一种用电数据监测管理系统的制作方法

本发明涉及电力，具体为一种用电数据监测管理系统。

背景技术：

1、在早期的电力系统中，主要依赖人工抄表来获取用电数据。这种方式不仅效率低下，而且容易出现人为误差，导致数据不准确，抄表人员可能会看错电表读数、漏抄或者错抄数据，这给电费计算和电力管理带来了很大的困扰。

2、随着传感器技术的不断发展，各种高精度的电学传感器应运而生。这些传感器能够准确地测量电流、电压、功率等电学参数，并且具有较高的稳定性和可靠性。例如，基于霍尔效应的电流传感器可以实现对大电流的非接触式测量，精度可达到毫安级；电压传感器可以在高电压环境下准确测量电压值，为全面采集用电数据提供了技术支持。

3、在传统的电力系统管理中，需要人工到设备现场进行操作来实现设备的开关和运行参数调节，这种人工操作方式效率极为低下，尤其是在设备分布较为分散的情况下，工作人员需要花费大量的时间和精力往返于各个设备之间，不能灵活地暂停非关键设备运行，很难实现电网负荷的快速平衡调节，这不仅难以保障电网的稳定运行，还无法及时响应而导致电网过载，引发停电风险的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种用电数据监测管理系统，解决需要人工到设备现场进行操作来实现设备的开关和运行参数调节工作人员需要花费大量的时间和精力往返于各个设备之间，不能灵活地暂停非关键设备运行，这不仅难以保障电网的稳定运行，还无法及时响应而导致电网过载，引发停电风险的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种用电数据监测管理系统，包括：

4、前端检测模块、预警模块、数据传输模块、数据处理模块、数据存储模块、远程控制模块、安全管理模块；

5、所述前端检测模块用于：采集电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率的基本电学参数，设备运行状态，设备启停状态，检测用电设备的启动和停止状态；

6、所述预警模块用于：检测电压、电流和设备运行，当功率超出预设的正常范围时会报警、当检测到设备运行异常，并上传给安全管理模块做出反应；

7、所述数据传输模块用于：通过传输媒介包括无线传输和有线传输的方式，将前端检测模块检测的数据传输给数据处理模块进行处理，并统一计算；

8、所述数据处理模块用于：将数据统一化，将设备采集的电流单位毫安和安培，通过数据处理模块统一换算为相同单位，保证后续计算和分析的准确性；

9、所述数据存储模块用于：将处理过后的数据和信息进行份量存储，并且根据管理员和用户的设置选择定期备份，并将收集到的用电数据分区存储包括实时数据、历史数据、异常数据，用于随时查看；

10、所述远程控制模块用于：用于远程控制设备开关操作，用于调节设备运行参数，根据实际用电需求和电网复制远程调整用电设备的功率；

11、所述安全管理模块用于：用户权限分类，将用户与管理员的权限分开，对于每个角色的权限进行细化管理，数据分析师查看和分析用电数据，但不能修改设备的控制参数；系统管理员对系统进行全面管理，但不能随意删除重要的历史数据，确保每个用户只能在其权限范围内进行操作，避免权限滥用。

12、优选的，所述前端检测模块包括：电量传感单元、环境传感单元和现场图像采集单元，所述电量传感单元用于通过对电流和电压的实时监测，判断设备是否正常运行，以及是否存在过载、欠压的异常情况，所述环境传感单元用于测量设备运行环境的温度和湿度，温度和湿度的变化会影响设备的运行效率和寿命，所述现场图像采集单元用于通过采集现场图像，识别检测用电设备的启动和停止状态，通过设备的启停状态来判断生产流程是否正常进行，以及设备是否出现故障停机的情况。

13、优选的，所述预警模块包括：异常报警单元、故障预警单元和负荷预警单元，所述异常报警单元用于当监测到的电流、电压、功率电学参数超出预设的正常范围时，会立即触发报警，所述故障预警单元用于：根据前端检测模块采集到的设备运行状态信息，设备的启停信号、故障指示信号，当设备出现异常停机、频繁启停或者发出故障信号包括过热信号和过载信号时，会发出预警，有助于及时发现设备的潜在问题，避免设备损坏和生产中断，所述负荷预警单元用于：基于历史用电数据和当前用电趋势，通过时间序列分析、神经网络，对未来几小时或几天的用电负荷进行预测，当预测到用电负荷将超过电网或变压器容量和线路载流量时，预警模块发出预警，以便及时采取措施，如调整生产计划、启动备用电源，避免因过载导致的停电事故。

