基于回路电流监测的区域电量管理系统的制作方法

1.本发明涉及电量管理技术领域，具体涉及基于回路电流监测的区域电量管理系统。


背景技术：

2.增供扩销、降损增效一直是电力工作的重点，而电力运行基础数据的实时、准确、完整和现场采集设备的稳定运行，这些都对用电信息监测系统的相关技术提出了更高的要求。面对我国要建设智能电网的需求，对电力系统设备和回路的在线监测将是实现降损增销的重要举措之一。同时，电子元器件可靠性指标的不断提高也为在线监测方法及措施的应用提供了可能。
3.如何保证电网的运行更加稳定、安全、科学是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明提供基于回路电流监测的区域电量管理系统。
5.基于回路电流监测的区域电量管理系统，包括依次连接的无线电流传感器、数据采集模块及后台主机模块；
6.所述无线电流传感器用于采集三相电流数据并将采集三相电流数据通过无线传输的方式发送给数据采集模块；
7.所述数据采集模块用于对三相电流数据进行预处理并将预处理后的有效三相电流数据发送给后台主机模块；
8.所述后台主机模块用于接收所述有效三相电流数据，调用算法计算线损和线损率，根据计算结果进行对比分析，根据对比分析结果进行数据展示和预警。
9.作为优选地，所述无线电流传感器包括电流传感器模块、rf433通讯模块、无线收发模块、嵌入式主控芯片以及led灯和锂电池，其中，按照第一预设参数表配置所述rf433通讯模块的频段、通信距离、接收功耗和发射功耗。
10.作为优选地，获取三相电流数据时，在规定测量点放置三个无线电流传感器。
11.作为优选地，所述数据采集装置包括rf433通讯模块、gps通讯模块、无线公网通信模块、吸盘天线、太阳能板、后备电源，其中，按照第二预设参数表配置所述数据采集装置的通信方式和通信协议。
12.作为优选地，所述后台主机模块包括：网关接收单元：用于接收数据采集模块发送的有效三相电流数据；算法分析单元:用于调用预设的算法计算线损和线损率，并根据所述线损和线损率进行分析、预警；数据存储单元：用于存储有效三相电路数据、线损、线损率以及对比分析结果；业务展示单元：用于可视化展示变化分析结果、对比分析结果以及综合分析结果。
13.作为优选地，所述算法分析单元包括：预运算单元：用于根据有效三相电流数据进行预运算，获取预处理数据，所述预处理数据包括公用配电变压器的额定容量，全线路的月
电能损耗；线路各分段的均方根电流值；线路各分段的电阻值，线路运行时间；综合分析单元：用于根据预处理数据进行分析、预警，其中，所述分析包括线损分析、线损率分析、负荷分析、异常用电分析，所述预警包括电流超限报警、异常用电报警、功率因数阈值报警、电缆温度阈值报警。
14.作为优选地，所述分析运算单元包括：线损运算单元：用于计算根据单线路状态树模型计算总线损和总线损率；其中，根据局部配电网图构建无向图，根据局部配电网的运行状态，以电源为根节点，构建单线路状态树模型。
15.本发明的有益效果体现在：
16.1)基于无线电流传感器、数据采集模块以及后台主机模块的配合，实现了自动组网并且可基于完备的数据进行专业分析，实时监测线路负荷情况，掌握线路负荷情况，发现负荷异常线路、对线路优化运行提供参考，从而减少安全隐患，降低人员工作强度，提高故障响应时间，保障安全、稳定生产。
17.2)利用系统自动生成的网络拓扑关系，对每个电源所带的负荷及每个负荷的电源实现智能分析，使我们对所带的负荷了如指掌。使电力人员的线路工作，更加清晰明了，使调度指挥更加安全快速，使电网运行更加高效平稳。
18.3)根据实时监测的数据和负荷情况后基于大数据的分析可以预警异常用电情况，协助工作人员对异常用电进行分析和检测。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
20.图1为本发明系统框图；
21.图2为本发明系统的工作示意图；
22.图3为后台主机模块的结构示意图；
23.图4为线损计算单元的工作示意图。
具体实施方式
24.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
25.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
26.参考图1-2，基于回路电流监测的区域电量管理系统，包括依次连接的无线电流传感器、数据采集模块及后台主机模块；
