一种基于双模通信的电能分析系统及方法与流程

本发明涉及电能分析，具体为一种基于双模通信的电能分析系统及方法。

背景技术：

1、在智能化和数字化快速发展的背景下，智能电表技术已成为现代家庭和工业用电管理的重要工具。智能电表的一个核心功能是监控电路中的功率使用情况，形成历史功率记录。这个过程涉及持续地收集每一时刻的功率数据，并将这些数据存储在一个数据库中。历史功率记录不仅帮助用户了解自己的用电模式，还可以用于比较不同时间段的用电量，从而分析用电趋势和模式。利用这些历史数据，智能电表能够执行更为复杂的分析功能，它不仅可以帮助用户及时发现电路问题或设备故障，避免潜在的安全风险。通过智能电表对功率的实时监控和历史数据的对比分析，用户得到更为智能和细致的用电管理服务。不仅提升电力使用的效率，还增强了电力系统的安全性和可靠性。

2、现有的历史功率记录只是为了发现电路问题或设备故障，当用户出现忘记关闭用电设备的情况时，如果得不到及时的提醒，会导致用电浪费。

3、本方案提出记录不同季节下温度的数据，得到温度集，获取限定设备记录，和历史的限定用电模型做比较，分析用户用电的情况，对异常的情况做出处理。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于双模通信的电能分析系统及方法，用于促进解决上述背景技术中所提到的问题。

