用电信息采集方法及用电信息采集装置与流程

本发明涉及电力系统用电信息采集技术领域，特别涉及一种用电信息采集方法及一种用电信息采集装置。

背景技术：

用电信息采集系统用于对电力系统中用户的用电信息进行采集，以便主站根据采集到的用电信息实现用电监控、阶梯定价、负荷管理、线损分析，用电检查（防窃电）、负荷预测和节约用电成本等目的。

现有的用电信息采集方式是由主站主动发起采集指令，该指令通过能源控制器到cco（centralcoordinator，中央协调器），再到sta（station，站点），再由sta将该命令发送至与其连接的用户电表或随器计量设备。用户电表或随器计量设备接收到该指令后，将采集到的用户的用电信息发送给sta，进而再通过上述设备层层回传给主站。

上述方式由于在用电信息采集过程中，每一帧用电信息的读取都需要主站下发采集指令，使得整个采集过程操作繁琐、各设备的工作频率高、数据传输效率低。并且由于受到电力系统通信速率的限制，当用户数量较多或者用电信息量较大时，整个采集系统的通信压力较大，导致主站不能及时获取每个用户终端当前的用电信息数据，进而影响主站对系统的调节和决策能力。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种用电信息采集方法及装置，能够有效提高用电信息的传输效率，从而提高主站的调节和决策能力。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用电信息采集方法，应用于用电信息采集系统，所述系统包括依次连接的主站、能源控制器、cco、多个sta、以及与每个所述sta对应的用电信息计量设备；所述方法包括：

所述cco根据接收到的用电信息上报指令从所述sta中读取缓存的用电信息，将读取到的缓存的用电信息上报给所述主站；其中，所述缓存的用电信息由所述用电信息计量设备将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta获得。

进一步地，所述方法还包括：

所述cco对所述接收到的用电信息上报指令进行解析，获得读取范围；

所述cco根据所述读取范围从所述sta中读取缓存的用电信息。

优选地，所述读取范围包括至少一个待读取的sta的地址，所述cco根据所述读取范围从所述sta中读取缓存的用电信息，包括：

所述cco根据所述待读取的sta的地址，依次遍历与所述待读取的sta的地址对应的sta，从每个sta中读取该sta缓存的用电信息。

进一步地，在所述cco从每个sta中读取该sta缓存的用电信息之后，所述方法还包括：

判断所述cco是否完成对该sta缓存的用电信息的读取。

优选地，当所述cco读取到的缓存的用电信息的条数与该sta中预先存储的用电信息数目相等时，判断所述cco完成对该sta缓存的用电信息的读取。

进一步地，所述方法还包括：

所述cco每读取一条该sta中缓存的用电信息，均向该sta发送响应指令；

该sta接收到所述响应指令后，对已被读取的缓存的用电信息进行删除操作。

进一步地，在所述用电信息计量设备将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta之前，所述方法还包括：

所述用电信息计量设备根据接收到的所述主站下发的上报方案设置指令，设置向与其对应的sta主动上报的上报方案；则

所述用电信息计量设备根据所述上报方案将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta。

优选地，其特征在于，所述主站下发的上报方案设置指令依次通过所述能源控制器、所述cco和与所述电信息计量设备对应的sta传送给所述电信息计量设备。

优选地，所述上报方案包括：上报频率和上报的用电信息类型，所述用电信息计量设备根据所述上报方案将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta，包括：

所述用电信息计量设备根据所述上报频率从其计量的用电信息中选取属于所述上报的用电信息类型的用电信息，并将选取的用电信息上报给与所述用电信息计量设备对应的sta；

与所述用电信息计量设备对应的sta接收所述选取的用电信息，并按照接收顺序和所述上报的用电信息类型对所述选取的用电信息进行分类存储。

优选地，所述主站与所述能源控制器之间采用远程通信信道连接；所述能源控制器与所述cco之间、所述cco与所述sta之间、每个所述sta与其对应的用电信息计量设备之间均采用本地通信信道连接。

优选地，每个所述sta采用嵌入式安装的方式设置于与其对应的用电信息计量设备中；所述用电信息计量设备包括智能电表和/或随器计量器。

本发明的另一目的在于提出一种用电信息采集装置，能够有效提高用电信息的传输效率，从而提高主站的调节和决策能力。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用电信息采集装置，应用于上述用电信息采集系统，所述装置包括：

读取单元，用于使所述cco根据接收到的用电信息上报指令从所述sta中读取缓存的用电信息，将读取到的缓存的用电信息上报给所述主站；其中，所述缓存的用电信息由所述用电信息计量设备将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta获得。

