一种电能计量箱自适应电能分配方法及系统与流程

本发明涉及电能计量与配电控制，尤其涉及一种电能计量箱自适应电能分配方法及系统。

背景技术：

1、多表位电能计量箱通常设置一路总进线计量通道以及多个出线计量通道，各计量通道通过对应计量模块记录电能数据，控制器基于总进线计量结果及各出线计量结果进行目标时段电量核算；随着双向电能计量、精细化用能管理以及多对象电量归属需求的提高，各计量模块通常分别记录正向累计电能和反向累计电能，并通过同步锁存或者冻结方式获得不同时刻对应的累计电能记录。

2、然而，控制器发出同步请求的时刻与计量模块实际完成冻结的时刻通常存在时间差，该时间差可能来源于通信传播、报文排队、请求检测以及计数边沿等待等过程；若直接将控制器发送同步请求的时刻或者控制器接收到冻结记录的时刻作为真实冻结时刻，则目标边界对应的累计电能容易产生归属偏差，进而影响目标时段电量计算的可靠性。

3、现有技术还可以采用插值、线性外推或者中心值估计等方式估计目标边界对应的累计电能，但上述方式通常难以给出能够确定覆盖真实值的保守边界；特别是在冻结记录的实际冻结时间范围跨越目标边界时，如果仍将该冻结记录作为目标边界一侧的确定性记录使用，可能导致累计电能区间被错误缩窄。

4、另外，总进线与已计量出线之间还可能存在未独立计量出线、辅助回路、导体损耗以及计量边界内储能变化；若直接将上述项目置零，或者将总进线与各已计量出线之间的差额直接分配至已计量出线，则所得电能归属结果可能无法满足计量边界内真实的电能守恒关系。

5、此外，已有计量配置调整过程通常依据已经获得的历史读数、统计结果或者单次运行结果调整同步周期及冻结策略，缺少能够在候选计量配置实际下发前确定的统一保证性预算，也缺少候选计量配置实际生效后利用真实冻结记录再次验证该预算的处理过程，导致配置优化结果与实际计量区间质量之间缺少一致的评价尺度。

6、因此，需要一种能够基于冻结记录真实冻结时刻的可信区间进行累计电能夹逼，并进一步结合完整电能守恒关系、候选计量配置预算以及实际运行数据验证，实现电能归属与计量配置自适应选择相统一的电能计量箱自适应电能分配方法及系统。

技术实现思路

1、为了解决真实冻结时刻与通信时刻之间存在偏差、目标边界累计电能缺少可靠保证边界、多个电量对象之间难以形成完整物理守恒约束，以及计量配置缺少事前保证性预算和事后实际验证的问题，本发明提供一种电能计量箱自适应电能分配方法及系统。

2、第一方面，本发明提供一种电能计量箱自适应电能分配方法，采用如下的技术方案：

3、一种电能计量箱自适应电能分配方法，包括：获取总进线计量通道和多个出线计量通道的冻结记录、读数误差界及时间基准信息；根据所述时间基准信息确定各个所述冻结记录的真实冻结时刻区间，针对目标时段各边界，选取真实冻结时刻区间分别位于对应边界前后的前置记录和后置记录，并结合所述前置记录和所述后置记录的方向累计电能、读数误差界及方向累计电能随时间单调不减的关系得到各个所述计量通道的净电量区间；根据总进线、各个出线、辅助回路、导体损耗及储能变化的电能守恒关系约束各个所述净电量区间，得到各个所述计量通道的电能归属区间；获取当前计量配置和候选计量配置对应的保证参数，在所述电能守恒关系中的各项均具有有限有效区间且不存在守恒冲突时，根据所述保证参数确定当前净量预算和候选净量预算，并根据预算比较结果确定目标计量配置；将所述目标计量配置下发至对应计量模块，所述目标计量配置实际生效后根据新的冻结记录重新验证所述目标计量配置，实现电能计量箱的自适应电能分配。

4、优选地，所述冻结记录和所述时间基准信息的获取包括：控制所述计量模块在满足资格的计数边沿锁存正向累计电能、反向累计电能、硬件计数值、连续性代次、状态信息及配置代次，得到所述冻结记录；响应于同步请求或有效硬件时间戳锚定事件，获取参考时刻、锚点硬件计数值、连续性代次、同步误差保证及配置代次，得到作为所述时间基准信息的锚点记录；根据所述连续性代次、所述配置代次及所述硬件计数值，将所述冻结记录与同一连续冻结链中的所述锚点记录建立唯一计数关系。

5、优选地，所述真实冻结时刻区间的确定包括：获取计数周期保证；根据所述锚点记录的锚点硬件计数值与所述冻结记录的硬件计数值确定硬件计数差；根据所述锚点记录的参考时刻、所述硬件计数差、所述计数周期保证及所述同步误差保证，确定所述冻结记录真实冻结时刻的下界和上界，得到所述真实冻结时刻区间。

6、优选地，所述净电量区间的确定包括：根据所述前置记录和所述后置记录的方向累计电能及读数误差界，结合所述方向累计电能随时间单调不减的关系，得到所述目标时段的各边界对应的方向累计量区间；在所述目标时段起点和所述目标时段终点的所述方向累计量区间与所述方向累计电能随时间单调不减的关系相容时，根据所述方向累计量区间得到正向方向电量区间和反向方向电量区间；根据所述正向方向电量区间和所述反向方向电量区间得到所述净电量区间。

