用电设备管理方法和系统

摘要

本发明公开了一种用电设备管理方法，包括：1)设备学习：使用现场识别装置单独采集各用电设备工作时的用电参数；2)建立用电设备库：将采集的用电参数上传至计算机，建模分析，使计算机识别各用电设备；3)形成控制逻辑：划分时间区段，并在各时间区段内将各用电设备划分成允许使用类和/或禁止使用类；4)发布控制逻辑：将控制逻辑发送到现场识别装置中，现场识别装置控制各用电设备的使用状态。本发明解决了用电设备参数重叠的处理问题，极大地降低了误识别率，并将使用管理和技术管理很好地融合在一起，在实际使用中也得到了很好的验证。

权利要求

1.一种用电设备管理方法，其特征在于，包括：

1）设备学习：使用现场识别装置单独采集各用电设备工作时的用电参数；

2）建立用电设备库：将采集的用电参数上传至计算机，建模分析，使计算机识别各用电设备；

3）形成控制逻辑：划分时间区段，并在各时间区段内将各用电设备划分成允许使用类和/或禁止使用类；

4）发布控制逻辑：将控制逻辑发送到现场识别装置中，现场识别装置控制各用电设备的使用状态;其中，步骤2）所述建模分析是将采集的用电参数通过参数区间进行划分，不同用电设备用电参数区间各不相同，建模完成后，标记建模数据，使之与用电设备名称、编码、示意图片相关联，步骤3）所述划分时间区段，在同一时间区段内，所选用电设备的参数区间不存在交集，该所选用电设备是指在同一时间区段内，从用电设备库中选取的要受控的允许使用类用电设备和禁止使用类用电设备。

2.根据权利要求1所述一种用电设备管理方法，其特征在于，所述控制逻辑还包括：供电线路总功率上限、单一用电设备功率上限、恶性负载限制。

3.根据权利要求1所述一种用电设备管理方法，其特征在于，步骤1）所述用电参数包括：电流、电压、有功功率、无功功率、谐波分量、相位角、占空比、峰均比，及各电物理参数随时间变化的连续值。

4.根据权利要求1所述一种用电设备管理方法，其特征在于，步骤1）所述采集各用电设备的用电参数，针对非时变用电设备，用电参数进入稳定状态时采集结束；对于时变用电设备，操作设备或改变环境使其工作经过所有状态过程后采集结束。

5.根据权利要求1所述一种用电设备管理方法，其特征在于，步骤4）所述现场识别装置控制各用电设备的使用状态，具体为现场识别装置实时监测供电线路参数，进行分析，对比当前时段所对应的受控用电设备列表，如果发现属于其中，则将其划分为允许使用类，若不在其中，则将其划分为禁止使用类。

6.用于实现权利要求1-5中任意一项所述用电设备管理方法的用电设备管理系统，其特征在于，包括：现场识别装置，用于采集用电设备用电参数上传计算机，并接收计算机的控制逻辑，对用电设备进行分类，所述现场识别装置一端连接用电供电线路，另一端连接计算机；

计算机，用于存储用电设备的用电参数，建模分析，识别各用电设备，形成并发布控制逻辑，所述计算机连接所述现场识别装置。

说明书

用电设备管理方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及能耗管理领域，具体涉及一种用电设备管理方法和系统。

背景技术

[0002] 在能耗管理领域，用电管理是其中最主要的一项。传统的用电设备管理，仅仅能针对非时变设备，并依据其功率和功率因数对这类设备进行进一步分类管理。依据功率大小，分成小功率设备，大功率设备等，在某些场合可以做到限制大功率设备的使用，达到简单的管理目的。依据功率因数进行分类，可以分为阻性负载和非阻性负载。由于阻性负载(通常认为其功率因数大于0.99)通常就是发热设备，例如电炉等。存在可能导致燃烧等不安全因素，有时也称为恶性负载。在某些场合，需要禁止恶性负载的使用，因此，就有必要对这类负载进行识别和分析。对用电设备的智能管理，传统手段并不基于计算机的复杂分析，而是基于现场识别设备的，有实时性强、低成本实现的要求。这些现场识别设备通常采用单片机技术或低端嵌入式系统实现，典型的设备是具有负载管理功能的智能电表。

[0003] 然而，在日常应用中，人们无法限制供电线路上混合电器的存在，也就是多个具有不同电气特征的设备在同一供电线路上同时使用。这时，从供电线路上采集的电气特性参数，将不可能是某一种电器设备的，而是属于这些用电设备的集合(混合电器)的。理论上讲，面对混合电器，要经过分析，精确分解识别出原来各自独立的用电设备是不可能的。很多电气的特性参数其范围就有重叠的部分，其组合就更是无法穷尽了。

