一种电能表运行数据处理方法和系统与流程

本发明涉及电能表运行数据处理的，具体为一种电能表运行数据处理方法和系统。

背景技术：

1、电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表、火表、千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。使用电能表时要注意，在低电压（不超过500伏）和小电流（几十安）的情况下，电能表可直接接入电路进行测量。在高电压或大电流的情况下，电能表不能直接接入线路，需配合电压互感器或电流互感器使用，电能表中设置有电流互感器和电压互感器进行电路中电流和电压测量，从而计量出电路中用电量；然而由于环境温度、电源频率变化和负载变化都会影响电能表的测量精度；当环境温度高于规定温度时，电能表内部电阻值升高，导致电能表测量值偏小，当环境温度低于规定温度时，电能表内部电阻值降低，导致电能表测量值偏大；当电源频率变化高于规定频率变化，电能表内部线圈的阻抗增大，线圈的磁通减小，导致电能表测量值偏小，当电源频率变化低于规定频率变化，电能表内部线圈的阻抗减小，线圈的磁通减大，导致电能表测量值偏大；当负载电流变化高于规定负载电流变化，导致电能表测量值偏小；现有的电能表用电量数据测量过程中不能依据实时的环境温度、电源频率变化量和负载电流变化量精准补偿电能表的用电量数据，降低了电能表数据测量的精度和可靠性。

2、公开号为cn112306410a的中国发明专利公开一种电能表的数据处理方法、装置、存储介质及电能表，通过将电能表产生更新数据存放到预设的数据缓冲区后，对数据缓冲区中的数据进行校验得到相应的校验码；将更新数据和校验后得到的校验码存储到第二存储介质中，第二存储介质为电能表主控芯片的外部存储器；当检测电能表掉电时，将数据缓冲区中的更新数据和校验码存储到第一存储介质中，第一存储介质为电能表主控芯片的内部存储器。保证电能表采集数据的安全性，然而以上技术方案并不能对电能表采集的电力数据进行精度调整，降低了电能表的电力数据测量精度。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、为解决上述现有的电能表用电量数据测量过程中不能依据实时的环境温度、电源频率变化量和负载电流变化量精准补偿电能表的用电量数据，降低了电能表数据测量的精度和可靠性的问题，实现以上准确统计电路瞬时用电量参数、准确测量瞬时环境温度参数、科学统计瞬时电源频率变化量、自主计量瞬时负载电流变化量、精准分析不同环境温度状态下电能表用电量补偿参数、智能分析不同电源频率变化量状态下电能表用电量补偿参数、高效评估不同负载电流变化量状态下电能表用电量补偿参数，实现电能表数据智能精准采集，提高电能表运行数据采集质量的目的。

3、（二）技术方案

4、本发明通过以下技术方案予以实现：一种电能表运行数据处理方法，所述方法包括如下步骤：

5、s1、分别采集电路瞬时用电量数据、电路瞬时环境温度数据、电路瞬时第一电源频率数据、电路瞬时第二电源频率数据、电路瞬时第一负载电流数据、电路瞬时第二负载电流数据；

6、s2、分别基于电路瞬时的环境温度、第一电源频率、第二电源频率、第一负载电流和第二负载电流参数进行电路瞬时的环境温度均值、电源频率变化量、负载电流变化量数值统计，并生成电路瞬时环境温度均值数据、电路瞬时电源频率变化量数据、电路瞬时负载电流变化量数据；

7、s3、依据所述电路瞬时环境温度均值数据与不同环境温度电路用电量测量补偿量数据进行电路瞬时环境温度状态下的用电量测量补偿量参数分析处理，生成电路瞬时环境温度状态用电量测量补偿量数据；

8、s4、根据所述电路瞬时电源频率变化量数据与不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量数据进行电路瞬时电源频率变化状态下的用电量测量补偿量参数识别处理，生成电路瞬时电源频率变化状态用电量测量补偿量数据；

9、s5、基于所述电路瞬时负载电流变化量数据与不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量数据进行电路瞬时负载电流变化状态下的用电量测量补偿量参数搜索处理，生成电路瞬时负载电流变化状态用电量测量补偿量数据；

