基于电力系统的用电监测反馈系统和节能方法与流程

1.本发明属于电力监测技术领域，更具体地说，是涉及一种基于电力系统的用电监测反馈系统和节能方法。


背景技术：

2.无论是生活还是工作办公，都离不开电力系统；电力系统的主体结构有电源，变电所，输电、配电线路和负荷中心。电力系统的信息与控制系统由各种检测设备、通信设备、安全保护装置、自动控制装置以及监控自动化、调度自动化系统组成。并且，各级用户端的电力系统上通常设置有用电量检测装置，用于记录用户端各个时段的日常电压、电流状态和用电量，以便用户根据自身用电情况进行缴费结算。。
3.实际生产生活中，用户外出旅游、异地隔离或离开工作岗位时，时常有忘记断电的现象发生，工厂、家庭中电器设备运转异常或者耗电情况异常，都会导致各级用户端的耗电量大大超出平时的使用情况，造成电能浪费；因此，用电量异常情况问题亟待解决。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于电力系统的用电监测反馈系统和节能方法，旨在解决现有技术中因用电量异常导致电能浪费的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.第一方面，提供一种基于电力系统的用电监测反馈系统，应用于电力系统的在线监测设备，所述在线监测设备设有监测端和用于远程监控的控制端；包括：
7.信息采集模块，设于所述监测端；所述信息采集模块包括实时采集模块和节点采集模块，所述实时采集模块用于获取所述监测端的实时运行参数，所述节点采集模块用于获取与所述实时运行参数相对应的理论运行参数；
8.标准模块，设于所述控制端，与所述节点采集模块通过网络实现信号连接，用于通过所述理论运行参数获取常态化标准值；以及
9.控制模块,设于所述控制端，与所述标准模块通信连接；且与所述实时采集模块通过所述网络实现信号连接；所述控制模块包括用于根据所述实时运行参数和所述常态化标准值的数量关系显示不同的指示状态的预警单元。
10.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述信息采集模块设置有多级，用于分别设置在工业区、生活区和办公区。
11.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述实时采集模块包括：
12.第一检测单元，设于所述监测端的供电系统上，用于检测所述实时运行参数；
13.位置单元，设于所述第一检测单元上，且与所述供电系统电连接，用于确定位置信号；以及
14.第一信号输送单元，与所述第一检测单元和所述位置单元之间通信连接，用于获取所述实时运行参数和所述位置信号；所述第一信号输送单元与所述控制模块之间通过网
络实现信号连接。
15.一些实施例中，所述第一检测单元包括至少一个电流传感器、电压传感器、温度传感器和电量传感器。
16.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述节点采集模块包括：
17.第二检测单元，设于所述监测端的用电量检测装置上，用于检测所述监测端的供电系统各时段的用电参数，并获取各时段的所述理论运行参数；
18.第二信号输送单元，输入端与所述第二检测单元之间通信连接，输出端与所述标准模块数据连接。
19.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述标准模块包括：
20.第一通信接收单元，输入端与所述节点采集模块信号连接；
21.数据转换单元，设于所述第一通信接收单元的输出端，且与所述第一通信接收单元通信连接，用于根据各时段的所述理论运行参数定义所述常态化标准值。
22.一些实施例中，所述常态化标准值包括数值逐渐增大的下限预警值、下限安全值、预期值、上限安全值和上限预警值，所述预期值等于所述理论运行参数的值；
23.其中，所述实时运行参数处于下限安全值和所述上限安全值之间时，所述预警单元处于第一指示状态；所述实时运行参数处于所述上限安全值和所述上限预警值之间，或者所述下限预警值和所述下限安全值之间时，所述预警单元处于第二指示状态；所述实时运行参数低于所述下限预警值或高于所述上限预警值时，所述预警单元处于第三指示状态。
24.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述控制模块还包括：
25.第二通信接收单元，输入端与所述实时采集模块和所述标准模块信号连接；
26.存储单元，设于所述第二通信接收单元的输出端；
27.处理单元，输入端与所述存储单元通信连接，输出端与所述预警单元通信连接；
