[发明专利]具备多设备动态智能识别及能耗拆分功能的多功能电力仪表

说明书

(一)技术领域

本发明属于电力系统及配电系统领域，涉及一种具备多设备智能识别及能耗拆分功能的多功能电力仪表。 

(二)背景技术

越来越多的电力用户采用多功能电力仪表对配电系统实现实时监控。当前所有多功能电力仪表的功能局限于对于一条配电支路(或一个用电设备)的配电参数进行采集计算及配电支路的控制，功能包括： 

a)配电数据采集计算：电流、电压、功率、功率因数、频率、电能、谐波及电能质量等 

b)信号监测：配电支路的开关信号监测 

c)控制：可以对配电支路进行通、断电控制 

d)通讯：具备通讯接口，可以将测量监测数据远传到后台系统，也可实现遥控功能 

e)就地显示及人机界面：通常具备就地显示功能，使用者可以通过就地的人机界面查看数据和设置参数 

作为主要能源之一的电能，在其生产(发电)、传输(输变电)、使用(配用电)过程中都存在大量的损耗，如不同电厂的单位电能标准煤耗存在差异，输变电线路存在铜损、铁损等，尤其在电力使用过程中，由于各种原因，存在大量电能被浪费的现象。为了能切实降低电能的不合理使用，达到节能减排的目标，需要对电力用户的用电情况进行实时有效的监控，除了了解配电系统总的能耗情况，还需要更 多地了解配电支路和各类用电设备的用能情况，以便分析用户电能使用的合理性，提出节能减排的有效措施。 

所谓分项计量，就是要对电力用户的电能按照用途进行分类统计。 

例如，对于大型公共建筑，在多数地方性设计规范及国家住建部的规范中，一般将能耗分解成一级能耗节电照明插座、空调暖通、动力设备、特殊用电，在此基础上将各个一级能耗节点分解为更细的二级能耗节点，以空调暖通为例，可以分解为制冷机组、冷冻泵、冷却泵、风机盘管、制热机组等等二级能耗节点。 

许多工矿企业出于节能降耗、节省运行成本的需要，也要对电能耗进行科学分析，例如某些大型工业企业，他们需要按照车间、生产线、生产班组进行分类统计的能耗信息，核算生产成本。也需要安装类似的分项计量系统。 

由于受到系统规模和投资的限制，不可能对所有用电设备安装计量设备，往往只在配电支路上装设计量表计。为了实现分项计量功能，需要对每个支路的电能数据进行拆分，即将支路用电量拆分成设备用电量。这种拆分通常由后台软件系统实现。 

由于受到计量设备量大、通讯传输速度、计算速度的限制，由后台系统实现电能耗拆分的功能时，通常只能根据实际用电数据、设备额定功率及设备运行作息时间对用电设备电能进行估算，存在较大的误差。 

本发明提出了一种在电力仪表内部进行配电支路用电量到支路下属各个设备用电量的动态拆分的思想，提出了一种多设备动态智能识别功能及能耗拆分算法及据此算法设计的多功能电力仪表方案。这种电力仪表的使用，将为电力用户实现分项计量和节能分析提供方便可 靠的数据来源。 

(三)发明内容

本发明包括以下内容： 

1、提出了一种在电力仪表内进行配电支路用电量到支路下属各个用电设备用电量的动态拆分的思想。 

2、提出了一种多设备动态智能识别功能及能耗拆分算法，具体如下： 

(1)、采集配电支路的交流信号。每周波采集N点，采集2个周波数据： 

电压信号序列为Ui(i＝0，1，2，…，2N) 

电流信号序列为Ii(i＝0，1，2，…，2N) 

(2)、根据采集信号数据计算配电支路的电气参数(三相电压、三相电流、三相功率、三相功率因数、总功率、总功率因数)： 

U＝sqrt[(∑Ui²)/N)](i＝1to N) 

I＝sqrt[(∑Ii²)/N)](i＝1to N) 

P＝∑Ui*Ii(i＝1to N) 

Q＝∑Ui*Ii+N/4(i＝1to N) 

COSΦ＝sqrt[P²/(P²+Q²)] 

(3)、多设备智能识别判据一：额定有功功率判别法 

根据前后两次采集的有功功率，计算功率差： 

ΔP＝P₂-P₁

P2：最近一次采集的有功功率 

P1：前一次采集的有功功率 

找出所有满足ΔP-δ₁＜Pe＜ΔP+δ₁的设备集，记为M1。即