10、s6、采用数值分析对电路瞬时的环境温度状态、电源频率变化状态、负载电流变化状态对应的用电量测量补偿量参数进行数值处理，生成电路瞬时用电量测量叠加补偿量数据；

11、s7、基于所述电路瞬时用电量数据和所述电路瞬时用电量测量叠加补偿量数据进行电路瞬时的实际用电量参数分析处理，生成电路瞬时实际用电量数据并输出。

12、优选的，所述分别采集电路瞬时用电量数据、电路瞬时环境温度数据、电路瞬时第一电源频率数据、电路瞬时第二电源频率数据、电路瞬时第一负载电流数据、电路瞬时第二负载电流数据的操作步骤如下：

13、s11、通过电能表按照设定的瞬时时间段的时间长度测量出电路中的总用电量并生成电路瞬时用电量数据，其中的单位为秒，的单位为千瓦时；

14、通过温度传感器按照设定的瞬时时间段的时间长度测量出电能表所在环境温度并生成电路瞬时环境温度数据集合，；其中表示采集的第个电路瞬时环境温度数据，表示电路瞬时环境温度数据数量的最大值，的单位为；

15、通过电能表分别测量出设定的瞬时时间段的开始时间点和结束时间点对应的电路中电源频率数据并生成电路瞬时第一电源频率数据和电路瞬时第二电源频率数据，其中和的单位均为赫兹；

16、通过电能表分别测量出设定的瞬时时间段的开始时间点和结束时间点对应的电路中负载电流数据并生成电路瞬时第一负载电流数据和电路瞬时第二负载电流数据，其中和的单位均为安培。

17、优选的，所述分别基于电路瞬时的环境温度、第一电源频率、第二电源频率、第一负载电流和第二负载电流参数进行电路瞬时的环境温度均值、电源频率变化量、负载电流变化量数值统计，并生成电路瞬时环境温度均值数据、电路瞬时电源频率变化量数据、电路瞬时负载电流变化量数据的操作步骤如下：

18、s21、采用均值公式计量出所述电路瞬时环境温度数据集合中所述电路瞬时环境温度数据的均值并生成电路瞬时环境温度均值数据，其中，的单位为；

19、s22、基于所述电路瞬时第一电源频率数据和所述电路瞬时第二电源频率数据进行电源频率变化量数值统计处理，生成电路瞬时电源频率变化量数据，其中，的单位为赫兹；

20、基于所述电路瞬时第一负载电流数据和所述电路瞬时第二负载电流数据进行负载电流变化量数值统计处理，生成电路瞬时负载电流变化量数据，其中，的单位为安培。

21、优选的，依据所述电路瞬时环境温度均值数据与不同环境温度电路用电量测量补偿量数据进行电路瞬时环境温度状态下的用电量测量补偿量参数分析处理，生成电路瞬时环境温度状态用电量测量补偿量数据的操作步骤如下：

22、s31、建立不同环境温度电路用电量测量补偿量数据集合，；其中表示第种环境温度对应的不同环境温度电路用电量测量补偿量数据，表示环境温度类型的最大值，的单位为千瓦时，所述不同环境温度电路用电量测量补偿量数据表示电能表处于不同环境温度下对应的电路用电量测量误差的补偿量数据，的取值大小包括正数、负数和零；

23、s32、采用模拟退火算法将所述电路瞬时环境温度均值数据与所述不同环境温度电路用电量测量补偿量数据集合中所述不同环境温度电路用电量测量补偿量数据进行环境温度数值分析，搜索出与所述电路瞬时环境温度均值数据相匹配的所述不同环境温度电路用电量测量补偿量数据并经过数据标识生成电路瞬时环境温度状态用电量测量补偿量数据，执行生成电路瞬时环境温度状态用电量测量补偿量数据的具体操作步骤如下：

24、s321、设定不同环境温度电路用电量测量补偿量数据为当前解，令，即不同环境温度电路用电量测量补偿量数据集合搜索空间中设定开始退火的初始温度，随机生成一个初始解，即随机在不同环境温度电路用电量测量补偿量数据集合搜索空间中为电路瞬时环境温度均值数据搜索对应的不同环境温度电路用电量测量补偿量数据，并计算初始解相应的目标函数值；