28.其中，所述存储单元内部存储有适于在所述处理单元上运行的程序，所述处理单元通过运行所述程序使所述预警单元显示不同的指示状态。
29.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，通过设置实时采集模块和节点采集模块用于分别获取监测端电力系统的实时运行参数和理论运行参数，并通过标准模块定义常态化标准值，并通过控制模块接收并处理实时运行参数和常态化标准值，以便确实定实时运行参数是否处于常态化标准值的定义范围内；通过预警单元的指示状态获取监测端的耗电状态，确定监测端是否处于耗电异常情况，以便及时通过联系监测端用户或当地电力系统管理中心及时了解耗电情况并解决耗电问题。
30.第二方面，本发明还提供一种节能方法，利用上述基于电力系统的用电监测反馈系统，包括以下步骤：
31.s1.通过所述实时采集模块获取所述监测端的供电系统的所述实时运行参数；其中，所述实时运行参数包括实时电流、电压、温度和用电量中的一种或多种数据源；
32.s2.通过所述节点采集模块获取各时段的所述理论运行参数；其中所述理论运行参数包括与所述实时运行参数相对应的电流、电压、温度和用电量中的一种或多种数据；所述理论运行参数还包括所述监测端的理论浮动范围值和因对应所述监测端所处的用电区域的不同而引起的数据差异值；
33.s3.通过所述标准模块接收各时段的所述理论运行参数，并根据各时段的所述理论运行参数定义对应的所述常态化标准值；
34.s4.所述控制模块分别接收所述常态化标准值和所述实时运行参数，并通过所述控制模块根据所述实时运行参数和所述常态化标准值的数量关系的不同，控制所述预警单元显示不同的所述指示状态；
35.s5.根据不同的所述指示状态，确定所述监测端的耗电异常情况，并反馈给当地供电系统以便查实问题并确定是否做断电处理。
36.一些实施例中，所述步骤s1中，还通过所述实时采集模块获取相应所述监测端的位置信号；所述实时运行参数低于所述常态化标准值的下限预警值或高于所述常态化标准值的上限预警值时，所述预警单元变换所述指示状态，所述控制模块锁定所述位置信号，并将所述位置信号发送至相应供电系统的预存移动终端。
37.本技术实施例所提供的节能方法，由于利用了上述基于电力系统的用电监测反馈系统，因而具有上述基于电力系统的用电监测反馈系统的所有有益效果，能够及时发现耗电异常情况，以便实现节能的目的。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本发明实施例提供的基于电力系统的用电监测反馈系统的结构示意图；
40.图2为本发明实施例提供的实时采集模块的结构示意图；
41.图3为本发明实施例提供的第二检测单元的结构示意图；
42.图4为本发明实施例提供的标准模块的结构示意图；
43.图5为本发明实施例所采用的光源支座的立体结构示意图。
44.图中：1、信息采集模块；11、实时采集模块；111、第一检测单元；112、位置单元；113、第一信号输送单元；12、节点采集模块；121、第二检测单元；122、第二信号输送单元；2、标准模块；21、第一通信接收单元；22、数据转换单元；3、控制模块；31、第二通信接收单元；32、存储单元；33、处理单元；34、预警单元；4、实时运行参数；41、实时值；5、位置信号；6、理论运行参数；61、理论值；62、理论浮动范围值；63、差异值；7、常态化标准值；71、上限预警值；72、上限安全值；73、预期值；74、下限安全值；75、下限预警值。
具体实施方式
45.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
46.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
47.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
48.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
49.请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的基于电力系统的用电监测反馈系统和节能方法进行说明。所述基于电力系统的用电监测反馈系统应用于电力系统的在线监测设备，在线监测设备设有监测端和用于远程监控的控制端；基于电力系统的用电监测反馈系统包括信息采集模块1、标准模块2和控制模块3；信息采集模块1设于监测端；信息采集模块1包括实时采集模块11和节点采集模块12，实时采集模块11用于获取监测端的实时运行参数4，节点采集模块12用于获取与实时运行参数4相对应的理论运行参数6；标准模块2设于控制端，与节点采集模块12通过网络实现信号连接，用于通过理论运行参数6获取常态化标准值7；控制模块3设于控制端，与标准模块2通信连接；且与实时采集模块11通过网络实现信号连接；控制模块3包括用于根据实时运行参数4和常态化标准值7的数量关系显示不同的指示状态的预警单元34。
