一种台区用电管理系统及台区用电管理方法与流程

1.本发明实施例涉及电力系统用电管理技术领域，尤其涉及一种台区用电管理系统及台区用电管理方法。


背景技术：

2.电表箱是集中安装电表、开关、导线等设备的基础设施，方便停送电，起到计量和判断停送电和电表集中管理的作用，保障用电的安全性和方便性。
3.电表箱的安全直接影响到用电安全，用电用户报障时提供的地址模糊，影响用电故障抢修；目前，电表箱锁采用机械锁，机械锁的钥匙容易丢失，通用钥匙管理不规范、非通用钥匙作业时携带钥匙一大串且开箱费时间，同时，一次性钢丝封剪断需要专用工具，维护成本高；另一方面，充电桩数量随电动汽车数量的增多而增多，大量大功率的单相充电桩，很难均衡分配到三相上，容易引起严重的三相负荷不平衡，从而引发用电安全、线损和变损增大等问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种台区用电管理系统及台区用电管理方法，以实现台区线损精细管理，助力台区有序充电，提高三相负荷平衡率和用电质量，提高用电管理水平。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种台区用电管理系统，该台区用电管理系统包括：安装在电表箱上的电子锁体、与所述电子锁体通过磁吸接口连接的电子钥匙、小程序、管理平台、第一485共享器和第二485共享器；所述小程序分别与所述电子钥匙、所述管理平台、所述第一485共享器和所述第二485共享器通信连接，所述管理平台与所述第二485共享器通信连接，所述第一485共享器分别与智能电表和电表箱通信连接，所述智能电表与充电桩电连接。
6.进一步的，所述电子锁体包括内夹板、外夹板、斜口锁舌和电子锁芯；所述电子锁体通过所述内夹板和外夹板夹紧电表箱箱门，所述斜口锁舌安装在所述内夹板上，所述斜口锁舌用于在所述电表箱箱门关闭时自锁。
7.进一步的，所述第一485共享器包括：第1路485输入接口、第2路485输入接口和485输出接口；所述第1路485输入接口通过第1路485总线与所述小程序通信连接，所述第2路485输入接口通过第2路485总线与所述智能电表电连接，所述485输出接口通过从路485总线与所述电表箱电连接。
8.进一步的，所述智能电表通过智能断路器与充电桩电连接；
9.所述小程序通过第一485转换模块与所述第一485共享器通信连接；
10.所述管理平台通过第二485转换模块与所述第二485共享器通信连接。
11.第二方面，本发明实施例还提供了一种台区用电管理方法，应用于本发明第一方面实施例提供的所述的台区用电管理系统，该台区用电管理方法包括：
12.在电子钥匙检测到小程序发送的开锁指令后，获取现场记录集并通过所述电子钥
匙检查开锁权限生成加密开锁指令，并将所述加密开锁指令发送至对应电子锁体，以及将所述现场记录集上传至管理平台；
13.所述电子锁体确定接收到的所述加密开锁指令的合法性并执行对应操作；
14.所述小程序获取台区拓扑关系以及采集用电管理数据，并将所述台区拓扑关系和所述用电管理数据上传至所述管理平台；
15.所述管理平台根据所述现场记录集、所述台区拓扑关系和所述用电管理数据对台区用电表箱、充电以及线损进行管理。
16.进一步的，所述管理平台根据所述现场记录集、所述台区拓扑关系和所述用电管理数据对台区用电表箱进行管理，包括：
17.根据所述现场记录集、所述台区拓扑关系和所述用电管理数据的台区gps数据和表箱gps数据等信息，对电表箱、表计接线、线路定位故障位置。
18.进一步的，所述管理平台根据所述现场记录集、所述台区拓扑关系和所述用电管理数据对对台区充电进行管理，包括：
19.所述管理平台根据第二485共享器解析的充电控制指令，执行与所述充电控制指令对应的充电控制操作，所述充电控制指令包括预约充电指令、立即充电指令和结束充电指令，所述充电控制操作包括初始化充电、充电监控流程以及充电收尾操作。
20.进一步的，在所述管理平台根据所述现场记录集、所述台区拓扑关系和所述用电管理数据对台区用电表箱、充电以及线损进行管理之前，还包括：
