一种需求侧能耗数据高频率采集系统及方法与流程

本发明涉及电力系统数据采集技术领域，尤其涉及一种需求侧能耗数据高频率采集系统及方法。

背景技术：

随着国家能源产业结构的全面升级及电力体制改革的持续深化，能效服务行业迎来了窗口期，但是众多新型能效服务（如节能诊断、负荷预测、售电侧的日前市场、节能改造、能源金融等等）的开展都重度依赖于需求侧能耗数据，能耗数据资产的采集与沉淀已成为社会越来越关注的焦点。

目前，许多能效企业都基于DL645通信协议进行电能数据采集系统的研发，但是受采集方式的影响，大部分研发成果都存在采集频率不够高、采集参数不够全面、布线麻烦等问题。

市场主流的两种电能数据的采集方式通常具体为：一、“负控终端+GPRS”的采集方式，该采集方式虽然采集频率高（可实现电能数据5分钟采集一次）、采集参数多（可对《中国南方电网有限责任公司负荷管理终端技术规范》中的109项电能参数进行全部采集）、采集成功率高以及带有负荷控制功能，可以实现远程控制等优点，但是因负控终端的价格远高于智能采集终端的价格，从而导致成本过高，又由于电网对电力大用户只采集一个关口电量，没有分项（如按楼宇、按用电类别）能耗数据的采集，因此所采集到的能耗数据的颗粒度太粗，不能有效的支撑能效业务的开展；二、“GPRS+集中器+485线+智能采集终端”的采集方式，该采集方式虽然可按按楼宇、用电性质在各条出线中安装智能采集终端，实现需求侧用能数据的全面采集，且数据采集可靠性要远高于传统的载波方式，但是如果分项电表过于分散，会使得前期组网施工及后续维护的成本较高，同时一旦采集时间长，采集参数多容易造成通信堵塞，而大量缩减采集参数的数量会影响对能效服务业务的支撑力度及能耗数据资产的商业价值。

综上所述，传统电能数据的采集方式已日渐不能满足新型能效业务的发展需求。随着覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点的物联网（如LoRa或NBIoT窄带物联网）普及和商用，无疑将重新变革需求侧电能数据的采集方式，真正实现需求侧电能数据的高频率、全方位采集。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种需求侧能耗数据高频率采集系统及方法，基于LoRa或NBIoT窄带物联网技术，解决现有采集方式布线麻烦、后期维护工作量大、采集频率低以及参数采集少等问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种需求侧能耗数据高频率采集系统，包括后台采集主站以及基于LoRa窄带物联网的第一采集子系统和/或基于NBIoT窄带物联网的第二采集子系统；其中，

所述后台采集主站通过数据互联网与所述第一采集子系统和/或所述第二采集子系统相连，用于向所述第一采集子系统和/或所述第二采集子系统远程下发采集指令，以及接收所述第一采集子系统和/或所述第二采集子系统所采集到的需求侧能耗数据；

所述第一采集子系统包括LoRaWan云平台、LoRa网关和集成有LoRa无线通讯模块的第一智能采集终端；其中，所述LoRaWan云平台的一端通过所述数据互联网与所述后台采集主站相连，另一端通过LoRaWan通信网络与所述LoRa网关的一端相连，用于所述后台采集主站及所述LoRa网关之间数据和指令的中转；所述LoRa网关的另一端与所述集成有LoRa无线通讯模块的第一智能采集终端相连，用于所述LoRaWan云平台与所述集成有LoRa无线通讯模块的第一智能采集终端之间数据和指令的中转；所述集成有LoRa无线通讯模块的第一智能采集终端，用于接收所述LoRa网关中转过来的后台采集主站的采集指令进行需求侧能耗数据采集，并上传所采集到的需求侧能耗数据给所述LoRa网关进行转发；