50.需要说明的是，本技术所提到的用电监测反馈系统属于现有技术，常用于监测电力系统的电力设备的运行参数；但是监测端用户的数据会随着时间和季节的变化而不断改变，仅通过采集实时运行参数4只能在电流或电压突然发生急剧性变化，或异常状况明显的情况下检测出来，而对于日积月累情况下出现的总体耗电量异常情况无法及时反馈。本技术中设置有节点采集模块12，用于获取监测端各个时段的理论运行参数6，即在与被测时段最为接近的时间段内，该理论运行参数6可以是实时采集模块11检测当天的前一天记录的用电量、电压或电流情况，也可以是实时采集模块11检测当天的前一年记录的用电量、电压或电流情况，通过对比该理论运行参数6和实时运行参数4，以便获得更加准确的实际耗电量变化情况。
51.具体的，上述预警单元34可以是包括多种指示灯及电路元件的的预警电路；还可以是声光报警装置。
52.另外，本技术中控制模块3与标准模块2通信连接，用于使控制模块3获得常态化标准值7；且控制模块3与实时采集模块11通过网络实现信号连接，用于使控制模块3获取实时运行参数4。具体的，本技术中采用的网络可以是internet网络或gprs网络，能够实现远程数据传输。本技术中采用的通信连接属于现有技术，具体的可以是线路的电连接，还可以是光缆的信号连接，可根据实际需要进行选取。
53.本发明提供的基于电力系统的用电监测反馈系统，与现有技术相比，通过设置实时采集模块11和节点采集模块12用于分别获取监测端电力系统的实时运行参数4和理论运行参数6，通过标准模块2定义常态化标准值7，并通过控制模块3接收并处理实时运行参数4和常态化标准值7，以便确实定实时运行参数4是否处于常态化标准值7的定义范围内；通过预警单元34的指示状态获取监测端的耗电状态，确定监测端是否处于耗电异常情况，以便
及时通过联系监测端用户或当地电力系统管理中心及时了解耗电情况，并解决耗电问题。
54.请参阅图1，在一种可能的实现方式中，信息采集模块1设置有多级，用于分别设置在工业区、生活区和办公区。针对不同区域的日常用电量、用电时段和各用电参数的不同，本技术中设置的信息采集模块1也对应设置有多级，以便获取准确的实时运行参数4和理论运行参数6。
55.请参阅图1及图2，在一种可能的实现方式中，实时采集模块11包括第一检测单元111、位置单元112和第一信号输送单元113；第一检测单元111设于监测端的供电系统上，用于检测实时运行参数4；位置单元112设于第一检测单元111上，且与供电系统电连接，用于确定位置信号5；第一信号输送单元113与第一检测单元111和位置单元112之间通信连接，用于获取实时运行参数4和位置信号5；第一信号输送单元113与控制模块3之间通过网络实现信号连接。
56.具体的，该实时运行参数4包括电流值、电压值、温度以及用电量累计值的实时值41中的一种或多种。位置单元112可以是定位装置，能够将所在监测端的位置信号5传递给第一信号输送单元113。第一信号输送单元113具体的可以是zigbee模块，还可以是其他结构的无线输送模块，能够将实时运行参数4和位置信号5发送至控制模块3。
57.请参阅图1，示例性的，第一检测单元111包括至少一个电流传感器、电压传感器、温度传感器和电量传感器，以方便检测监测端的电流、电压、温度和电量的实时值41；该电流传感器、电压传感器、温度传感器和电量传感器的结构和工作原理均属于现有技术，在此不再赘述。
58.请参阅图1及图3，在一种可能的实现方式中，节点采集模块12包括第二检测单元121和第二信号输送单元122；第二检测单元121设于监测端的用电量检测装置上，用于检测监测端的供电系统各时段的用电参数，并获取各时段的理论运行参数6；第二信号输送单元122的输入端与第二检测单元121之间通信连接，输出端与标准模块2数据连接。
59.具体的，第二检测单元121设置在监测端的用电量检测装置上，该用电量检测装置的结构和具体工作原理属于现有技术，能够准确获知监测端的供电系统各时段的用电量，并根据用电量与电压电流和时间之间的转换公式获取该时段的电压和电流值，以便根据预先划分的时段和时长获取各时段的理论运行参数6，第二检测单元121从该用电量检测装置获取理论运行参数6；第二信号输送单元122能够将输入端获取的理论运行参数6通过无线网络发送至标准模块2。
