一种智能电能表及其控制方法与流程

本发明涉及电力，特别涉及一种智能电能表及其控制方法。

背景技术：

1、智能电能表(智能电表)是一种具有数字化、智能化功能的电能计量设备，可以实现远程抄表、数据传输、数据监测等功能。相比传统的机械电能表，智能电能表具有更高的精度、更多的功能以及更大的灵活性。

2、智能电能表通常具有以下特点和功能：

3、远程抄表：可以通过远程通讯技术实现远程抄表，避免了人工抄表的不便和错误。

4、数据监测：智能电能表可以实时监测电能使用情况，包括用电量、功率因数、电压、电流等数据，并将这些数据传输到数据中心或管理系统中进行分析和监控。

5、远程控制：部分智能电能表还可以实现远程控制功能，如远程拉闸、限电等操作，提高了供电管理的效率和灵活性。

6、防盗功能：智能电能表通常具有防盗功能，可以监测电能使用情况，及时发现异常用电情况，减少电能盗窃行为。

7、节能管理：通过对电能使用数据的监测和分析，智能电能表可以帮助用户进行节能管理，优化用电结构，降低能耗成本。

8、智能电能表在提升电能计量和管理效率、实现智能用电、节能减排等方面发挥着重要作用，是现代智能电网建设中的重要组成部分。但是现阶段的智能电能表在进行远程抄表时是通过通讯方式将智能电能表采集到的数据进行远程传输，虽然降低了人工成本，但是传输效率低，并且远程的工作人员还需要区分来自不同智能电表的数据，在处理数据时还需要花费大量的时间，仅仅将人工成本从智能电能表现场转移到了远程终端上，不利于远程管理。

9、因此，本发明提供了一种智能电能表及其控制方法。

技术实现思路

1、本发明一种智能电能表及其控制方法，提高了智能电能表的可靠性，并具有高倍过载、高精度、高稳定性、低功耗、停电数据自动保存、长寿命等优点。

2、本发明提供了一种智能电能表及其控制方法，包括：

3、自动控制模块，用于在指定用电设备开始工作前进行精确度自测，生成本次检测工作的校准参数；

4、电能测量模块，用于实时采集所述指定用电设备的电能消耗数据，结合所述校准参数建立所述指定用电设备的耗电趋势图；

5、安全认证模块，用于解析所述耗电趋势图，建立所述指定用电设备的耗电安全报告；

6、远程通信模块，用于将所述耗电趋势图和所述耗电安全报告传输到合法抄表设备进行远程抄表并进行显示。

7、在一种可实施的方式中，

8、所述自动控制模块，包括：

9、状态确定单元，用于获取所述指定用电设备的历史工作信息，分析所述历史工作信息得到所述指定用电设备的估测非工作时间段，采集所述指定用电设备的实时功率，当在所述估测非工作时间段内，且所述实时功率属于待机功率时，确定所述指定用电设备处于未工作状态；

10、自测执行单元，用于控制预设自测负载发射若干个指定单位量对应的自测电流和自测电压，获取电能表的自测读数信息，解析所述自测电流和自测电压建立所述电能表在不同指定单位量对应的标准检测功率，结合对应的自测读数信息建立所述电能表在每一指定单位量下对应的读数误差；

11、参数分析单元，用于根据所述电能表在每一指定单位量下对应的读数误差建立所述电能表的读数误差线性图，根据所述读数误差线性图的最小斜率值和最大斜率值建立所述电能表的校准参数范围，并根据所述电能表在每一所述指定单位量下对应的读数误差建立所述电能表在每一所述指定单位量下对应的待校准量；

12、参数生成单元，用于根据所述校准参数范围分别为每一所述待校准量匹配相应的合法校准参数，分别利用每一所述合法校准参数修正所述自测读数信息，得到所述电能表的若干个修正检测功率，根据同一指定单位量对应的所述修正接触功率和所述标准检测功率之间的功率差分别对每一所述合法校准参数进行有效性评价，根据每一所述指定单位量构建电能区间，根据评价结果分别为每一所述电能区间筛选相应的校准参数。

13、在一种可实施的方式中，

14、还包括：

15、读数显示模块，用于显示所述电能表的读数信息；

16、所述预设自测负载，用于接收所述自测执行单元的控制指令，并对所述电能表进行自测供电。

17、在一种可实施的方式中，

18、所述电能测量模块，包括：

19、读数推理单元，用于在所述指定用电设备进行工作时，采集所述指定用电设备的实时电能数据，根据所述实时电能数据建立所述指定用电设备的电能消耗数据，并利用窗函数将所述电能消耗数据进行时域切割，得到若干个数据帧；

20、属性分析单元，用于根据每一所述数据帧对应的电能消耗量将所述数据帧进行聚类分析，得到若干个数据帧簇，根据获取每一所述数据帧簇对应的帧频率为对应的数据帧匹配相应的频率属性，根据每一所述数据帧在所述电能消耗数据中对应的时域顺序为对应的数据帧匹配相应的时域属性；

21、数据校准单元，用于获取每一电能区间对应的标准参数，基于所述频率属性确定每一所述数据帧对应的电能区间，为每一所述频率属性匹配相应的校准参数，利用所述校准参数对所述数据帧进行校准，得到若干个校准数据帧，基于每一所述数据帧对应的时域属性对所述校准数据帧进行数据重组，并为具有相邻关系的所述校准数据帧匹配相应的数据连接参数，得到校准连续电能消耗数据；