25、s322、产生不同环境温度电路用电量测量补偿量数据新解与不同环境温度电路用电量测量补偿量数据解的差值，根据不同环境温度电路用电量测量补偿量数据对当前解进行扰动，为电路瞬时环境温度均值数据产生一个不同环境温度电路用电量测量补偿量数据新解，计算当前解的目标函数值和新解的目标函数值，得到目标函数变化量；

26、s323、判断不同环境温度电路用电量测量补偿量数据新解是否被接受，若目标函数变化量，则不同环境温度电路用电量测量补偿量数据新解被接受；若目标函数变化量，则不同环境温度电路用电量测量补偿量数据新解按如下概率被接受，表示当前温度；概率公式为，其中表示当前温度，表示取值（0，1）范围的随机函数；

27、s324、当不同环境温度电路用电量测量补偿量数据新解被接受时，不同环境温度电路用电量测量补偿量数据新解被当作不同环境温度电路用电量测量补偿量数据当前解；

28、s325、循环执行s321至步s324，在温度条件下，重复次的扰动和接受过程，接着执行下一步骤；

29、s326、最后找到全局最优解：判断是否已经达到终止温度，若是，则终止算法，输出与电路瞬时环境温度均值数据最匹配的不同环境温度电路用电量测量补偿量数据；若否，则转到循环步骤s325继续执行；

30、s327、将s326步骤输出所述不同环境温度电路用电量测量补偿量数据经过数据标识生成电路瞬时环境温度状态用电量测量补偿量数据，其中的单位为千瓦时。

31、优选的，根据所述电路瞬时电源频率变化量数据与不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量数据进行电路瞬时电源频率变化状态下的用电量测量补偿量参数识别处理，生成电路瞬时电源频率变化状态用电量测量补偿量数据的操作步骤如下：

32、s41、建立不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量数据集合，；其中表示第种电源频率变化量对应的不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量数据，表示电源频率变化量类型的最大值，的单位为千瓦时，所述不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量数据表示电能表处于不同电源频率变化量状态下对应的电路用电量测量误差的补偿量数据，的取值大小包括正数、负数和零；

33、s42、当所述电路瞬时环境温度状态用电量测量补偿量数据生成完成时，采用宽度优先算法将所述电路瞬时电源频率变化量数据与所述不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量数据集合中所述不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量数据进行电源频率变化量数值比对，搜索出与所述电路瞬时电源频率变化量数据相匹配的所述不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量数据并经过数据标识生成电路瞬时电源频率变化状态用电量测量补偿量数据，其中单位为千瓦时。

34、优选的，基于所述电路瞬时负载电流变化量数据与不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量数据进行电路瞬时负载电流变化状态下的用电量测量补偿量参数搜索处理，生成电路瞬时负载电流变化状态用电量测量补偿量数据的操作步骤如下：

35、s51、建立不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量数据集合，；其中表示第种负载电流变化量对应的不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量数据，表示负载电流变化量类型的最大值，的单位为千瓦时，所述不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量数据表示电能表处于不同负载电流变化量状态下对应的电路用电量测量误差的补偿量数据，的取值大小包括正数、负数和零；

36、s52、当所述电路瞬时电源频率变化状态用电量测量补偿量数据生成完成时，采用迭代加深搜索算法将所述电路瞬时负载电流变化量数据与所述不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量数据集合中所述不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量数据进行负载电流变化量数值比对，搜索出与所述电路瞬时负载电流变化量数据相匹配的所述不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量数据并经过数据标识生成电路瞬时负载电流变化状态用电量测量补偿量数据，其中单位为千瓦时。

37、优选的，所述采用数值分析对电路瞬时的环境温度状态、电源频率变化状态、负载电流变化状态对应的用电量测量补偿量参数进行数值处理，生成电路瞬时用电量测量叠加补偿量数据的操作步骤如下：

38、s61、获取所述电路瞬时环境温度状态用电量测量补偿量数据所述电路瞬时电源频率变化状态用电量测量补偿量数据、所述电路瞬时负载电流变化状态用电量测量补偿量数据；、所述电路瞬时电源频率变化状态用电量测量补偿量数据