60.请参阅图1及图3，在一种可能的实现方式中，标准模块2包括第一通信接收单元21和数据转换单元22；第一通信接收单元21的输入端与节点采集模块12信号连接；数据转换单元22设于第一通信接收单元21的输出端，且与第一通信接收单元21通信连接，用于根据各时段的理论运行参数6定义常态化标准值7。
61.需要理解的是，信息采集模块1根据用电区域对应设置有多级，因而，各区域的理论浮动范围值62不能设置为相同的值，需要根据区域用电情况的不同确定差异值63，并根据该差异值63、理论浮动范围值62和理论运行参数6定义常态化标准值7。
62.具体的，第一通信接收单元21可以是zigbee信号接收模块，还可以是其他结构的无线接收模块，能够接收各时段的理论运行参数6。
63.请参阅图4及图5，一些实施例中，常态化标准值7包括数值逐渐增大的下限预警值
75、下限安全值74、预期值73、上限安全值72和上限预警值71，预期值73等于理论运行参数6的值；其中，实时运行参数4处于下限安全值74和上限安全值72之间时，预警单元34处于第一指示状态；实时运行参数4处于上限安全值72和上限预警值71之间，或者下限预警值75和下限安全值74之间时，预警单元34处于第二指示状态；实时运行参数4低于下限预警值75或高于上限预警值71时，预警单元34处于第三指示状态。
64.当预警单元34处于第一指示状态时，说明监测端的用电情况正常；当预警单元34处于第二指示状态时，说明监测端的用电情况与正常值有所差异，但是具体差异值63不大，属于可控范围内，可持续关注该监测端的用电情况；当预警单元34处于第三指示状态时，说明监测端的用电情况异常，需要及时检查监测端的问题并通知相关电力工作人员和用户解决处理。
65.请参阅图1，在一种可能的实现方式中，控制模块3还包括第二通信接收单元31、存储单元32和处理单元33；第二通信接收单元31的输入端与实时采集模块11和标准模块2信号连接；存储单元32设于第二通信接收单元31的输出端；处理单元33的输入端与存储单元32通信连接，输出端与预警单元34通信连接；其中，存储单元32内部存储有适于在处理单元33上运行的程序，处理单元33通过运行该程序使预警单元34显示不同的指示状态。
66.具体的，该第二通信接收单元31可以是zigbee信号接收模块，还可以是其他结构的无线接收模块，能够接收各时段的常态化标准值7和实时运行参数4。存储单元32可以是现有技术中的存储器，处理单元33可以是能够运行存储单元32中的预设程序的处理器，预警单元34可以根据该处理器的运行结果显示不同的指示状态。
67.本发明还提供一种节能方法，利用上述基于电力系统的用电监测反馈系统，包括以下步骤：
68.s1.通过实时采集模块11获取监测端的供电系统的实时运行参数4，其中，实时运行参数4包括实时电流、电压、温度和用电量中的一种或多种数据源；
69.s2.通过节点采集模块12获取各时段的理论运行参数6；其中理论运行参数6包括与实时运行参数4相对应的电流、电压、温度和用电量中的一种或多种数据；理论运行参数6还包括监测端的理论浮动范围值62和因对应监测端所处的用电区域的不同而引起的数据差异值63；
70.s3.通过标准模块2接收各时段的理论运行参数6，并根据各时段的理论运行参数6定义对应的常态化标准值7；
71.s4.控制模块3分别接收常态化标准值7和实时运行参数4，并通过控制模块3根据实时运行参数4和常态化标准值7的数量关系的不同，控制预警单元34显示不同的指示状态；
72.s5.根据不同的指示状态，确定监测端的耗电异常情况，并反馈给当地供电系统以便查实问题并确定是否做断电处理。
73.一些实施例中，步骤s1中，还通过实时采集模块11获取相应监测端的位置信号5；实时运行参数4低于常态化标准值7的下限预警值75或高于常态化标准值7的上限预警值71时，预警单元34变换指示状态，控制模块3锁定位置信号5，并将位置信号5发送至相应供电系统的预存移动终端。
74.需要说明的是，各监测端的设置点均设置有上述位置单元112，能够传递位置信号
5，且各对应的监测端均在控制端预留有用户或电力管理人员的信息，以便将位置信号5发送至相应供电系统的预存移动终端。
75.本技术实施例所提供的节能方法，由于利用了上述基于电力系统的用电监测反馈系统，因而具有上述基于电力系统的用电监测反馈系统的所有有益效果，能够及时发现耗电异常情况，以便实现节能的目的。
76.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。