发明内容

[0004] 针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种用电设备管理方法和系统，对用电设备特征参数采集、记录、分析、建模等，并将建模参数发布到现场识别设备中，进行实时的识别分析，再依据预定义的管理控制模式，实施对用电设备的管理。

[0005] 本发明解决技术问题采用的技术方案是：

[0006] 一种用电设备管理方法，包括：

[0007] 1)设备学习：使用现场识别装置单独采集各用电设备工作时的用电参数；

[0008] 2)建立用电设备库：将采集的用电参数上传至计算机，建模分析，使计算机识别各用电设备；

[0009] 3)形成控制逻辑：划分时间区段，并在各时间区段内将各用电设备划分成允许使用类和/或禁止使用类；

[0010] 4)发布控制逻辑：将控制逻辑发送到现场识别装置中，现场识别装置控制各用电设备的使用状态。

[0011] 优选地，所述控制逻辑还包括：供电线路总功率上限、单一用电设备功率上限、恶性负载限制。

[0012] 优选地，步骤1)所述用电参数包括：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因素、谐波分量、相位角、占空比、峰均比，及各电物理参数随时间变化的连续值。

[0013] 优选地，步骤1)所述采集用电设备的用电参数，针对非时变用电设备，用电参数进入稳定状态时采集结束；对于时变用电设备，操作设备或改变环境使其工作经过所有状态过程后采集结束。

[0014] 优选地，步骤2)所述建模分析是将采集的用电参数通过参数区间进行划分，不同用电设备用电参数区间各不相同，建模完成后，标记建模数据，使之与用电设备名称、编码、示意图片相关联。

[0015] 优选地，步骤3)所述划分时间区段，在同一时间区段内，所选用电设备的参数区间不存在交集。

[0016] 优选地，步骤4)所述现场识别装置控制各用电设备的使用状态，具体为现场识别装置实时监测供电线路参数，进行分析，对比当前时段所对应的受控用电设备列表，如果发现属于其中，则将其划分为允许使用类，若不在其中，则将其划分为禁止使用类。

[0017] 一种用电设备管理系统，包括：

[0018] 现场识别装置，用于采集用电设备用电参数上传计算机，并接收计算机的控制逻辑，对用电设备进行分类，所述现场识别装置一端连接用电供电线路，另一端连接计算机；

[0019] 计算机，用于存储用电设备的用电参数，建模分析，识别各用电设备，形成并发布控制逻辑，所述计算机连接所述现场识别装置。

[0020] 相比于现有技术，本发明具有的优点在于：可以做到限制某线路上负载的总功率；可以限制某线路上单个负载的功率上限；某线路上，可以规划任意时段内限制或允许使用经过学习的某种用电设备；某线路上，可以规划任意时段内，允许限制除了特别许可的设备外所有恶性负载；可以感知当前线路上的某识别负载的使用情况。

附图说明

[0021] 参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。

[0022] 图1为本发明所述用电设备管理方法实施例的管理流程示意图；

[0023] 图2为本发明所述用电设备管理方法在实际应用过程中的管理界面图。

具体实施方式

[0024] 下面参照附图来进一步说明本发明的技术方案。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

[0025] 虽然在目前的技术水平下，面对混合电器，要经过分析精确分解识别出原来各自独立的用电设备几乎是不可能的，不过，通常情况下，需要管理的用电设备是已知的，或分类明确的，而实际使用的场合中，其设备数量更是有限的，特别是大功率设备的数量，在添加了负载总功率范围的约束后，就更可能只有1个或2～3个。在增加了和实际使用场景相关的简单条件约束项以后，通过供电线路参数的采集、分析，就可能对供电线路用电设备进行相对准确的识别还原。

[0026] 本发明基于上述发明思路，提供一种用电设备管理方法及系统，该用电设备管理方法，包括：

[0027] 1)设备学习：使用现场识别装置单独采集各用电设备工作时的用电参数。

[0028] 现场识别装置应具备采集用电线路参数、模数转换、记录和与计算机进行通讯，实现数据交互的功能。

[0029] 将计算机、现场识别装置及待学习的用电设备连接好，确保学习现场仅一台用电设备连接在现场识别装置采集的线路上，没有其他用电设备，且处于合适的工作环境中。

[0030] 计算机发出学习指令，现场识别装置进入学习模式，此后，正常开启用电设备，这时，现场识别装置将采集与用电设备相关的用电参数，用电参数包括：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因素、谐波分量、相位角、占空比、峰均比，及各电物理参数随时间变化的连续值，并将这些参数做数字化、规整化处理(去噪)后上报给计算机。