本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项用电信息采集方法。

本发明所述的用电信息采集方法及装置，由用电信息计量设备将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta，sta对接收到的用电信息进行缓存。需要采集用户终端的用电信息时，由cco根据接收到的用电信息上报指令直接从sta中读取缓存的用电信息，并将读取到的缓存的用电信息上报给主站。在上述过程中，主站只需下发一次用电信息上报指令，大大降低了系统中各设备的工作频率；且由于cco直接从sta中读取其缓存的用电信息，有效避免了用电信息计量设备与sta之间的通信延时。可见，本发明提供的技术方案，能够有效提高用电信息的传输效率，从而提高主站的调节和决策能力。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中用电信息采集系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一的方法流程图；

图3本发明实施例二的方法流程图；

图4为本发明实施例中接收上报方案设置指令并进行响应的各设备之间的交互流程图；

图5为采用本实施例所述的方法进行用电信息采集时各设备之间的交互流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明实施例提供的用电信息采集方法具体应用于用电信息采集系统，如图1所示，该系统包括依次连接的主站、能源控制器、cco、多个sta、以及与每个所述sta对应的用电信息计量设备。

其中，主站通过对配电变压器和终端用户的用电信息数据的采集和分析，实现用电监控、推行阶梯定价、负荷管理、线损分析，最终达到自动抄表、错峰用电、用电检查（防窃电）、负荷度预测和节约用电成本等目的。所述能源控制器具体可以为集中器，是用电信息采集系统的中心管理设备和控制设备，负责实现定时读取终端数据、系统的命令传送、数据通讯、网络管理、事件记录、数据的横向传输等功能。所述cco是能源控制器上的载波中央节点模块，其作用是与能源控制器通过本地串口进行数据交互，同时实现与sta模块的载波组网。所述sta是用电信息计量设备内的载波子节点模块，实现与用电信息计量设备的数据交互，并与cco模块进行载波组网。所述用电信息计量设备用于实现对用户终端的用电信息的计量。

基于图1所示的用电信息采集系统，本发明实施例一提供的用电信息采集方法如图2所示，具体包括以下步骤：

步骤s101，cco根据接收到的用电信息上报指令从sta中读取缓存的用电信息，将读取到的缓存的用电信息上报给主站。其中，所述缓存的用电信息由所述用电信息计量设备将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta获得。

本实施例中，所述用电信息上报指令由主站下发。具体地，主站通过远程通信信道，例如，4g通信、光纤通信等方式向能源控制器发送所述用电信息上报指令afn05-f7。能源控制器接收到该用电信息上报指令后，通过本地通信信道发送给cco。cco接收到该用电信息上报指令后，即从与其连接的多个sta中读取缓存的用电信息，同时将读取到的所述缓存的用电信息通过能源控制器上报给主站。

本实施例中的上述上报方式，称为“全网上报”，即cco从与其连接的所有的sta中读取缓存的用电信息，以获得全网所有的用户终端在某一时刻或某一时间段的用电信息。cco同时将读取到的用电信息通过标准协议qgdw1376.2afn06-f7上报至主站。

本实施例还提供一种“单点上报”的上报方式，即从全网sta中选取主站当前所需的用户终端所对应的sta来进行用电信息的读取。具体地，该用电信息采集方法还包括：cco对接收到的用电信息上报指令进行解析，获得读取范围，cco根据该读取范围从sta中读取缓存的用电信息。

本实施例中，上述读取范围包括至少一个待读取的sta的地址，则，cco根据读取范围从sta中读取缓存的用电信息，具体包括：cco根据待读取的sta的地址，依次遍历与待读取的sta的地址对应的sta，从每个sta中读取该sta缓存的用电信息。在实际应用中，上述待读取的sta的地址的数量可以设置为1~16个。cco同时将读取到的用电信息通过标准协议qgdw1376.2afn06-f7上报至主站。

上述两种上报方式各设备之间的交互流程图如图5所示。

sta在接收到cco的读取指令后，将本地缓存的第一条用电信息数据进行主动上报，同时读取指针/索引向后移动一位，写入位置保持不变，本地记录数据条目（即用电信息数目）减一，以保证后续读取和写入的连续性。

本实施例中，cco也可以启动一个一次性定时器，对用电信息的上报时间进行控制，当定时器结束后，cco也结束用电信息的上报动作。

本实施例中，cco对接收到的用电信息上报指令进行解析，还获得执行动作“启动”或者“关闭”。针对“关闭”指令，cco判断当前的运行状态是否为用电信息上报状态，当cco处于用电信息上报状态，则停止用电信息上报，并向能源控制器回复确认帧；若未处于用电信息上报状态，则直接向能源控制器回复确认帧。针对“启动”指令，cco根据解析得到的上述读取范围，具体执行“全网上报”或“单点上报”。