21.通过第二485共享器获取分支信息，分支信息包括台变考核表以及至少一个分支考核表，并从所述台变考核表和所述分支考核表中采集用电数据；
22.所述管理平台根据所述现场记录集、所述台区拓扑关系和所述用电管理数据对台区线损进行管理，包括：
23.所述管理平台根据所述台区拓扑关系和所述用电数据确定线损异常台区及分支。
24.本发明实施例的技术方案，提供台区用电管理系统的应用，以电子锁体为主体，结合表箱管理，提高电表箱的管理水平；以电子钥匙、485共享器和智能手机为工具，并与小程序等协同运作，采集有价值基础用电管理数据和用电数据；应用台区、分支、表箱、电表的台区拓扑关系和用电数据，助力线损精细管理、台区有序充电、用电故障抢修等，提高三相负荷平衡率和用电质量，提高用电管理水平。
附图说明
25.图1是本发明实施例一提供的一种台区用电管理系统的结构示意图；
26.图2是本发明实施例提供的485共享器接口连接示意图；
27.图3是本发明实施例二提供的一种台区用电管理方法的流程示意图。
具体实施方式
28.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
29.另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非
全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
30.实施例一
31.图1为本发明实施例一提供的一种台区用电管理系统的结构示意图，本实施例可适用于对台区用电、线损排查、有序充电以及用电故障抢修等进行管理的情况。该台区用电管理系统具体结构包括如下：
32.安装在电表箱170上的电子锁体110、与所述电子锁体110通过磁吸接口连接的电子钥匙120、小程序130、管理平台140、第一485共享器150和第二485共享器160；所述小程序130分别与所述电子钥匙120、所述管理平台140、所述第一485共享器150和所述第二485共享器160通信连接，所述管理平台140与所述第二485共享器160通信连接，所述第一485共享器150分别与智能电表180和电表箱170通信连接，所述智能电表180与充电桩电连接。
33.在本实施例中，将电子锁体110安装在电表箱170上，安装完成后电子锁体110通过磁吸接口与电子钥匙120连接。
34.可以理解的是，电子锁体110和电子钥匙120分别包括一个磁吸接口，电子锁体110和电子钥匙120通过磁吸接口进行连接通信，相吸的磁力使连接操作轻松和连接可靠。
35.电子钥匙120内置可充电电池，可充电电池分别为电子钥匙120和电子锁体110提供电源，节能且简化安装。
36.小程序130是在手机、平板等设备上可由本领域技术人员直接运行的应用。在电子锁体110与电子钥匙120连接后，采用安装人员角色使用小程序130，可以选择管理平台140的虚拟区域，向电子钥匙120同步信息。
37.可以理解的是，只有在管理平台140的虚拟区域中的电子锁体110增加或减少，即管理平台140的虚拟区域发生变化，通过小程序130向电子钥匙120执行同步信息，并完成测试小程序130的开锁功能和电子钥匙120的开锁按钮等功能。
38.在本实施例中，小程序130包括采集模块、表箱管理模块、充电管理模块、线损管理模块等功能模块。利用手机的蓝牙，小程序130与电子钥匙120、第一485共享器150和第二485共享器160等连接通信，节约资源。
39.采集模块优势在于提高数据采集质量和效率，利用手机等设备运行小程序130，对新增电表、移表、拆迁等业务引起的数据变更进行采集完善。具体的，小程序130的采集模块利用手机的扫描功能，扫描、采集电表等编码；采集模块利用手机的gps功能，采集台区和表箱等的高精度gps坐标数据，gps坐标数据误差可控制在5米内，以实现按表箱导航；采集模块还可以进行台区区域、供电相序等数据以选代填，保证数据一致性。