2、本发明提供如下技术方案：一种基于双模通信的电能分析方法，包括：

3、将一年依据春季、夏季、秋季和冬季为分界划分为四个时段；

4、记录每个时段每天的温度，每个时段对应一个温度集；

5、设定温度组距，用于划分温度集；

6、根据温度组距，执行温度分组策略，将温度集分成多个区间；

7、在任意一个温度集：

8、获取电路中的所有用电设备，组成用电设备集；

9、针对用电设备集中任意一个用电设备，记录用电设备每天接入电路的次数以及每次的接入时长；

10、记录用电设备集中所有的设备每天接入电路的次数以及每次的接入时长，组成设备用电记录；

11、于每个用电设备配置一个电表通信模块，并优先使用无线通信的方式采集用电设备的信息，当采集信号中断时，将无线通信换成有线通信采集用电设备的信息；

12、根据设备用电记录，对温度集执行用电规律统计策略，每个区间对应一个用电模型；

13、获取当前的季节对应的温度集，记为限定温度集；

14、在限定温度集中获取当天的温度所对应的区间，记为限定区间；

15、获取限定区间对应的用电模型，记为限定用电模型；

16、获取当天接入电路中的用电设备和每个用电设备的接入时长，记为限定设备记录；

17、根据限定用电模型和限定设备记录，形成用电监测预警策略；

18、执行用电监测预警策略，处理用电异常的情况。

19、可选的，所述执行温度分组策略，包括：

20、对任意一个温度集：

21、获取温度集中的最大值，记为上限温度；

22、获取温度集中的最小值，记为下限温度；

23、从下限温度开始间隔1个温度组距的温度记为第一温度；

24、从下限温度开始间隔2个温度组距的温度记为第二温度；

25、……

26、从下限温度开始间隔n个温度组距的温度记为第n温度，其中第n温度大于等于上限温度；

27、下限温度和第一温度形成第一区间，第一温度和第二温度形成第二区间……第n-1温度和第n温度形成第n区间，得到n个区间。

28、可选的，所述执行用电规律统计策略，包括：

29、获取n个区间中的任意一个元素，记为标记区间；

30、获取温度在标记区间中的日期，组成标记日期集；

31、获取设备用电记录在标记日期集中的记录，组成标记设备用电记录；

32、设定用于形成用电模型的阈值次数；

33、统计标记设备用电记录中接入电路的次数大于阈值次数的用电设备，组成标记设备集；

34、获取标记设备集中每个用电设备在标记设备用电记录中最大的接入时长，组成上限时长集；

35、通过用电规律统计策略，每个区间对应的标记设备集以及上限时长集，组成每个区间的用电模型。

36、可选的，所述执行用电监测预警策略，包括：

37、获取限定设备记录中的所有用电设备，组成限定设备集；

38、获取限定用电模型中的所有用电设备，组成模型设备集；

39、遍历限定设备集和模型设备集中的所有元素：

40、当存在一个用电设备在限定设备集中且不在模型设备集中时，记该用电设备为新增设备；

41、统计新增设备接入电路的次数，记为新增次数；

42、当新增次数大于阈值次数时，获取新增设备最大的接入时长记为新增上限时长；

43、将新增设备和新增上限时长加入限定用电模型。

44、可选的，所述执行用电监测预警策略，还包括：

45、遍历限定设备集和模型设备集中的所有元素：

46、当限定设备集中的用电设备都在模型设备集中时，获取限定设备集中的任意一个元素，记为监测设备；

47、获取限定用电模型中监测设备的上限时长，记为监测上限时长；

48、获取限定设备记录中监测设备的接入时长，记为监测时长；

49、当监测时长小于等于监测上限时长时，用电正常；

50、当监测时长大于监测上限时长时，用电异常；

51、设定用于预警用电异常的阈值功率；

52、设定用于预警用电异常的第一时段和第二时段，其中，第一时段小于第二时段；

53、当监测设备的功率小于阈值功率时：

54、记，监测上限时长+第二时段=第一提醒时长；

55、在监测设备工作时长大于第一提醒时长时，提示用户用电异常并询问用户是否断开监测设备的用电；

56、若用户选择继续使用监测设备，执行用电习惯录入策略。

57、可选的，所述执行用电监测预警策略，还包括：

58、当监测设备的功率大于等于阈值功率时：

59、记，监测上限时长+第一时段=第二提醒时长；

60、在监测设备工作时长大于第二提醒时长时，提示用户用电异常并询问用户是否断开监测设备的用电；

61、若用户选择继续使用监测设备，执行用电习惯录入策略。

62、可选的，所述执行用电习惯录入策略，包括：

63、设定用于录入用电习惯的录入间隔；

64、在提示用户后经过录入间隔再次提示用户是否断开监测设备的用电：

65、若用户选择继续使用监测设备，则，不再提示用户用电异常；

66、记录监测设备接入电路的时长，作为监测设备在限定用电模型中的上限时长。

67、一种基于双模通信的电能分析方法的系统，包括：

68、数据录入模块：电表，两个电表通信模块：

69、无线通信模块，使用构建的网络进行数据传输；

70、电力线通信模块，使用现有的电力线路发送和接收数据；

71、记录每个时段每天的温度；记录用电设备集中所有用电设备每天接入电路的次数以及每次的接入时长；获取当天接入电路中的用电设备和每个用电设备的接入时长；

72、数据处理模块：获取电表通信模块录入的数据，根据温度组距，执行温度分组策略，将温度集分成多个区间；根据设备用电记录，对温度集执行用电规律统计策略，得到用电模型；根据限定用电模型和限定设备记录，形成用电监测预警策略；

73、执行模块：当监测时长超出监测上限时长时，根据阈值功率、第一时段和第二时段，提示用户用电异常并询问用户是否断开监测设备的用电，若用户两次选择继续使用监测设备，记录监测设备接入电路的时长，更新限定设备集。

74、本发明具备以下有益效果：

75、1、该基于双模通信的电能分析方法，获取下限温度，按照距离下限温度不同数量温度组距的温度作为不同区间的边界，即通过温度组距将温度集进行划分，通过准确划分不同的温度区间，可以更精确地监测和分析不同季节中不同温度对用电习惯的影响，温度区间的划分帮助将大量复杂的数据进行有效分组，便于进行针对性分析，清晰的区间划分简化了数据处理过程，提高了数据处理和分析的效率。

76、2、该基于双模通信的电能分析方法，获取温度在标记区间的日期，得到标记日期集，获取设备用电记录在标记日期集中的记录，作为标记区间对应用电模型的样本数据，获取接入电路的次数大于阈值次数的用电设备，组成标记设备集，标记设备集中用电设备作为规律性设备可以供后续用电的参考，获取标记设备集每个用电设备的上限时长，共同组成标记区间的用电模型，帮助预测在类似温度条件下可能出现的用电行为，便于进行能源管理和调度。

77、3、该基于双模通信的电能分析方法，获取当天的限定设备集和对应温度下历史的模型设备集，遍历限定设备集和模型设备集，当出现新增设备时，统计新增设备的接入次数，只有接入次数大于阈值次数时，才获取新增设备的最大接入时长，并将新增设备和其最大的接入时长加入限定用电模型，及时识别并监控新增的或非典型的用电设备，有助于早期发现潜在的用电问题，快速响应新增设备的用电情况，确保电力系统的稳定运行。

78、4、该基于双模通信的电能分析方法，监测限定设备集中每个用电设备的接入时长，当接入时长大于监测上限时长时，用电异常。通过阈值功率将监测设备分为两大类，当监测设备的功率小于阈值功率时，间隔第一提醒时长提示用户用电异常；当监测设备的功率大于阈值功率时，间隔第二提醒时长提示用户用电异常；实时监控用电设备状态，确保用电安全，防止因为用户忘记断电导致设备长时间使用而损坏，通过及时提醒，帮助用户意识到不必要的能耗，促进节能，设置第一提醒时段和第二提醒时段，针对不同功率的用电设备设置不同的提醒时长，在为用户设置可延缓的关闭时间同时分级避免用电的浪费。

79、5、该基于双模通信的电能分析方法，在提示用户后经过录入间隔再次提示用户是否断开监测设备的用电，即确认用户需要继续使用监测设备，则，不再提示用户用电异常，将监测设备的接入时长作为限定用电模型中的上限时长，学习和适应用户的用电习惯，使预警系统更加人性化，根据实际用电情况调整预警模型，使模型更加精准有效，使系统能够适应各种不同用户的具体需求，提高用户满意度和系统的实用性。

80、6、该基于双模通信的电能分析方法，双模通信通过集成两种通信技术，能够在无线通信网络不可用或信号弱的情况下自动切换到电力线通信，从而确保数据传输的连续性和稳定性，这种双模式的通信能力使得电表更加智能化和适应性更强，可以大幅提高数据传输的效率和准确性，确保电力系统的实时监控和管理。