22、趋势分析单元，用于根据所述校准连续电能消耗数据在预设坐标系中建立所述指定用电设备在本次工作过程中的耗电趋势图，并根据所述校准连续电能消耗数据分析所述指定设备在每一未来单位时间段内对应的正常耗电范围，标记在所述耗电趋势图中判断所述指定用电设备的实时耗电量是否在所述正常耗电范围内并进行相应的标注。

23、在一种可实施的方式中，

24、所述安全认证模块，包括：

25、趋势分析单元，用于根据所述耗电趋势图建立所述指定用电设备的电流波动信息和电压波动信息；

26、波动分析单元，用于解析所述电流波动信息建立所述指定用电设备的电流波动阈值，解析所述电压波动信息建立所述指定用电设备的电压波动阈值；

27、安全分析单元，用于采集所述指定用电设备的设备参数，基于所述设备参数确定所述指定用电设备的安全用电范围，根据所述安全用电范围分析所述电流波动信息和所述电压波动信息对应的电流安全特征和电压安全特征；

28、报告生成单元，用于当所述电流波动阈值或所述电压波动阈值大于预设标准波动阈值时，确定所述指定用电设备出现设备供电异常，当所述电流安全特征和电压安全特征属于异常特征时，确定所述指定用电设备出现过度耗电异常，获取所述指定用电设备出现的异常，建立所述所述指定用电设备的耗电安全报告。

29、在一种可实施的方式中，

30、所述远程通信模块，包括：

31、路径搭建单元，用于获取每一所述合法抄表设备与电能表之间的待通信距离，当所述待通信距离在第一距离范围内时，利用微功率无线建立所述合法抄表设备与所述电能表之间的通信路径，当所述所述待通信距离在第二距离范围内时，利用低压电力线载波建立所述合法抄表设备与所述电能表之间的通信路径；

32、定向传输单元，用于获取本次传输对应的目标合法抄表设备对应的目标通信路径，根据所述目标通信路径对应的传输介质信息对所述耗电趋势图和所述耗电安全报告进行压缩，得到压缩信息，利用所述目标通信路径将所述压缩信息传输到所述目标合法抄表设备中进行远程抄表。

33、在一种可实施的方式中，

34、所述定向传输单元，包括：

35、路径分析单元，用于获取本次传输对应的目标合法抄表设备对应的目标通信路径，查找所述目标通信路径对应的传输介质信息；

36、一类传输单元，用于当所述传输介质信息为电力线时，将所述耗电趋势图进行背景简化生成简单耗电趋势图，将所述耗电安全报告进行滤波生成可传输信号，通过低压电力线载波方式将所述简单耗电趋势图和所述可传输信号传输到所述目标合法抄表设备中进行远程抄表；

37、二类传输单元，用于当所述传输介质信息为无线电频谱时，分别对所述耗电趋势图和所述耗电安全报告进行调制，得到相应的耗电趋势无线电波和耗电安全无线电波，通过微功率无线将所述耗电趋势无线电波和所述耗电安全无线电波传输到所述目标合法抄表设备中进行远程抄表。

38、在一种可实施的方式中，

39、还包括：

40、手动抄表模块，用于根据用户的手动抄表指令查找相应的抄表信息，并将所述抄表信息传输到所述用户的手持终端进行显示。

41、本发明提供了一种智能电能控制方法，包括：

42、步骤1：在指定用电设备开始工作前进行精确度自测，生成本次检测工作的校准参数；

43、步骤2：实时采集所述指定用电设备的电能消耗数据，结合所述校准参数建立所述指定用电设备的耗电趋势图；

44、步骤3：解析所述耗电趋势图，建立所述指定用电设备的耗电安全报告；

45、步骤4：将所述耗电趋势图和所述耗电安全报告传输到合法抄表设备进行远程抄表并进行显示。

46、在一种可实施的方式中，

47、所述步骤3，包括：

48、步骤31：根据所述耗电趋势图建立所述指定用电设备的电流波动信息和电压波动信息；

49、步骤32：解析所述电流波动信息建立所述指定用电设备的电流波动阈值，解析所述电压波动信息建立所述指定用电设备的电压波动阈值；

50、步骤33：采集所述指定用电设备的设备参数，基于所述设备参数确定所述指定用电设备的安全用电范围，根据所述安全用电范围分析所述电流波动信息和所述电压波动信息对应的电流安全特征和电压安全特征；

51、步骤34：当所述电流波动阈值或所述电压波动阈值大于预设标准波动阈值时，确定所述指定用电设备出现设备供电异常，当所述电流安全特征和电压安全特征属于异常特征时，确定所述指定用电设备出现过度耗电异常，获取所述指定用电设备出现的异常，建立所述所述指定用电设备的耗电安全报告。

52、上述技术方案的可实现的有益效果为：为了解决传统技术中远程传输的缺陷，构建一个高精度、高稳定性的智能电能表，在指定用电设备开始工作前对电能表进行精确度自测，确定本次检测工作的校准参数，然后利用校准参数对电能表的读数进行校准，构建一个关于该指定用电设备的耗电趋势图，这样一来可以减少远程端的工作量，减少人力成本，进一步根据耗电趋势图建立指定用电设备的耗电安全报告，然后通过远程通讯技术将耗电趋势图和耗电安全报告传输到抄表设备进行显示，通过以上技术手段不仅可以实现远程抄表，还可以在数据采集过程中进行数据校准，提高数据的说服力，并且在采集到数据后构建该用电设备的耗电趋势图和耗电安全报告，减少了后期的人力投入，远程工作人员可以通过耗电趋势图和耗电安全报告对用电设备进行分析，提高了远程工作人员的工作效率。

53、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

54、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。