40.在一实施例中，小程序130通过与第一485共享器150通信获得智能电表180以及电表箱170的对用电管理有价值的数据，即用电管理数据，并将用电管理数据上传到管理平台140；小程序130通过与第二485共享器160通信获取分支信息，分支信息包括台变考核表以及至少一个分支考核表；同时，小程序130还可以存储、构建台区拓扑关系，并实现对台区拓扑关系管理、应用。其中，分支信息可以借助台区分支识别仪，从而精准获取。
41.进一步的，通过小程序130可利用表箱管理模块进行电表箱170巡检；利用线损管理模块进行台区线损排查；利用充电管理模块，参与台区有序充电。具体实现方式可在下述台区用电管理方法中详述，在此不再累述。
42.管理平台140部署在服务器，通过互联网与小程序130、第二485共享器160等连接通信。管理平台140获取安装电子锁体110的所属单位、区域编码等信息，把待安装的所有电子锁体110设置在其虚拟区域。
43.管理平台140包括：用电管理数据管理模块、台区拓扑管理模块、权限管理模块、表箱模块、充电管理模块、线损管理模块、现场记录管理模块等管理模块。利用管理平台140可对人员权限、充电和线损的用电数据等进行维护，以及到场记录进行统计考核。
44.在上述实施例的基础上，所述电子锁体110包括内夹板、外夹板、斜口锁舌和电子锁芯；所述电子锁体110通过所述内夹板和外夹板夹紧电表箱170箱门，所述斜口锁舌安装在所述内夹板上，所述斜口锁舌用于在所述电表箱170箱门关闭时自锁。
45.其中，斜口锁舌为自闭式，关门自锁，斜口锁舌安装在内夹板上，可调整上下左右位置和4个斜口方向，使得电子锁体110在电表箱170的可安装性强。电子锁芯设有识别码，可绑定电表箱170。
46.智能电表180是基于现代通信技术、计算机技术、测量技术，对电能信息数据开展采集、分析、管理的先进计量装置，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础，利用智能电表180，可提高基础设施的利用率，简化监测环境。
47.为在不影响计量等系统完成采集任务的前提下，从智能电表180采集对充电管理和线损管理有价值的数据，设计具有侦听功能的485共享器。
48.485共享器是一款解决多个主设备访问同一条485总线上的从设备的最佳辅助工具，通过排队协调访问冲突，保证发生访问冲突时，有优先权的访问可顺利完成，但如果排队时间过长，排队的访问应答可能会超时，造成访问失败。
49.图2是本发明实施例提供的485共享器接口连接示意图，参见图2，在上述实施例的基础上，485共享器包括：第1路485输入接口、第2路485输入接口和485输出接口；第1路485输入接口通过第1路485总线与计量系统等采集装置连接通信，第2路485输入接口通过第2路485总线与智能电表180连接通信，485输出接口通过从路总线与电表箱170连接通信。
50.在本实施例中，第一485共享器150包括：第1路485输入接口、第2路485输入接口和485输出接口；第一485共享器150的第1路485输入接口通过第1路485总线与小程序130通信连接，第一485共享器150的第2路485输入接口通过第2路485总线与智能电表180电连接，第一485共享器150的485输出接口通过从路485总线与所述电表箱170电连接，电表箱170包括台变、分支、充电桩等的计量智能电表180。
51.同样的，第二485共享器160包括：第1路485输入接口、第2路485输入接口和485输出接口；第二485共享器160的第1路485输入接口通过第1路485总线与小程序130通信连接，第二485共享器160的第2路485输入接口通过第2路485总线获取分支信息，第二485共享器160的485输出接口通过从路485总线与管理平台140通信连接。
52.485共享器的工作机制：与第1路485输入接口(下称主接口)连接的设备具有访问优先权，可启用或禁用第2路485输入接口(下称次接口)的访问，下称主路设备；与次接口连
