一种增强载波通讯效率的电能表及集中器的制作方法

本发明属于电能管理，具体涉及一种增强载波通讯效率的电能表及集中器。

背景技术：

1、随着智能电网技术的发展，电能管理系统在能源分配和使用效率方面扮演着越来越重要的角色。载波通信作为一种通过电力线进行数据传输的技术，在智能电表读数、家庭和工业自动化等多种应用中得到了广泛使用。然而，现有的电能管理系统中，载波通讯效率受到电力线路噪声、信号衰减和干扰等多种因素的限制，这些因素严重影响了通讯的可靠性和效率。

2、电压波动评估指数衡量了电力系统中电压的变化程度，但在载波通讯系统中，频繁的电压波动可能会对通讯信号的稳定性造成影响，导致通讯质量下降甚至通讯中断。这就需要更加细致的分析和控制，以确保电力系统的运行不会对载波通讯造成干扰。

3、谐波失真评估指数反映了电力系统中谐波含量的程度，而谐波会引起电力设备的损坏和运行不稳定，同时也可能干扰载波通讯系统的正常工作。高谐波含量可能导致通讯信号失真甚至丢失，因此需要采取有效的滤波和补偿措施来减小谐波对载波通讯的影响。

4、阻抗变异评估指数描述了电力系统中的阻抗变化情况，阻抗的不稳定性可能会导致电压波动和谐波失真的增加，进而对载波通讯系统产生负面影响。因此，在设计和运行电力系统时，需要考虑阻抗的稳定性，以减少对载波通讯的干扰。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提供一种增强载波通讯效率的电能表及集中器，用于解决据上述技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明一方面提供了一种增强载波通讯效率的电能表，包括电能质量监测模块、电路信号处理模块、滤波参数选择模块、滤波器调整模块和web数据库；

4、所述电能质量监测模块，用于设定各监测周期，并实时监控电力线路中的电路质量数据；

5、所述电路信号处理模块，用于根据所述电路质量数据分析监测周期内电力线路的状态；

6、所述滤波参数选择模块，用于基于所述电路信号处理模块的分析结果，确定滤波器的工作参数；

7、所述滤波器调整模块，用于依据滤波参数选择模块中确定的滤波器的工作参数，进而对滤波器进行调整；

8、所述web数据库，用于存储电力线路对应历史数据，存储电力线路中的预设参考信号数据，还用于存储各滤波器类型对应通带的上限截止频率和下限截止频率。

9、进一步，电力线路中的电路质量数据具体分为各监测周期的电压波动率、谐波失真度以及阻抗变异系数。

10、进一步，电力线路中的电路质量数据，具体获取过程为：

11、依据电力线路中布设的监测仪器，进而获取电力线路对应各监测周期内各监测时间点的电压值，将其进行互相比对，筛选出电力线路对应各监测周期内最大电压值和最小电压值，综合计算得出电力线路对应各监测周期的电压波动率，表示预定义的名义电压值，r为监测周期的编号；

12、将电力线路对应各监测周期内各监测时间点的电压值进行转换为电力线路对应各监测周期内各监测时间点的电压信号输出，将电力线路对应各监测周期内各监测时间点的电压信号进行采样并数字化，并将电力线路对应各监测周期内各监测时间点的电压信号进行傅里叶变换，由此得到电力线路对应各监测周期的傅里叶变换的电压频谱图，并从其中提取得到电力线路对应各监测周期内各谐波电压的电压值，i表示各谐波电压的编号，i=1,2...m，进而计算得出电力线路对应各监测周期的谐波失真度，表示电力线路对应各监测周期内第一次谐波电压的电压值。

13、进一步，电力线路中的电路质量数据，具体获取过程还包括如下步骤：

14、依据电力线路中布设的监测仪器，进而获取电力线路对应各监测周期内各监测时间点的电感值、电容值和电阻值；

15、分析得出电力线路对应各监测周期内各监测时间点的频率值；

16、分析得出电力线路对应各监测周期内各监测时间点的感抗值；

17、分析得出电力线路对应各监测周期内各监测时间点的容抗值；

18、进而综合计算得到电力线路对应各监测周期内各监测时间点的阻抗值；

19、通过计算公式，求解得出电力线路对应各监测周期的阻抗平均值，n表示监测时间点总数目；

20、计算得出电力线路对应各监测周期的阻抗标准差值；

21、并将电力线路对应各监测周期的阻抗标准差值作为分式的分子，将电力线路对应各监测周期的阻抗平均值作为分式的分母，通过求解分式得到电力线路对应各监测周期的阻抗变异系数。

