一种低压电网电压监测数据分层处理系统及方法
阅读说明：本技术 一种低压电网电压监测数据分层处理系统及方法 (Low-voltage power grid voltage monitoring data layered processing system and method ) 是由 戴航 刘攸坚 王博 李新平 陈春城 宋宇 严杰峰 于 2020-12-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低压电网电压监测数据分层处理系统及方法,所述系统包括：电能表、台区终端、计量主站、电压监测系统,所述电能表的输出端与台区终端的输入端电连接,所述台区终端与计量主站通信连接,所述计量主站与电压监测系统通信连接。本发明利用电能表、台区终端、计量主站、电压监测系统构建了一种低压电网电压监测数据分层处理系统,通过分层的系统结构可以容纳更多的监测点,同时利用台区终端对数据进行边缘处理,避免数据的直接上传,从而减轻了计量主站的流量压力,节省电压监测系统的计算及存储资源。(The invention discloses a system and a method for layered processing of voltage monitoring data of a low-voltage power grid, wherein the system comprises: the electric energy meter comprises an electric energy meter, a transformer area terminal, a metering main station and a voltage monitoring system, wherein the output end of the electric energy meter is electrically connected with the input end of the transformer area terminal, the transformer area terminal is in communication connection with the metering main station, and the metering main station is in communication connection with the voltage monitoring system. The invention constructs a low-voltage power grid voltage monitoring data layered processing system by using the electric energy meter, the platform area terminal, the metering master station and the voltage monitoring system, can contain more monitoring points through a layered system structure, and simultaneously carries out edge processing on data by using the platform area terminal, thereby avoiding direct uploading of the data, reducing the flow pressure of the metering master station and saving the calculation and storage resources of the voltage monitoring system.)
技术领域
本发明涉及低压电网技术领域，更具体地，涉及一种低压电网电压监测数据分层处理系统及方法。
背景技术
随着社会经济的发展，各行各业及居民用电客户对供用电的电能质量要求日益提高，电力监管部门对电力企业的供用电能水平监管也日益严格。全面、准确地监测低压电网的电压质量，及时对电压合格率不满足要求的线路进行治理整改，是当前电力企业供配电部门的重要工作，也是一项重要挑战。
当前不少电力企业仍未构建完善的电压合格率管理系统，无法确保监测点的全覆盖和典型性，无法为掌握低压网电压质量的实际情况提供准确技术数据。普遍的低压电网电压监测技术方案有两种，第一种方案是在每百台配电变压器中选择一台变压器，对该变压器台区的首端和末端选择两个地点进行电压监测仪安装，电压监测仪的监测数据通过无线网络直接送上至电压监测主站系统；第二种方案是在每个配电台区选择20个低压用户电能表，将电能表的电压监测数据通过集中器透传给计量自动化主站，由计量主站再将数据转发给电压监测系统。第一种方案的缺点很明显，就是监测点数量太少，根本无法对每个配电台区的电压质量情况进行掌握和分析；每二种方案对比第一种方案稍有改进，每个配电台区20个点的电压监测数据，能够初步反映该台区的电压质量情况，但是由于一个台区少则一百多则几百数量的用户，要精确掌握电网及用户的电压质量情况，还是需要进行全量的监测。然而，由于第二种方案本质上是借用了低压电能计量抄表网络的通道，进行电压监测数据传输，而一方面由于低压电能计量抄表网络普遍采用电力线载波技术，带宽有限，另一方面在有限带宽内必须优先保证低压电能计量数据的传输，因此当前的网络无法承载全量的电压监测数据；另外，全量电压监测数据如果全部上送至电压监测系统进行计算，将每天消耗极大量的计算和存储资源。
现有技术中，公开号为CN106557991A的中国发明专利于，2017年4月5日公开了一种电压监测数据平台，所述平台包括电压监测系统、大数据平台和关系数据库，所述大数据平台用于采集计量自动化系统、调度自动化系统以及电压检测仪的电压数据并通过相应的接口传输给电压监测系统进行处理；所述关系数据库用于采集电力营销系统、配网生产系统、配网GIS平台以及数据资源系统的电压与其它参数的关系数据并通过相应的接口传输给电压监测系统；所述电压监测系统根据大数据平台以及关系数据库传输的数据对电压进行监测和评价。该方案虽然能够实现对电压的监测，结构复杂，成本高。
发明内容
本发明为克服上述现有技术低压电网电压监测方法无法对每个台区电压质量监测，全量监控需要耗费极大的计算及存储资源的缺陷，提供一种低压电网电压监测数据分层处理系统及方法。