接的设备，下称次路设备，可开启或关闭侦听功能。侦听功能是指从路485总线上有数据帧时，485共享器把数据帧来源通知次路设备，数据帧是指主路设备的请求帧和对应的从设备的应答帧。利用485共享器侦听功能，次路设备可错开时间访问从设备，避免与主路设备发生冲突，解决目前485共享器的排队超时问题。在本实施例中，通过第一485共享器150的次接口与智能电表180通信，可不影响主路设备，采集到智能电表180的用电管理数据，提高智能电表180的利用率，即在不干扰低压集中抄表的前提下，实现从智能电表180采集到管理平台140的充电管理模块或线损管理模块所需的用电数据。
53.继续参见图1，在上述实施例的基础上，所述智能电表180通过智能断路器190与充电桩电连接；
54.所述小程序130通过第一485转换模块151与所述第一485共享器150通信连接；
55.所述管理平台140通过第二485转换模块161与所述第二485共享器160通信连接。
56.其中，第一485转换模块151是市场上现有的设备，作用于小程序130通过蓝牙连接此设备，进而连接第一485共享器150，最终无线连接上智能电表180。
57.第二485转换模块161是市场上现有的设备，作用于管理平台140通过互联网连接，进而连接第二485共享器160，最终无线连接上智能电表180，实现线损精细管理所需安装。
58.在充电桩和智能电表180之间串接智能断路器190，实现有序充电所需安装。
59.实施例二
60.图3为本发明实施例二提供的一种台区用电管理方法的流程示意图，应用于本实施例提供的台区用电管理系统，本实施例可适用于对台区用电、线损排查、有序充电以及用电故障抢修等进行管理的情况。上述实施例所提供的台区用电管理系统可执行本发明任意实施例所提供的台区用电管理方法，具备执行台区用电管理方法相应的功能模块和有益效果。
61.相应的，本实施例的方法具体包括：
62.s310、在电子钥匙检测到小程序发送的开锁指令后，获取现场记录集并通过所述电子钥匙检查开锁权限生成加密开锁指令，并将所述加密开锁指令发送至对应电子锁体，以及将所述现场记录集上传至管理平台。
63.s320、电子锁体确定接收到的所述加密开锁指令的合法性并执行对应操作。
64.电子锁体执行对应操作包括开锁、关锁、向电子钥匙发送识别码等操作。
65.s330、所述小程序获取台区拓扑关系以及采集用电管理数据，并将所述台区拓扑关系和所述用电管理数据上传至所述管理平台。
66.其中，用电管理数据包括：区域、台区、分支、表箱、电表等台区编码信息、台区gps数据、表箱gps数据及表箱容量等表箱gps信息，以及电表的供电相序、安装位置等电表信息。台区拓扑关系是指台区、分支、表箱、电表的拓扑关系。
67.台区、分支、表箱、电表的拓扑关系，下称台区拓扑关系，是线损精细管理的关键。台区私家充电桩的数量，伴随电动汽车的普及而不断增多，大部分为7kw大功率的单相充电桩，无序充电容易引发台区三相负载失衡，而平衡充电桩的供电相序，有助于实现有序充电，保障台区三相负载平衡。台区拓扑关系变更、用电服务、线损排查等都是现场作业，台区和表箱的gps坐标数据，利于导航到达现场，提高现场作业效率，其中，台区拓扑关系变更，包括：换表、拆表、增表、拆箱、装箱等引发台区拓扑关系的变化。
68.表箱容量有助台区拓扑关系变更的实施，电表在表箱内的安装位置，利于表箱巡检等，台区拓扑关系前面增设区域和单位2级管辖，单位用于多个单位可以共享同1管理平台，区域是指街道或片区或小区等地理区域，利于人员按区域实施台区用电管理。
69.s340、所述管理平台根据所述现场记录集、所述台区拓扑关系和所述用电管理数据对台区用电表箱、充电以及线损进行管理。
70.其中，台区用电管理中用电表箱的表箱管理是管理平台利用台区拓扑关系和用电管理数据中的台区gps数据和表箱gps数据等信息，利于按区域或台区进行开锁授权和下载巡检资料，对电表箱、表计接线、线路等安全隐患和窃电进行排查处理，可快速定位故障位置和表箱导航，提高巡检质量和抢修效率，并结合用电管理数据中的表箱容量，为新增装表、移表、拆迁表箱等作业提供帮助，进一步提高电表箱的管理水平。