7、优选地，所述约束各个所述净电量区间包括：将总进线净电量、各个出线净电量、辅助回路净消耗电量、导体损耗电量及储能变化等效电量确定为守恒项；在各个所述守恒项均具有有限有效区间时，根据所述电能守恒关系及其他各个所述守恒项的当前区间，对各个所述守恒项的当前区间逐项执行交集收紧并重复传播，得到所述电能归属区间；任一所述守恒项不能取得有限有效区间时，暂停所述交集收紧并保留已有的所述净电量区间，且不将对应的所述守恒项置零或将对应差额分配至其他出线；任一所述守恒项经交集收紧后的区间为空时，确定发生所述守恒冲突并暂停候选计量配置比较。

8、优选地，所述当前净量预算和所述候选净量预算的确定包括：所述保证参数包括同步周期、允许的最大连续同步槽位丢失次数、同步误差保证、认证读数误差上界及方向功率保证上界；针对所述当前计量配置和每个所述候选计量配置，根据所述同步周期、所述允许的最大连续同步槽位丢失次数及所述同步误差保证确定对应的认证记录跨度；根据所述认证记录跨度、所述认证读数误差上界及所述方向功率保证上界确定所述目标时段的各边界对应的单边界保证预算，并根据同一计量配置对应的各个所述单边界保证预算确定对应的净量预算。

9、优选地，所述根据预算比较结果确定目标计量配置包括：从所述候选净量预算小于所述当前净量预算，且满足设备执行条件、保证资料有效条件及共享资源准入条件的候选计量配置中确定所述目标计量配置；存在多个满足条件的所述候选计量配置时，根据各个所述候选计量配置相对于所述当前计量配置的预算改善程度确定所述目标计量配置；将所述目标计量配置下发至所述计量模块，并根据所述计量模块返回的实际配置代次回执确认所述目标计量配置实际生效。

10、优选地，所述重新验证所述目标计量配置包括：在所述目标计量配置对应的配置代次下重新建立连续冻结链，根据实际生效后的冻结记录重新确定所述电能归属区间；检查实际冻结记录对应的读数误差界是否受所述认证读数误差上界覆盖、所述前置记录与所述后置记录之间的最大可能真实跨度是否受所述认证记录跨度覆盖、所述方向功率保证上界在所述前置记录与所述后置记录之间的最大可能真实时间范围内是否持续有效；在所述电能归属区间的宽度不大于所述候选净量预算且各项检查均满足时，确定所述目标计量配置有效；验证未通过且所述当前计量配置能够恢复时，重新下发所述当前计量配置并验证。

11、优选地，还包括：响应于所述计数周期保证失效、所述同步误差保证失效、无法同时获得所述前置记录和所述后置记录、所述硬件计数差无法唯一恢复、所述连续性代次、所述配置代次或所述锚点记录与所述冻结记录的关系不明确，确定对应目标边界或目标时段不可重构，保留原始记录及已有有效结果并暂停所述候选计量配置比较；将不能满足保证性时间条件的冻结记录确定为粗冻结记录，所述粗冻结记录不作为所述前置记录或所述后置记录，且不参与所述电能守恒关系的约束和所述候选计量配置比较；异常条件消除后，重新确定所述真实冻结时刻区间，并在所述电能守恒关系中的各项均具有有限有效区间且不存在所述守恒冲突时，恢复所述候选计量配置比较。

12、第二方面，本发明提供一种电能计量箱自适应电能分配系统，采用如下的技术方案：

13、一种电能计量箱自适应电能分配系统，包括控制器和多个计量模块；多个所述计量模块分别对应总进线计量通道和多个出线计量通道，各个所述计量模块具有正向和反向分立且单调不减的累计电能寄存器、本地硬件计数器、同步锁存接口、连续性代次标志及配置代次回执接口；所述控制器用于获取冻结记录、读数误差界及时间基准信息，根据所述时间基准信息确定所述冻结记录的真实冻结时刻区间，针对目标时段各边界选取真实冻结时刻区间分别位于对应边界前后的前置记录和后置记录，根据所述前置记录和所述后置记录的方向累计电能、读数误差界及方向累计电能随时间单调不减的关系得到各个所述计量通道的净电量区间；根据总进线、各个出线、辅助回路、导体损耗及储能变化的电能守恒关系约束各个所述净电量区间，得到电能归属区间；根据当前计量配置和候选计量配置的保证参数确定当前净量预算和候选净量预算，并根据预算比较结果确定目标计量配置；下发所述目标计量配置，并在实际生效后根据新的冻结记录验证所述目标计量配置。

14、本发明与现有技术相比，至少具有以下技术效果：

15、（1）本发明通过时间基准信息确定冻结记录的真实冻结时刻区间，并利用真实冻结时刻区间分别位于目标边界前后的前置记录和后置记录形成目标边界夹逼，避免直接将通信时刻等同于真实冻结时刻，从而提高目标时段电能归属的可靠性。

16、（2）本发明通过方向累计电能随时间单调不减的关系以及冻结记录的读数误差界形成目标边界的保证性累计量范围，并进一步得到目标时段净电量区间，使净电量计算结果保持与实际冻结时刻不确定性相匹配的区间边界。

17、（3）本发明通过将总进线、各出线、辅助回路、导体损耗及储能变化纳入统一电能守恒关系，对各计量通道的净电量区间进行约束，使各计量对象的电能归属结果满足计量边界内的整体物理关系。

18、（4）本发明通过当前计量配置和候选计量配置对应的保证参数预先形成当前净量预算和候选净量预算，并在目标计量配置实际生效以后根据新的冻结记录重新验证目标计量配置，使配置选择与实际运行后的计量区间质量形成统一的闭环评价关系。