本发明的首要目的是为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
本发明第一方面提供了一种低压电网电压监测数据分层处理系统，包括：电能表、台区终端、计量主站、电压监测系统，所述电能表的输出端与台区终端的输入端电连接，所述台区终端与计量主站通信连接，所述计量主站与电压监测系统通信连接。
进一步地，所述台区终端和计量主站为无线通信连接。
进一步地，所述台区终端连接若干台电能表。
进一步地，所述台区终端包括有：抄读模块、数据边缘处理模块、无线数据传输模块，所述抄读模块用于抄读台区电能表的电压监测数据，所述数据边缘处理模块用于对电压监测数据统计分析并计算台区电压合格率，所述无线数据传输模块用于将电压合格率发送至计量主站。
进一步地，所述电压监测系统包括有：区域处理模块，所述区域处理模块用于对计量主站发送的数据进行分析处理。
本发明第二方面提供了一种低压电网电压监测数据分层处理方法，包括以下步骤：
S1：对目标区域内的台区终端及电压监测系统进行电压监测数据分层处理策略配置；
S2：台区终端获取其所在台区内电能表的电压监测曲线数据，台区终端根据预设的分层处理策略对电能表的电压数据进行边缘统计处理；
S3：台区终端将边缘统计处理结果发送至计量主站；
S4：计量主站对接收到的边缘统计处理结果进行数据帧识别，若不需要入存入计量主站数据库则将边缘统计处理结果直接转发至电压监测系统；
S5：电压监测系统接收台区电压监测数据边缘处理结果，进行目标区域内的数据统计处理，生成目标区域电压合格率统计结果。
进一步地，所述电压监测曲线数据至少包括每小时一个数据点、每天24个数据点。
进一步地，步骤S3所述的边缘统计处理为计算台区的日电压合格率，台区的日电压合格率计算公式为：
其中，α表示台区的日电压合格率，M表示台区内所有电表所有点电压数据处于198V至235.4V之间的点数量之和，n台区内电表户数。
进一步地，步骤S5所述的边缘处理为计算目标区域内平均台区日电压合格率，目标区域内平均台区日电压合格率计算公式为：
其中，β表示目标区域内平均台区日电压合格率，A表示目标区域内所有台区日电压合格率之和，m表示台区数量。
进一步地，所述分成处理策略配置包括：分层处理对象范围配置、分层处理时效范围配置、分层处理算法配置，所述分层处理对象范围配置即通过参数配置确定分层处理的电表范围，包括：全台区电表、具体分支下所有电表、分相序所有电表、其余特征类电表集合；
所述分层处理时效范围配置即分层处理的有效时间段，包括：长期有效、具体日期范围内有效、当次有效；
所述分层处理算法配置包括：台区的日电压合格率计算算法、平均台区日电压合格率计算算法。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明利用电能表、台区终端、计量主站、电压监测系统构建了一种低压电网电压监测数据分层处理系统，通过分层的系统结构可以容纳更多的监测点，同时利用台区终端对数据进行边缘处理，避免数据的直接上传，从而减轻了计量主站的流量压力，节省电压监测系统的计算及存储资源。
附图说明
图1为本发明一种低压电网电压监测数据分层处理系统框图。
图2为本发明一种低压电网电压监测数据分层处理方法流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
如图1所示，本发明第一方面提供了一种低压电网电压监测数据分层处理系统，包括：电能表、台区终端、计量主站、电压监测系统，所述电能表的输出端与台区终端的输入端电连接，所述台区终端与计量主站通信连接，所述计量主站与电压监测系统通信连接。
进一步地，所述台区终端和计量主站为无线通信连接。
进一步地，所述台区终端连接若干台电能表。
进一步地，所述台区终端包括有：抄读模块、数据边缘处理模块、无线数据传输模块，所述抄读模块用于抄读台区电能表的电压监测数据，所述数据边缘处理模块用于对电压监测数据统计分析并计算台区电压合格率，所述无线数据传输模块用于将电压合格率发送至计量主站。
进一步地，所述电压监测系统包括有：区域处理模块，所述区域处理模块用于对计量主站发送的数据进行分析处理。需要说明的是，本申请中对数据边缘处理模块、区域处理模块实施的具体算法不做限制。
基于上述系统本发明第二方面提供了一种低压电网电压监测数据分层处理方法，包括以下步骤：
S1：对目标区域内的台区终端及电压监测系统进行电压监测数据分层处理策略配置；
更具体的，所述分成处理策略配置包括：。
S2：台区终端获取其所在台区内电能表的电压监测曲线数据，台区终端根据预设的分层处理策略对电能表的电压数据进行边缘统计处理，更具体的所述电压监测曲线数据至少包括每小时一个数据点、每天24个数据点。
在一个具体的实施例中电压监测曲线数据可以为每小时4个数据点，则一天共96个数据点。对电能表的电压数据进行边缘统计处理为计算台区的日电压合格率，台区的日电压合格率计算公式为：
其中，α表示台区的日电压合格率，M表示台区内所有电表所有点电压数据处于198V至235.4V之间的点数量之和，n台区内电表户数。
S3：台区终端将边缘统计处理结果发送至计量主站；
S4：计量主站对接收到的边缘统计处理结果进行数据帧识别，若不需要入库则将边缘统计处理结果直接转发至电压监测系统；
S5：电压监测系统接收台区电压监测数据边缘处理结果，进行目标区域内的数据统计处理，生成目标区域电压合格率统计结果，步骤S5所述的边缘处理为计算目标区域内平均台区日电压合格率，目标区域内平均台区日电压合格率计算公式为：
其中，β表示目标区域内平均台区日电压合格率，A表示目标区域内所有台区日电压合格率之和，m表示台区数量。
分层处理对象范围配置、分层处理时效范围配置、分层处理算法配置，所述分层处理对象范围配置即通过参数配置确定分层处理的电表范围，包括：全台区电表、具体分支下所有电表、分相序所有电表、其余特征类电表集合；
所述分层处理时效范围配置即分层处理的有效时间段，包括：长期有效、具体日期范围内有效、当次有效；
所述分层处理算法配置包括：台区的日电压合格率计算算法、平均台区日电压合格率计算算法。
本方案中提及的台区日电压合格率、区域平均台区日电压合格率两个算例只是例子，可以根据实际的需求进行电压监测其他指标的计算，或者不只限于电压监测，其他的应用也可以用到这种分层处理的技术方案，以达到节省网络流量、主站计算及存储能力的目标。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。