为了确保数据读取的正确性，保证数据传输的可靠性，本实施例中，在cco从每个sta中读取该sta缓存的用电信息之后，所述用电信息采集方法还包括：判断cco是否完成对该sta缓存的用电信息的读取。

具体采用如下方式来判断cco是否完成对当前sta缓存的用电信息的读取：当cco读取到的缓存的用电信息的条数与该sta中预先存储的用电信息数目相等时，判断cco完成对该sta缓存的用电信息的读取。所述预先存储的用电信息数目由sta在接收对应的用电信息计量设备上报的用电信息时，自动计算获得，当对应的用电信息计量设备上报完成，所获得的用电信息数目自动存储于该sta中。或者，根据该sta中剩余的用电信息的数目来判断是否读取完成。或者，根据当前cco读取到的用电信息的帧序号或存储序号来判断是否读取完成。cco对当前sta中的缓存的用电信息读取完成后，立即开始对下一个sta的缓存的用电信息的读取，以保证后续主站获取到的用电信息及时有效。

为了实现用电信息的可靠上报，本实施例所述的用电信息采集方法还包括：cco每读取一条当前sta中缓存的用电信息，均向该sta发送响应指令，如图5所示。该sta接收到所述响应指令后，对已被读取的缓存的用电信息进行删除操作，以节约sta的存储空间。

基于图1所示的用电信息采集系统，本发明实施例二提供的用电信息采集方法如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤s201，用电信息计量设备根据接收到的由主站下发的上报方案设置指令，设置向与其对应的sta主动上报的上报方案；

步骤s202，用电信息计量设备根据所述上报方案将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta；

步骤s203，cco根据接收到的用电信息上报指令从sta中读取缓存的用电信息，将读取到的缓存的用电信息上报给主站。

实施例二与实施例一的不同之处在于，在用电信息计量设备将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta之前，实施例二所述的用电信息采集方法还包括：用电信息计量设备根据接收到的由主站下发的上报方案设置指令，设置向与其对应的sta主动上报的上报方案。则，用电信息计量设备根据所述上报方案将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta。

本实施例中，所述主站下发的上报方案设置指令依次通过能源控制器、cco和与电信息计量设备对应的sta传送给该电信息计量设备。具体地，如图4所示，主站通过远程通信信道，例如，4g通信、光纤通信等方式向能源控制器发送所述上报方案设置指令。能源控制器接收到该上报方案设置指令后，将该指令变更为qgdw1376.2afn13-f1，通过本地通信信道并通过q/gdw1376.2-2013协议发送给cco。cco接收到该上报方案设置指令后，对其进行解析，并通过高速载波电力线发送至与其连接的sta，再由sta发送至与该sta对应的用电信息计量设备。用电信息计量设备根据该上报方案设置指令设置或修改自身的上报方案。上报方案设置完成后，再依次通过sta、cco、能源控制器向主站发送应答指令，以通知主站用电信息计量设备已完成上报方案的设置。上述上报方案设置指令为透传指令。

本实施例中，所述上报方案由主站与用电信息计量设备预先协商获得。优选地，所述上报方案包括：上报频率和上报的用电信息类型，则，用电信息计量设备根据上报方案将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta，具体包括：用电信息计量设备根据所述上报频率从其计量的用电信息中选取属于所述上报的用电信息类型的用电信息，并将选取的用电信息上报给与用电信息计量设备对应的sta。与用电信息计量设备对应的sta接收上述选取的用电信息，同时针对接收到的每一条用电信息，均向用电信息计量设备发送响应指令，并按照接收顺序和所述上报的用电信息类型对接收到的上述选取的用电信息进行分类存储。

优选地，对接收到的用电信息进行flash缓存，从而保证在出现异常情况时，缓存的用电信息不会丢失。在上述flash缓存过程中，每接收到一条用电信息，均需要更新flash的读写位置。具体地，sta接收到一条用电信息后，读取位置保持不变，写入位置后移一位，同时sta本地记录数据条目加一，保证后续读取和写入的连续性。

例如，用电信息计量设备可以设置自身的上报频率为1分钟或15分钟或24小时等，即用电信息计量设备每1分钟或每15分钟或每24小时向其对应的sta上报一次冻结数据。该冻结数据是指，每1分钟或每15分钟或每24小时用电信息计量设备的读数。用电信息计量设备可以对用户用电信息的各种类型进行计量，用电信息类型具体包括：点能量类、最大需量类、功率类、冻结类、事件类等，主站通过下发上报方案来促使用电信息计量设备设置或修改自身上报的用电信息类型。与用电信息计量设备对应的sta接收到用电信息计量设备主动上报的用电信息之后，按照接收顺序将每一条用电信息依次存储于对应的分类目录下。在实际应用中，还可以设置接收或存储的优先级，例如，可以先保存分钟级的冻结数据，然后保存日冻结数据。