39、s62、采用求和公式对所述电路瞬时环境温度状态用电量测量补偿量数据、所述电路瞬时负载电流变化状态用电量测量补偿量数据进行用电量测量补偿量参数进行数值求和处理并生成电路瞬时用电量测量叠加补偿量数据，其中，的单位为千瓦时。

40、优选的，基于所述电路瞬时用电量数据和所述电路瞬时用电量测量叠加补偿量数据进行电路瞬时的实际用电量参数分析处理，生成电路瞬时实际用电量数据并输出的操作步骤如下：

41、s71、对所述电路瞬时用电量数据和所述电路瞬时用电量测量叠加补偿量数据进行电路瞬时的用电量与用电量测量补偿量进行数值求和处理，并生成电路瞬时实际用电量数据，其中，的单位为千瓦时；

42、s72、将所述电路瞬时实际用电量数据通过物联网通信网络输出反馈到电力管理平台。

43、一种电能表运行数据处理系统，用于实现所述一种电能表运行数据处理方法，所述系统包括电能表电路测量数据采集模块、电能表电路测量补偿参数分析模块、电能表电路测量数据处理模块；

44、所述电能表电路测量数据采集模块包括电路瞬时用电量采集单元、电路瞬时环境温度采集单元、电路瞬时第一电源频率采集单元、电路瞬时第二电源频率采集单元、电路瞬时第一负载电流采集单元、电路瞬时第二负载电流采集单元、电路瞬时环境温度均值计量单元、电路瞬时电源频率变化量计量单元、电路瞬时负载电流变化量计量单元；

45、所述电路瞬时用电量采集单元，通过电能表采集电路瞬时用电量数据；所述电路瞬时环境温度采集单元，通过温度传感器采集电路瞬时环境温度数据；所述电路瞬时第一电源频率采集单元，通过电能表采集电路瞬时第一电源频率数据；所述电路瞬时第二电源频率采集单元，通过电能表采集电路瞬时第二电源频率数据；所述电路瞬时第一负载电流采集单元，通过电能表采集电路瞬时第一负载电流数据；所述电路瞬时第二负载电流采集单元，通过电能表采集电路瞬时第二负载电流数据；所述电路瞬时环境温度均值计量单元，基于电路瞬时的环境温度参数进行电路瞬时的环境温度均值数值统计，生成电路瞬时环境温度均值数据；所述电路瞬时电源频率变化量计量单元，基于电路瞬时第一电源频率、第二电源频率参数进行电源频率变化量数值统计，生成电路瞬时电源频率变化量数据；所述电路瞬时负载电流变化量计量单元，基于第一负载电流和第二负载电流参数进行电路瞬时的负载电流变化量数值统计，生成电路瞬时负载电流变化量数据；

46、所述电能表电路测量补偿参数分析模块包括不同环境温度电路用电量测量补偿量存储单元、电路瞬时环境温度状态用电量测量补偿量分析单元、不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量存储单元、电路瞬时电源频率变化状态用电量测量补偿量识别单元、不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量存储单元、电路瞬时负载电流变化状态用电量测量补偿量搜索单元；

47、所述不同环境温度电路用电量测量补偿量存储单元，用于存储不同环境温度电路用电量测量补偿量数据；所述电路瞬时环境温度状态用电量测量补偿量分析单元，依据所述电路瞬时环境温度均值数据与不同环境温度电路用电量测量补偿量数据进行电路瞬时环境温度状态下的用电量测量补偿量参数分析处理，生成电路瞬时环境温度状态用电量测量补偿量数据；所述不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量存储单元，用于存储不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量数据；所述电路瞬时电源频率变化状态用电量测量补偿量识别单元，根据所述电路瞬时电源频率变化量数据与不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量数据进行电路瞬时电源频率变化状态下的用电量测量补偿量参数识别处理，生成电路瞬时电源频率变化状态用电量测量补偿量数据；所述不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量存储单元，用于存储不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量数据；所述电路瞬时负载电流变化状态用电量测量补偿量搜索单元，基于所述电路瞬时负载电流变化量数据与不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量数据进行电路瞬时负载电流变化状态下的用电量测量补偿量参数搜索处理，生成电路瞬时负载电流变化状态用电量测量补偿量数据；