所述第二采集子系统包括移动运营商平台、第三方中转平台、NBIoT通信基站和集成有NBIoT无线通讯模块的第二智能采集终端；其中，所述移动运营商平台的一端通过所述数据互联网与所述后台采集主站相连，另一端通过NBIoTWan通信网络与所述第三方中转平台的一端相连，用于所述后台采集主站及所述第三方中转平台之间数据和指令的中转；所述第三方中转平台的另一端通过所述NBIoTWan通信网络与所述NBIoT通信基站的一端相连，用于所述移动运营商平台及所述NBIoT通信基站之间数据和指令的中转；所述NBIoT通信基站的另一端与所述集成有NBIoT无线通讯模块的第二智能采集终端相连，用于所述第三方中转平台及所述集成有NBIoT无线通讯模块的第二智能采集终端之间数据和指令的中转；所述集成有NBIoT无线通讯模块的第二智能采集终端，用于接收所述NBIoT通信基站中转过来的后台采集主站的采集指令进行需求侧能耗数据采集，并上传所采集到的需求侧能耗数据给所述NBIoT通信基站进行转发。

其中，还包括：第三采集子系统；其中，

所述第三采集子系统包括集成有3G/4G无线通讯模块的第三智能采集终端；其中，所述集成有3G/4G无线通讯模块的第三智能采集终端通过3G/4G通信网络与所述后台采集主站相连，用于直接接收所述后台采集主站下发的采集指令进行需求侧能耗数据采集，并直接上传所采集到的需求侧能耗数据给所述后台采集主站。

其中，还包括：第四采集子系统；其中，

所述第四采集子系统包括集中器以及第四智能采集终端；其中，所述集中器的一端通过3G/4G通信网络与所述后台采集主站相连，另一端与所述第四智能采集终端相连，用于所述后台采集主站及所述第四智能采集终端之间数据和指令的中转；所述第四智能采集终端，用于接收所述集中器中转过来的后台采集主站的采集指令进行需求侧能耗数据采集，并上传所采集到的需求侧能耗数据给所述后集中器进行转发。

其中，所述集中器集成有485通信模块，所述第四智能表集成有485通信模块；和/或

所述集中器集成有LoRa无线通讯模块，所述第四智能表集成有LoRa无线通讯模块。

本发明实施例还提供了一种需求侧能耗数据高频率采集方法，其在前述的需求侧能耗数据高频率采集系统上实现，所述方法包括：

步骤S1、后台采集主站向基于LoRa窄带物联网的第一采集子系统和/或基于NBIoT窄带物联网的第二采集子系统下发采集指令；

步骤S2、所述第一采集子系统和/或所述第二采集子系统接收所述后台采集主站下发的采集指令，并根据所述后台采集主站下发的采集指令采集需求侧能耗数据，且进一步将所采集到的需求侧能耗数据上传给所述后台采集主站。

其中，所述步骤S2具体包括：

所述第一采集子系统接收所述后台采集主站下发的采集指令，并依次通过LoRaWan云平台以及LoRa网关转发至集成有LoRa无线通讯模块的第一智能采集终端上；

所述集成有LoRa无线通讯模块的第一智能采集终端接收到所述后台采集主站的采集指令进行需求侧能耗数据采集并上传，依次通过所述LoRa网关以及所述LoRaWan云平台转发给所述后台采集主站接收。

其中，所述步骤S2具体包括：

所述第二采集子系统接收所述后台采集主站下发的采集指令，并依次通过移动运营商平台、第三方中转平台以及NBIoT通信基站转发至集成有NBIoT无线通讯模块的第二智能采集终端上；

所述集成有NBIoT无线通讯模块的第二智能采集终端接收到所述后台采集主站的采集指令进行需求侧能耗数据采集并上传，依次通过所述NBIoT通信基站、第三方中转平台以及移动运营商平台转发给所述后台采集主站接收。

其中，所述方法进一步包括：

所述后台采集主站向第三采集子系统下发采集指令；

所述第三采集子系统中集成有3G/4G无线通讯模块的第三智能采集终端直接接收所述后台采集主站下发的采集指令，并根据所述后台采集主站下发的采集指令采集需求侧能耗数据，且进一步将所采集到的需求侧能耗数据上传给所述后台采集主站。

其中，所述方法进一步包括：

所述后台采集主站向第四采集子系统下发采集指令；

所述第四采集子系统中的集中器接收到所述后台采集主站下发的采集指令并转发给第四智能采集终端；

所述第四智能采集终端接收到所述后台采集主站的采集指令进行需求侧能耗数据采集并上传给所述集中器转发至所述后台采集主站接收。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