22、进一步，分析监测周期内电力线路的状态，分析过程为：

23、将电力线路对应各监测周期的电压波动率进行求和并均值计算，得到电力线路对应监测周期内的电压波动评估指数；

24、依据电力线路对应电压波动评估指数的计算方式同理计算得出电力线路对应监测周期内的谐波失真评估指数和阻抗变异评估指数；

25、依据web数据库中存储的电力线路对应历史数据，进而确定电压波动评估指数、谐波失真评估指数和阻抗变异评估指数对应电力线路状态评估的计算权重值；

26、计算得出监测周期内电力线路的电压波动状态系数；

27、计算得出监测周期内电力线路的谐波失真状态系数；

28、计算得出监测周期内电力线路的阻抗变异状态系数；

29、分别表示电压波动评估指数、谐波失真评估指数和阻抗变异评估指数对应电力线路故障状态评估的计算权重值。

30、进一步，确定电压波动评估指数、谐波失真评估指数和阻抗变异评估指数对应的计算权重值，具体确定过程为：

31、获取电压波动对应的各电压波动评估指标，并依据web数据库中存储的电力线路对应历史数据，从中提取出电力线路对应各历史故障时所述各电压波动评估指标的观测值，p表示各历史故障的编号，p=1,2,...c,b表示各电压波动评估指标的编号，b=1,2,...q；

32、并依据web数据库中存储的电力线路对应历史数据，从中提取出电力线路对应各历史故障的故障原因，并将其与电压波动对应的各电压波动评估指标进行比对，得出电力线路对应历史故障对应各电压波动评估指标的故障频率；

33、通过求解公式，得出电力线路对应历史故障时所述电压波动评估指标的观测均值，c表示历史故障总数目；

34、通过求解公式，得出电力线路对应历史故障时所述电压波动评估指标的故障频率均值，q表示电压波动评估指标总数目；

35、通过分析公式，分析得出电力线路对应历史故障对应各电压波动评估指标的相关系数；

36、并将电力线路对应历史故障对应各电压波动评估指标的相关系数进行求和，得出电力线路对应历史故障对应电压波动评估的相关系数总和w4；

37、依据电力线路对应历史故障对应电压波动评估的相关系数总和的计算方式同理计算得出电力线路对应历史故障对应谐波失真评估和阻抗变异评估的相关系数总和，分别标记为w5和w6；

38、进一步求解得出电压波动评估指数、谐波失真评估指数和阻抗变异评估指数对应电力线路故障状态评估的计算权重值，具体计算过程为：

39、，w1为电压波动评估指数对应电力线路故障状态评估的计算权重值；

40、，w2为谐波失真评估指数对应电力线路故障状态评估的计算权重值；

41、，w3为阻抗变异评估指数对应电力线路故障状态评估的计算权重值。

42、进一步，滤波器的工作参数包括滤波器类型、滤波器阶数和滤波器带宽。

43、进一步，确定滤波器的工作参数，确定过程包括如下步骤：

44、将监测周期内电力线路的电压波动状态系数、谐波失真状态系数和阻抗变异状态系数进行互相比对，若识别出监测周期内电力线路的电压波动状态系数值最大，则将电力线路的滤波器类型定为动态电压调节器，若识别出监测周期内电力线路的谐波失真状态系数值最大，则将电力线路的滤波器类型定为谐波滤波器，若识别出监测周期内电力线路的阻抗变异状态系数值最大，则将电力线路的滤波器类型定为有源滤波器；

45、依据web数据库中存储的电力线路中的预设参考信号数据，从其中提取出电力线路中的参考通带频率、参考阻带频率、许可通带最大衰减和许可阻带最小衰减；

46、进而通过计算得到电力线路中对应滤波器阶数，f1、f2、f3和f4分别表示电力线路中的参考通带频率、参考阻带频率、许可通带最大衰减和许可阻带最小衰减，表示为向上取整；

47、依据web数据库中存储的各滤波器类型对应通带的上限截止频率和下限截止频率，由此获取电力线路对应滤波器类型滤波器通带的上限截止频率和下限截止频率，将其进行相减计算，得到电力线路中对应滤波器带宽。

48、本发明另一方面提供了一种集中器，包括电子设备和计算机可读存储介质；

49、所述电子设备包括处理器、存储器及通信总线，所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；

50、所述通信总线实现处理器与存储器之间的连接通信；

51、所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如本发明所述的一种增强载波通讯效率的电能表中的模块；

52、所述计算机可读存储介质存储一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或多个处理器执行，以实现如本发明所述的一种增强载波通讯效率的电能表中的模块。

53、如上所述，本发明提供的一种增强载波通讯效率的电能表及集中器，至少具有以下有益效果：

54、（1）本发明提供的一种增强载波通讯效率的电能表及集中器，通过设定各监测周期，并实时监控电力线路中的电路质量数据，并分析监测周期内电力线路的状态，由此确定滤波器的工作参数，进而对滤波器进行调整，可以帮助我们更好地理解电力系统的运行情况，识别潜在问题并及时采取措施进行调整和优化。其中，通过分析监测周期内的数据，可以更准确地评估电力线路的稳定性，为进一步提升电力系统的运行效率和可靠性提供重要参考依据。

55、（2）本发明通过确定滤波器的工作参数并对其进行调整，可以有效地改善载波信号通讯的效率和质量，通过合理调整滤波器的参数，可以更精准地滤除干扰信号，提升信号的清晰度和稳定性，从而有效提高载波信号通讯的质量和可靠性。

56、（3）本发明可以优化信号的频率响应特性，使其更好地适应电力线路的实际情况，有效提高信号的传输效率和抗干扰能力。此外，调整滤波器还能够帮助优化信号的波形和幅度，减少信号失真和衰减，提升信号的传输距离和稳定性，从而有效提升载波信号通讯的覆盖范围和可靠性。