就需要将对应的异常信息发送至配电终端设备，可以避免电能表发生故障或停电后无法及时获知的问题，为基层运检人员提供较为可靠的故障排查依据。如果在连续采集预设次数后，能成功获取到同一个当前电能表的目标数据，则将当前电能表标记为正常状态，说明对应的当前电能表正常，继续执行步骤s102即可。预设次数可根据实际情况进行设定，在本申请实施例中可以设置为3次，在预设次数采集的目标数据可以为同一数据项。当然，预设次数以及在预设次数中采集的目标数据的类型并不会影响本申请实施例的实现。
当检测出当前电能表发生异常时，为了及时提醒有关人员，在上述实施例的基础上，作为优选地方式，当判断出在连续采集预设次数后，没有成功获取同一个当前电能表的目标数据之后，还包括：显示警告信息。可以及时发现故障，并且可以缩短故障排查及解决的时间，提升用户体验。
上文中对于一种数据采集方法的实施例进行了详细描述，基于上述实施例描述的数据采集方法，本发明实施例还提供了一种与该方法对应的系统。由于系统部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此系统部分的实施例请参照方法部分的实施例描述，这里不再赘述。
图2为本发明实施例所提供的一种数据采集系统组成示意图，如图2所示，该数据采集系统包括：配变终端设备101、末端终端设备102和通信模块103，配变终端设备101通过通信模块103与末端终端设备102连接，末端终端设备102与多个电能表104连接；末端终端设备102用于实时轮询获取各组中各电能表的目标数据，并将与自身设置的预设冻结时间点对应的目标数据进行冻结处理；配变终端设备101用于存储冻结处理后的目标数据，其中，配变终端设备与各末端终端设备之间通过时钟同步机制保持时钟的一致性以确保各末端终端设备的预设冻结时间点一致，也就是说，图2中的各末端终端设备102的预设冻结时间点是由配变终端设备101下发相关指令进行设置的，并且各末端终端设备102的预设冻结时间点是一致的，可以在同一个预设冻结时间点对各末端终端设备102下联的多个电能表104的数据进行冻结，在实际应用中，配变终端设备101还可以下发指令、将相关信息上送至主站系统。图2中示意的末端终端设备102下连三个电能表104，在实际应用中，并不一定是每个末端终端设备102只连三个电能表104。每个末端终端设备102具体需要连接多个电能表102可根据实际情况确定。通过增加末端终端设备102实现将多个电能表进行分组。
配变终端设备101通过通信模块103与末端终端设备102连接，通信模块103包括gprs传输模块和/或宽带载波通信模块，gprs传输模块和/或宽带载波通信模块用于管理末端终端设备102与配变终端设备101元之间的通信，接受采集指令和上传采集信息或下发参数和指令等。在实际应用中，配变终端设备101还包括有存储模块，用于存储需要采集的目标数据项(电压、电流、电量等定点数据)；时钟同步模块，对配变终端设备101与末端终端设备102之间的时间系统进行同步，可定时或手动通过主站下发校时命令进行校时等。在实际应用中，末端终端设备102是安装于表箱10的。末端终端设备102下连有多个电能表104。本申请实施例提供的数据采集系统还包括主站，主站主要用于对台区侧设备的管理，对设备进行新增、编辑、删除、查询。包括设备的编码、生产厂家、逻辑地址、安装地址、设备状态、所属线路、运维单位、与上下层设备的关联关系。本申请实施例提供的数据采集系统可以根据采集的三相电压、三相电流、总及三相有功功率、总及三相无功功率、总及三相功率因数、谐波数据、正向有功电能量等，进行相应设备的曲线监测、线路线损监测、计量设备故障监测。通过对低压侧台区表、表箱10对应的电能表104的小时冻结电量采集进行三级两层的小时级线损计算，对线损异常线路、表箱用户进行预警提示，通过分组冻结技术实现用户计量装置的故障预警。对所需采集的设备、测点信息进行分组管理，通过分组召测的方式实现不同数据项按不同频率采集的需要，实现采集任务的灵活管理，同时支持大量设备的并发采集任务。
本发明所提供的一种数据采集系统，包括配变终端设备、末端终端设备和通信模块，配变终端设备通过通信模块与末端终端设备连接，末端终端设备与多个电能表连接；末端终端设备用于实时轮询获取各组中各电能表的目标数据，并将与自身设置的预设冻结时间点对应的目标数据进行冻结处理；配变终端设备用于存储冻结处理后的目标数据，其中，配变终端设备与各末端终端设备之间通过时钟同步机制保持时钟的一致性以确保各末端终端设备的预设冻结时间点一致。由此可见，该系统，与现有技术中一次只能获取一个电能表的相关数据相比，采集耗时短，且采集各电能表数据的频率和成功率高，进而可以减小用户侧线电能表数据的冻结时间误差，提高异常处理时效性。
在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，末端终端设备102与各电能表104之间具体通过rs485协议进行通信。
在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，末端终端设备102具体包括：处理器、数据采集模块和监测模块，处理器分别与数据采集模块和监测模块连接。
末端终端设备102具体包括：处理器、数据采集模块和监测模块，可以实现对台区侧设备的管理、监测、预警，最终可以达到故障的及时发现和及时处理。
在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，通信模块103具体为gprs模块和/或宽带载波通信模块。
宽带载波通信模块可以保证数据通讯的及时性和准确性，同时也能满足多设备的并发传输。当然，除了这两种方式之外，还可以选用其它符合条件的通信模块103，本发明不作限定。
以上对本发明所提供的一种数据获取方法及系统进行了详细介绍。本文中运用几个实例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明，只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本领域技术人员，在没有创造性劳动的前提下，对本发明所做出的修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请中。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个操作与另一个操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”等类似词，使得包括一系列要素的单元、设备或系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种单元、设备或系统所固有的要素。