上述实施例中，所述主站与所述能源控制器之间采用远程通信信道连接，例如，通过4g网络或光纤等远程通信方式连接。所述能源控制器与所述cco之间、所述cco与所述sta之间、每个所述sta与其对应的用电信息计量设备之间均采用本地通信信道连接。例如，能源控制器与cco之间可以通过串口、usb接口等进行通信，cco与sta之间可以通过电力载波进行通信，每个sta与其对应的用电信息计量设备之间可以通过串口进行通信。

上述实施例中，每个sta采用嵌入式安装的方式设置于与其对应的用电信息计量设备中。所述用电信息计量设备包括智能电表和/或随器计量器，其中，随器计量器是嵌入到家电中实现用电计量功能的嵌入式设备。

需要说明的是，本实施例所采用的用电信息采集方法与现有技术中的主动抄表方式可以同时进行，在不影响原有电力系统用电信息采集的同时增加用电信息主动上报流程，保证用电信息及时有效地上报给主站以进行数据评估，为后续能源调控提供数据支撑。

与上述实施方式相对应地，本发明还提供一种用电信息采集装置，包括：

读取单元，用于使所述cco根据接收到的用电信息上报指令从所述sta中读取缓存的用电信息，将读取到的缓存的用电信息上报给所述主站；其中，所述缓存的用电信息由所述用电信息计量设备将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta获得。

进一步地，所述装置还包括：

解析单元，用于使所述cco对所述接收到的用电信息上报指令进行解析，获得读取范围；

所述读取单元还用于使所述cco根据所述读取范围从所述sta中读取缓存的用电信息。

本实施例中，所述读取范围包括至少一个待读取的sta的地址，所述cco根据所述读取范围从所述sta中读取缓存的用电信息，包括：所述cco根据所述待读取的sta的地址，依次遍历与所述待读取的sta的地址对应的sta，从每个sta中读取该sta缓存的用电信息。

进一步地，所述装置还包括：

判断单元，用于在所述cco从每个sta中读取该sta缓存的用电信息之后，判断所述cco是否完成对该sta缓存的用电信息的读取。

优选地，当所述cco读取到的缓存的用电信息的条数与该sta中预先存储的用电信息数目相等时，所述判断单元判断所述cco完成对该sta缓存的用电信息的读取。

进一步地，所述装置还包括：

响应指令发送单元，用于当所述cco读取一条该sta中缓存的用电信息时，向该sta发送响应指令；

删除单元，用于在该sta接收到所述响应指令后，对已被读取的缓存的用电信息进行删除操作。

进一步地，所述装置还包括：

设置单元，用于在所述用电信息计量设备将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta之前，使所述用电信息计量设备根据接收到的所述主站下发的上报方案设置指令，设置向与其对应的sta主动上报的上报方案；则，所述用电信息计量设备根据所述上报方案将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta。

上述装置的工作原理、工作流程等涉及具体实施方式的内容可参见本发明所提供的用电信息采集方法的具体实施方式，此处不再对相同的技术内容进行详细描述。

本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本实施例所述的用电信息采集方法。

本发明还提供一种终端设备，包括处理器，该处理器用于执行本实施例所述的用电信息采集方法。

本发明所述的用电信息采集方法及装置，由用电信息计量设备将其计量的用电信息主动上报给与其对应的sta，sta对接收到的用电信息进行缓存。需要采集用户终端的用电信息时，由cco根据接收到的用电信息上报指令直接从sta中读取缓存的用电信息，并将读取到的缓存的用电信息上报给主站。在上述过程中，主站只需下发一次用电信息上报指令，大大降低了系统中各设备的工作频率，尤其是降低了cco的工作频率；且由于cco直接从sta中读取其缓存的用电信息，有效避免了用电信息计量设备与sta之间的通信延时。可见，本发明提供的技术方案，能够有效提高用电信息的传输效率，从而提高主站的调节和决策能力。

本发明充分考虑了台区的拓扑结构特点，先按照主站—能源控制器—cco—sta—用电信息计量设备的顺序进行上报方案设置，再按照sta—cco—能源控制器—主站的顺序进行用电信息上报，可以及时有效地实现分钟级、小时级的用电信息稳定上报。同时结合cco与sta之间的确认机制（即cco每读取一条当前sta中缓存的用电信息，均向该sta发送响应指令），能够实现用电信息的可靠上报。此外，本发明还可以通过cco对重点关注的用户进行单独的用电信息上报。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（rom，read-onlymemory）、随机存取存储器（ram，randomaccessmemory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的不同实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。