27.所述无线电流传感器用于采集三相电流数据并将采集三相电流数据通过无线传输的方式发送给数据采集模块；
28.所述数据采集模块用于对三相电流数据进行预处理并将预处理后的有效三相电流数据发送给后台主机模块；
29.所述后台主机模块用于接收所述有效三相电流数据，调用算法计算线损和线损率，根据计算结果进行对比分析，根据对比分析结果进行数据展示和预警。
30.需要说明的，所述无线电流传感器包括电流传感器模块、rf433通讯模块、无线收发模块、嵌入式主控芯片以及led灯和锂电池，其中，表1为第二预设参数表，按照第一预设参数表配置所述rf433通讯模块的频段、通信距离、接收功耗和发射功耗；表2为无线电流传感器的数据精度要求表；获取三相电流数据时，在规定测量点放置三个无线电流传感器。
31.表1
[0032][0033]
表2
[0034][0035]
需要说明的，所述数据采集装置包括rf433通讯模块、gps通讯模块、无线公网通信模块、吸盘天线、太阳能板、后备电源，其中，表3为第二预设参数表，按照第二预设参数表配置所述数据采集装置的通信方式和通信协议。
[0036]
表3
[0037][0038][0039]
参考图3，需要说明的，所述后台主机模块包括：网关接收单元：用于接收数据采集模块发送的有效三相电流数据；算法分析单元:用于调用预设的算法计算线损和线损率，并根据所述线损和线损率进行分析、预警；数据存储单元：用于存储有效三相电路数据、线损、线损率以及对比分析结果；业务展示单元：用于可视化展示变化分析结果、对比分析结果以及综合分析结果，所述算法分析单元包括：预运算单元：用于根据有效三相电流数据进行预
运算，获取预处理数据，所述预处理数据包括公用配电变压器的额定容量，全线路的月电能损耗；线路各分段的均方根电流值；线路各分段的电阻值，线路运行时间；综合分析单元：用于根据预处理数据进行分析、预警，其中，所述分析包括线损分析、线损率分析、负荷分析、异常用电分析，所述预警包括电流超限报警、异常用电报警、功率因数阈值报警、电缆温度阈值报警。
[0040]
需要说明的，所述分析运算单元包括：线损运算单元：用于计算根据单线路状态树模型计算总线损和总线损率；
[0041]
具体的，总线损和总线损率的计算过程如下：
[0042]
参考图4，根据局部电网的连通关系构建单线路无向连接图，根据电网的运行状态并且以电源为根节点构建状态数模型。计算时先计算分支的线损之后根据状态数模型进行累加最终求得总体的线损及线损率。
[0043]
(1)线路各分段的均方根电流值
[0044]
式中：i
t-各整点时通过元件的负荷电流，a。
[0045]
(2)按逐点分段计算再累加的方法，求得全线路的月电能损耗为
[0046]
式中：δa-全线路的月电能损耗；i
rms.i-线路各分段的均方根电流值；r
i-线路各分段的电阻值；t-线路运行时间。
[0047]
(3)求得线损率为
[0048]
本发明的主要功能包括：
[0049]
数据采集：电参采集，采用电流互感方式采集电参、整理分析数据、无线方式传输给数据采集装置；数据汇集汇集三相电参、规约解析电参、分析存储有效数据；整理转发，数据采集装置与系统后台建立连接、匹配数据唯一标识、转发存储有效数据到系统后台；接收存储数据网关接收(支持多设备)设备采集数据、生成实时数据，经算法处理分析后生成分析结果存入数据库、
[0050]
算法服务：预运算，公用配电变压器的额定容量，全线路的月电能损耗；线路各分段的均方根电流值；线路各分段的电阻值，线路运行时间；分析、预警，线损分析、线损率分析、负荷分析、异常用电分析、电流超限报警、异常用电报警、功率因数阈值报警、电缆温度阈值报警。
[0051]
业务展现：变化分析，电流、线损、负荷变化分析；对比分析，同时间、同区域、同类型线损对比分析，电流对比分析，负荷对比分析；综合分析，历史数据查询及整体情况分析。
[0052]
综上所述，本发明对回路线路加装实时监测的无线电流传感器和采集装置，实现24小时不间断高密度监测线路三相电流数据，通过后台主机模块分析线路负荷情况，智能筛选异常用电情况，实现自动组网的远程在线智能监测，最终实现区域电量管理的智能化、科学化。
[0053]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽
管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。