在本发明实施例中，由于后台采集主站与基于LoRa窄带物联网的第一采集子系统和/或基于NBIoT窄带物联网的第二采集子系统进行指令和数据的互联互通，且基于LoRa窄带物联网的第一采集子系统和/或基于NBIoT窄带物联网的第二采集子系统不需布线，降低了后期维护工作量，同时还可以实现频繁采集以及能够采集需求侧能耗数据所有参数，从而克服了现有采集方式布线麻烦、后期维护工作量大、采集频率低以及参数采集少等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的需求侧能耗数据高频率采集系统的结构示意图图；

图2为本发明实施例提供的需求侧能耗数据高频率采集方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，为本发明实施例中，提供的一种需求侧能耗数据高频率采集系统，包括后台采集主站1以及基于LoRa窄带物联网的第一采集子系统2和/或基于NBIoT窄带物联网的第二采集子系统3；其中，

后台采集主站1通过数据互联网与第一采集子系统2和/或第二采集子系统3相连，用于向第一采集子系统2和/或第二采集子系统3远程下发采集指令，以及接收第一采集子系统2和/或第二采集子系统3所采集到的需求侧能耗数据；

第一采集子系统2包括LoRaWan云平台21、LoRa网关22和集成有LoRa无线通讯模块的第一智能采集终端23；其中，LoRaWan云平台21的一端通过数据互联网与后台采集主站1相连，另一端通过LoRaWan通信网络与LoRa网关22的一端相连，用于后台采集主站1及LoRa网关22之间数据和指令的中转； LoRa网关22的另一端与集成有LoRa无线通讯模块的第一智能采集终端23相连，用于LoRaWan云平台21与集成有LoRa无线通讯模块的第一智能采集终端23之间数据和指令的中转；集成有LoRa无线通讯模块的第一智能采集终端23，用于接收LoRa网关22中转过来的后台采集主站1的采集指令进行需求侧能耗数据采集，并上传所采集到的需求侧能耗数据给LoRa网关22进行转发；

第二采集子系统3包括移动运营商平台31、第三方中转平台32、NBIoT通信基站33和集成有NBIoT无线通讯模块的第二智能采集终端34；其中，移动运营商平台31的一端通过数据互联网与后台采集主站1相连，另一端通过NBIoTWan通信网络与第三方中转平台32的一端相连，用于后台采集主站1及第三方中转平台32之间数据和指令的中转；第三方中转平台32的另一端通过NBIoTWan通信网络与NBIoT通信基站33的一端相连，用于移动运营商平台31及NBIoT通信基站33之间数据和指令的中转；NBIoT通信基站33的另一端与集成有NBIoT无线通讯模块的第二智能采集终端34相连，用于第三方中转平台32及集成有NBIoT无线通讯模块的第二智能采集终端34之间数据和指令的中转；集成有NBIoT无线通讯模块的第二智能采集终端34，用于接收NBIoT通信基站33中转过来的后台采集主站1的采集指令进行需求侧能耗数据采集，并上传所采集到的需求侧能耗数据给NBIoT通信基站33进行转发。

可以理解的是，数据互联网包括但不限于城域网、广域网等数据通信网，采用光纤、3G/4G/WIFI等连接方式。由于LoRa或NBIoT的技术覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点，因此基于LoRa窄带物联网的第一采集子系统和/或基于NBIoT窄带物联网的第二采集子系统不需布线，降低了后期维护工作量，同时还可以实现频繁采集以及能够采集需求侧能耗数据所有参数，从而克服了现有采集方式布线麻烦、后期维护工作量大、采集频率低以及参数采集少等问题。

在基于NBIoT窄带物联网的采集方式，还包括传统的“负控终端+无线通信”的采集方式，因此还包括：第三采集子系统4；其中，

第三采集子系统4包括集成有3G/4G无线通讯模块的第三智能采集终端41；其中，集成有3G/4G无线通讯模块的第三智能采集终端41通过3G/4G通信网络与后台采集主站1相连，用于直接接收后台采集主站1下发的采集指令进行需求侧能耗数据采集，并直接上传所采集到的需求侧能耗数据给后台采集主站1。