71.如果单相充电桩的供电相序没有平衡规划，在大量的充电桩充电的情况下，存在台区三相负载不平衡的隐患。三相负荷平衡是安全供电的基础，三相负荷不平衡，轻则降低线路和配电变压器的供电效率，重则增加线损和变损，甚至引发安全事故。
72.充电管理是管理平台利用台区拓扑关系和第二485共享器获取的分支信息，从分支信息的分支考核表采集三相的最大需量等数据，通过有序充电管理策略、充电控制软件和智能断路器等，助力台区有序充电，提高三相负荷平衡率和用电质量。
73.具体的，规划分支线路和供电相序，确保新装的单相充电桩，满足线路的三相负载平衡分布，规划充电桩安装位置，实现相邻车位可分时复用充电设施。
74.进一步的，台区用电管理中的充电管理包括：查询充电记录、获取充电建议、预约充电、立即充电、结束充电。
75.充电记录包括：充电账号、充电量、开始时间、结束时间等信息，是账号的充电行为记录，为共享充电设施提供技术支撑，提高充电设施的使用率。
76.充电建议是指在满足三相负荷平衡的前提下，运用峰谷电价安排充电时间，实现削峰填谷、经济、安全充电的建议。
77.预约充电包括：充电开始时间和结束时间，立即充电可改变充电开始时间，结束充电可取消预约充电。
78.第二485共享器解析次路设备的充电控制指令和管控充电。具体为：管理平台当接收到预约充电指令，上传充电记录，记录充电账号、开始时间t1、结束时间t2等信息。
79.管理平台接收到立即充电指令，执行初始化充电。初始化充电是禁用预约充电、设置t1＝当前时间、初始化充电读取智能电表电量c1、接通智能断路器、执行充电监控流程。
80.管理平台当接收到结束充电指令，执行充电收尾操作。其中，充电收尾操作是断开智能断路器、设置t2＝当前时间、充电收尾操作读取智能电表电量c2、退出充电监控流程、计算充电量c＝充电收尾操作读取智能电表电量c2-初始化充电读取智能电表电量c1、锁定充电记录、启用充电预约。其中，充电监控流程是如果当前时间不小于结束时间t2，执行充电收尾操作。
81.进一步，当管理平台读取智能电表实时功率p，如果智能电表实时功率p小于设置值，即是充满，执行充电收尾操作；否则，按预定频率执行充电监控流程，充满自动断电，进一步提高安全充电管理水平。
82.台区线损主要原因是变压器、户表之间的关系错误，线损排查效率低，抄表数据质
量的影响，窃电影响，以及轻载/重载和三相不平衡的影响等。
83.台区用电管理中的线损管理是管理平台利用台区拓扑关系、第二485共享器、考核表即智能电表，实现台区线损精细管理，提高线损排查效率，提高用电管理水平。
84.具体为：管理平台利用第二485共享器从分支信息的分支考核表以及台变考核表采集用电数据，通过对用电数据的环比和同比分析，发现线损异常台区及分支。
85.用电数据包括：月冻结电量、三相最大需量及其发生时间，三相电流不平衡、三相过载、三相电压不合格等的累计时间和次数。
86.进一步的，管理平台对线损异常分支，从分支末端向首端进行分箱排查。分箱排查措施为：利用第二485共享器和移动表计，读取表箱总供电的三相功率，利用台区拓扑关系和第二485共享器，读取表箱管辖的电表的实时功率和月冻结量，按供电相序对所述实时功率进行汇总，与三相功率比较，结合对月冻结量分析，可快速排查分箱线损异常点。
87.与现有技术相比，本发明加密开锁指令应用于电子锁体和电子钥匙，提高锁具安全管理，并与小程序等协同运作，采集用电管理数据，实现台区拓扑关系等管理，利用台区拓扑关系，配合权限管理实施表箱管理，提高电表箱的管理水平；利用台区gps数据，提高故障抢修效率。创新设计具有侦听功能的485共享器，采集智能电表的用电数据，利用所述台区拓扑关系和用电数据，助力线损精细管理、台区有序充电、用电故障抢修等，实现台区线损精细管理，助力台区有序充电，提高三相负荷平衡率和用电质量，提高用电管理水平。
88.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。