14、优选的，所述数据传输模块包括：有线与无线传输单元、数据封装与解封装单元和流量控制单元，所述有线与无线传输单元用于：通过以太网或光纤及wi-fi传输或5g将数据进行传输，所述数据封装与解封装单元用于：将电流、电压电学参数数据按照添加数据头、数据尾、校验码进行包装，形成数据包进行传输，以便在网络中进行传输，所述流量控制单元用于：确保数据发送端和接收端的速率匹配，避免接收端因数据接收过快而来不及处理导致数据丢失，数据传输模块会进行流量控制。

15、优选的，所述数据处理模块包括：数据清洗转换单元、数据分析单元和数据压缩单元，所述数据清洗单元用于：通过滤波处理对采集到电流、电压信号进行滤波操作，去除高频噪声和干扰信号，并进行异常值修正，识别并处理数据中的异常值，所述数据分析单元用于：通过对历史用电数据的统计分析，绘制日负荷曲线、月负荷曲线、年负荷曲线，分析用电负荷的时间分布特性，所述数据压缩单元用于：对于一些需要高精度保存的数据，采用无损压缩算法进行压缩，在不损失数据信息的前提下减少数据存储空间，对于一些对精度要求不高的用电数据，采用有损压缩算法进行压缩，在保证数据总体趋势和特征不变的情况下，大幅降低数据存储量。

16、优选的，数据存储模块包括：存储资源分配单元、数据备份单元和恢复单元，所述存储资源分配单元用于：根据用电数据实时数据、历史数据、异常数据、来源以及数据的重要性，将存储设备划分为不同的分区，所述数据备份单元用于：防止数据丢失，数据存储模块会定期对存储的数据进行备份，备份的周期根据数据的重要性和变化频率以及用户或管理员设置来确定，所述恢复单元用于：当存储设备出现故障或者数据遭到破坏时，数据存储模块能够快速地从备份中恢复数据，恢复的过程要尽可能地快速和准确，以减少因数据丢失而造成的损失。

17、优选的，远程控制模块包括：设备控制单元和电网调度单元，所述设备控制单元用于：通过网络连接，可对远程用电设备进行开启和关闭操作，操作人员在控制中心远程关闭该设备，避免不必要的能源浪费，所述电网调度单元用于：通过远程控制模块接收电网各个节点的用电数据，并根据这些数据对电网的负荷进行平衡调节，远程控制该区域的非关键设备暂停运行，同时从其他负荷较低的区域调配电力资源，以确保电网的稳定运行。

18、优选的，安全管理模块包括：用户分类单元和用户权限单元，所述用户分类单元用于：根据不同用户在用电数据监测管理系统中的职责和操作需求，划分不同的角色，普通用户、数据分析师、系统管理员，每个角色被赋予不同的操作权限，普通用户可能只能查看用电数据，而系统管理员进行系统配置、设备控制操作，所述用户权限单元用于：对于每个角色的权限进行细化管理，数据分析师查看和分析用电数据，但不能修改设备的控制参数；系统管理员对系统进行全面管理，但不能随意删除重要的历史数据，通过这种方式，确保每个用户只能在其权限范围内进行操作，避免权限滥用。

19、本发明提供了一种用电数据监测管理系统。具备以下有益效果：

20、1、本发明通过远程控制模块可以对设备进行开关操作、运行参数调节以及电网负荷平衡调节，这使得电力系统的管理更加灵活和智能，在用电高峰时，可以通过远程调整设备功率或暂停非关键设备运行，实现电网的稳定运行，同时避免不必要的能源浪费，提高能源利用效率。

21、2、本发明通过前端检测模块能够全面采集电流、电压、有功功率等多种电学参数以及设备运行状态等信息，数据处理模块再把不同单位的数据统一化数据处理模块中的数据清洗转换单元不仅能去除采集信号中的高频噪声和干扰信号，还能修正异常值，确保数据在进入后续流程前是干净、可靠的，而数据存储模块将数据分区存储，包括实时、历史和异常数据，并可根据需求备份，使得数据在整个生命周期中都能保持完整性。

22、3、本发明通过安全管理模块将用户与管理员权限分开，并对每个角色的权限进行细化管理，这可以有效避免权限滥用，保障系统的安全性和数据的完整性，数据分析师可以专注于数据分析工作，而不会因误操作修改设备控制参数，影响设备正常运行；系统管理员在管理系统时，也受到权限限制，不能随意删除重要历史数据。