[发明专利]基于双回路智能电能表的空调用电监控系统及监控方法

说明书

本发明针对空调使用不当造成的能源浪费问题，提出了基于双回路智能电能表的空调用电监控系统及监控方法，可基于现有智能电网数据传输平台，通过智能电能表来实现对空调的故障和节能监管功能；基于聚类算法得出两个独立计量回路的用户典型负荷曲线，以此评估空调是否存在故障或异常用电情况，优化运行，以避免空调使用不合理造成的能源浪费。

技术领域

本发明涉及一种基于双回路智能电能表的空调用电监控系统及监控方法，属于电力技术领域。

背景技术

随着我国经济高速化发展，越来越多大型企事业单位或者高校采用空调进行集中供暖/制冷，而空调的使用存在许多不规范现象，比如：无人情况下未关闭、未达到规定温度使用空调以及空调自身出现故障等，这些情况均会导致电能的极大浪费。为缓解能源紧张的压力、解决社会经济发展与能源供应不足的矛盾，应全面推进使用公用空调的节能监控平台。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于双回路智能电能表的空调用电监控系统及监控方法，能实现空调线路独立的计量与控制、空调电量数据上报及分析等功能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于双回路智能电能表的空调用电监控系统及监控方法。

一种基于双回路智能电能表的空调用电监控系统，其特征是，包括与上层服务器进行数据交换的智能电能表；

智能电能表中包括MCU处理器、双回路计量电路和双继电器控制电路；

双回路计量电路具有两个独立的第一计量回路和第二计量回路，由双回路继电器控制电路分别控制第一计量回路和第二计量回路进行采样；第一计量回路采集空调负荷数据接入MCU处理器中的空调负荷处理模块，第二计量回路采集所有用电负荷数据接入MCU处理器中的电能计量处理模块；由MCU处理器对空调负荷处理模块和电能计量处理模块中的数据进行处理，根据数据处理结果判定空调是否存在故障或使用不当。

智能电能表经数据网关与上层服务器进行数据交换。

一种基于双回路智能电能表的空调用电监控方法，其特征是，包括以下步骤：

1)数据采集：两个独立的第一计量回路和第二计量回路分别采集空调负荷数据和所有用电负荷数据；

2)数据预处理：对采集的数据进行规范化处理得到规范化负荷数据；

3)拟合负荷曲线：确定负荷特性指标，通过聚类算法对规范化负荷数据进行聚类，拟合出负荷曲线；

4)建立典型用电负荷曲线：根据拟合出的负荷曲线提取出用户典型用电负荷曲线；

5)分析与评价：根据规范化负荷数据、负荷曲线及用户典型用电负荷曲线判定空调是否存在故障或使用不当。

负荷特性指标主要包括电流、电压和功率。

空调故障的判定方法为：

记计量回路的采样率为fs，每个周期采样0.02fs个电流数据，在0.02fs个电流数据中求得电流最大值I_max，以此电流最大值为基准点，取前0.006fs个采样数据点，对此0.006fs个数据依次做差，并求其相邻两点的斜率值Rate，在0.006fs-1次判定过程中，当斜率值Rate大于设定阈值时，电表跳闸报警寄存器Cnt数值加1，直至Cnt＝3，判定为空调发生故障。

空调使用不当的判定方法为：

根据第一计量回路、第二计量回路采集的数据，对空调负荷处理模块和电能计量处理模块中的数据进行处理，分别获取空调线路和其他用电线路上不同日、不同时间段的拟合负荷曲线，对这些拟合负荷曲线进行聚类分析提取用户典型用电负荷曲线；