48、所述电能表电路测量数据处理模块包括电路瞬时用电量测量补偿量数据处理单元、电路瞬时实际用电量测量结果生成单元、电路瞬时实际用电量测量结果输出单元；

49、所述电路瞬时用电量测量补偿量数据处理单元，采用数值分析对电路瞬时的环境温度状态、电源频率变化状态、负载电流变化状态对应的用电量测量补偿量参数进行数值处理，生成电路瞬时用电量测量叠加补偿量数据；所述电路瞬时实际用电量测量结果生成单元，基于所述电路瞬时用电量数据和所述电路瞬时用电量测量叠加补偿量数据进行电路瞬时的实际用电量参数分析处理，生成电路瞬时实际用电量数据；所述电路瞬时实际用电量测量结果输出单元，将所述电路瞬时实际用电量数据通过物联网通信网络输出反馈到电力管理平台。

50、（三）有益效果

51、本发明提供了一种电能表运行数据处理方法和系统。具备以下有益效果：

52、一、通过电路瞬时用电量采集单元、电路瞬时环境温度采集单元、电路瞬时第一电源频率采集单元、电路瞬时第二电源频率采集单元、电路瞬时第一负载电流采集单元、电路瞬时第二负载电流采集单元之间相互配合，采用电能表准确高效采集电路瞬时用电量参数、电路瞬时开始时间点和结束时间点的电源频率参数和负载电流参数，以及采用温度传感器精准采集电能表环境温度参数，为后续科学分析电路瞬时用电量测量补偿参数提供可靠数据支撑；电路瞬时环境温度均值计量单元，采用均值公式对电路瞬时环境温度参数进行数值处理，提高了电能表所在环境温度参数采集的准确性；电路瞬时电源频率变化量计量单元和电路瞬时负载电流变化量计量单元相互配合，采用数值分析精准统计出电路瞬时电源频率变化量参数和电路瞬时负载电流变化量参数，实现电能表对电路中瞬时电源频率变化量和瞬时负载电流变化量变化科学测量。

53、二、通过不同环境温度电路用电量测量补偿量存储单元和电路瞬时环境温度状态用电量测量补偿量分析单元相互配合，科学预设不同环境温度电路用电量测量补偿量参数结合智能识别算法与电路瞬时环境温度均值数据进行不同环境温度状态下电路瞬时用电量测量补偿量智能分析，实现不同环境温度状态电路用电量测量误差精准补偿；不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量存储单元和电路瞬时电源频率变化状态用电量测量补偿量识别单元相互配合，标准设置不同电源频率变化量电路用电量测量补偿量参数结合智能搜索算法与电路瞬时电源频率变化量参数进行不同电源频率变化状态下电路瞬时用电量测量补偿量动态科学识别，实现不同电源频率变化状态电路用电量测量误差精准补偿；不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量存储单元和电路瞬时负载电流变化状态用电量测量补偿量搜索单元相互配合，基于大数据存储不同负载电流变化量电路用电量测量补偿量参数结合智能搜索算法与电路瞬时负载电流变化量参数进行不同负载电流变化状态下电路瞬时用电量测量补偿量高效搜索，实现不同负载电流变化状态电路用电量测量误差精准补偿。

54、三、通过电路瞬时用电量测量补偿量数据处理单元，采用数值分析科学统计电路瞬时用电量测量叠加补偿量参数，实现不同的环境温度状态、电源频率变化状态、负载电流变化状态下的电路瞬时用电量测量综合补偿量精准统计，提高了电能表运行数据处理的精度；电路瞬时实际用电量测量结果生成单元和电路瞬时实际用电量测量结果输出单元相互配合，基于电路瞬时用电量参数和所述电路瞬时用电量测量叠加补偿量参数进行电路瞬时的实际用电量数值统计，科学高效分析电路瞬时实际用电量参数并通过物联网通信网络实时反馈到电力管理平台，提高了电能表数据采集的质量和可靠性。