本发明实施例中的需求侧能耗数据高频率采集系统，不仅具有基于LoRa和/或基于NBIoT窄带物联网的采集方式，还包括传统的“无线通信+集中器+485线+智能采集终端”的采集方式，因此还包括：第四采集子系统5；其中，

第四采集子系统5包括集中器51以及第四智能采集终端52；其中，集中器51的一端通过3G/4G通信网络与后台采集主站1相连，另一端与第四智能采集终端52相连，用于后台采集主站1及第四智能采集终端52之间数据和指令的中转；第四智能采集终端52，用于接收集中器51中转过来的后台采集主站的采集指令进行需求侧能耗数据采集，并上传所采集到的需求侧能耗数据给后集中器51进行转发。

在本发明实施例中，集中器51可以有多种通信模块，并根据集中器51通信模块设置第四智能采集终端52内部集成的通信模块。在一个实施例中，集中器51集成有485通信模块，则第四智能表52集成有485通信模块。在另一个实施例中，集中器51集成有LoRa无线通讯模块，则第四智能表52集成有LoRa无线通讯模块。在又一个实施例中，集中器51集成有485通信模块和LoRa无线通讯模块，则第四智能表52可以集成有LoRa无线通讯模块或集成有LoRa无线通讯模块。

如图2所示，为本发明实施例中，提供的一种需求侧能耗数据高频率采集方法，其在前述的需求侧能耗数据高频率采集系统上实现，所述方法包括：

步骤S1、后台采集主站向基于LoRa窄带物联网的第一采集子系统和/或基于NBIoT窄带物联网的第二采集子系统下发采集指令；

步骤S2、所述第一采集子系统和/或所述第二采集子系统接收所述后台采集主站下发的采集指令，并根据所述后台采集主站下发的采集指令采集需求侧能耗数据，且进一步将所采集到的需求侧能耗数据上传给所述后台采集主站。

具体过程为，在所述步骤S2中，第一采集子系统接收后台采集主站下发的采集指令，并依次通过LoRaWan云平台以及LoRa网关转发至集成有LoRa无线通讯模块的第一智能采集终端上；集成有LoRa无线通讯模块的第一智能采集终端接收到后台采集主站的采集指令进行需求侧能耗数据采集并上传，依次通过LoRa网关以及LoRaWan云平台转发给后台采集主站接收。

在所述步骤S2中，第二采集子系统接收后台采集主站下发的采集指令，并依次通过移动运营商平台、第三方中转平台以及NBIoT通信基站转发至集成有NBIoT无线通讯模块的第二智能采集终端上；集成有NBIoT无线通讯模块的第二智能采集终端接收到后台采集主站的采集指令进行需求侧能耗数据采集并上传，依次通过NBIoT通信基站、第三方中转平台以及移动运营商平台转发给后台采集主站接收。

当然，后台采集主站可以向第三采集子系统下发采集指令。因此，所述方法进一步包括：

后台采集主站向第三采集子系统下发采集指令；第三采集子系统中集成有3G/4G无线通讯模块的第三智能采集终端直接接收所述后台采集主站下发的采集指令，并根据后台采集主站下发的采集指令采集需求侧能耗数据，且进一步将采集到的需求侧能耗数据上传给后台采集主站。

当然，后台采集主站可以向第四采集子系统下发采集指令。因此，所述方法进一步包括：

后台采集主站向第四采集子系统下发采集指令；第四采集子系统中的集中器接收到后台采集主站下发的采集指令并转发给第四智能采集终端；第四智能采集终端接收到所述后台采集主站的采集指令进行需求侧能耗数据采集并上传给集中器转发至后台采集主站接收。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

在本发明实施例中，由于后台采集主站与基于LoRa窄带物联网的第一采集子系统和/或基于NBIoT窄带物联网的第二采集子系统进行指令和数据的互联互通，且基于LoRa窄带物联网的第一采集子系统和/或基于NBIoT窄带物联网的第二采集子系统不需布线，降低了后期维护工作量，同时还可以实现频繁采集以及能够采集需求侧能耗数据所有参数，从而克服了现有采集方式布线麻烦、后期维护工作量大、采集频率低以及参数采集少等问题。

本领域普通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，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。