[0031] 我们对用电设备进行了简单划分，分成时变设备和非时变设备，所谓时变设备，就是用电设备本身的电气特性会随着自身操作、状态的改变而有所改变，这些改变可以是阶跃式的，例如空调的启动，也可以是连续渐变的，例如某种空调辅加热开启后的功率变化；而非时变设备的电气特性是指设备除启动阶段电气特性有瞬时的改变外，很快并进入稳定的状态，其所有电气特征参数基本保持不变或在很小的范围内细微波动。采集过程因用电设备而异，针对非时变用电设备，用电参数进入稳定状态时采集结束；对于时变用电设备，操作设备或改变环境使其工作经过所有状态过程后才结束，以便采集完整的参数序列。在学习过程完成后，计算机发出结束学习指令，使现场识别装置退出学习模式。

[0032] 2)建立用电设备库：将采集的用电参数上传至计算机，建模分析，使计算机识别各用电设备。

[0033] 由于用电设备总存在差异，所述建模分析是将采集的用电参数通过参数区间进行划分，不同用电设备用电参数区间各不相同，参数区间的确定可以通过对多次同款不同设备的学习过程综合获得，也可以简单依据实验经验获得。建模完成后，标记建模数据，使之与用电设备名称、编码、示意图片相关联，并记录在计算机系统数据库中。

[0034] 3)形成控制逻辑：划分时间区段，并在各时间区段内将各用电设备划分成允许使用类和/或禁止使用类。

[0035] 在计算机系统软件中，根据管理的需求，管理者需要选定供电线路资源，以便对供电线路上的用电设备进行管理，这时，就相当于选定了与供电线路对应的现场识别装置。通常，现场识别装置的存储空间有限，因此，也就限定了管理配置的用电设备数量。

[0036] 管理者需要划分管理的时间区段，每个时间区段内有从用电设备库中选取的要受控的用电设备，这些设备被划分成两类，一类是允许使用类，一类是禁止使用类。在同一时间区段内，所选用电设备的参数区间要求不存在交集，只有这样才能做到不误识别，不误控制。

[0037] 4)发布控制逻辑：将控制逻辑发送到现场识别装置中，现场识别装置控制各用电设备的使用状态。

[0038] 将计算机软件中形成的控制逻辑，转化成现场识别设备可以利用的数据表达方式，下发到各个现场识别装置中，此后，现场识别装置就可以实时监测供电线路参数，进行分析，对比当前时段所对应的受控用电设备列表，如果该用电设备发现属于其中，则执行相应的控制逻辑，即划分为允许使用类，若不在其中，则执行默认的控制逻辑，即划分为禁止使用类。

[0039] 优选地，上述用电设备管理方法，通常还需要有普适的默认控制逻辑，例如：供电线路总功率上限、单一负载功率上限、恶性负载限制是否启用，用于完善现场识别装置的识别流程。

[0040] 一种用于实现上述用电设备管理方法的用电设备管理系统，包括：

[0041] 现场识别装置，用于采集用电设备用电参数上传计算机，并接收计算机的控制逻辑，对用电设备进行分类，所述现场识别装置一端连接用电供电线路，另一端连接计算机；

[0042] 计算机，用于存储用电设备的用电参数，建模分析，识别各用电设备，形成并发布控制逻辑，所述计算机连接所述现场识别装置。

[0043] 实施例

[0044] 如图1所示，在某一特定时间区段内，现场识别装置采集线路用电参数，经过供电线路总功率上限识别和时变性负载特性识别，判断是否存在时变性用电设备，若存在时变性用电设备，则对比时变性用电设备库；若不存在时变性用电设备，则对比非时变性用电设备库；或者同时存在时变性用电设备和非时变性用电设备，则同时对比时变性用电设备库和非时变性用电设备库。经对比，若该用电参数在该时间区段内与用电设备库中的某一用电设备的用电参数相匹配，则该用电设备的控制逻辑为允许使用，则发出该控制逻辑到现场识别装置，将其归类为允许使用；反之，若不匹配，则将其归类为禁止使用。

[0045] 在步骤2)中，建模完成后，标记建模数据，使之与用电设备名称、编码、示意图片相关联，使得供电线路用电设备可以相对准确地识别还原，如图2所示，在某一时间段内，管理者可以通过名称、示意图片等准确地得知目前所有用电设备的使用情况及使用权限。

[0046] 以上实施方式和实施例仅用于进一步说明本发明的技术方案，并不对本发明的保护范围进行任何限制，本领域普通技术人员在不通过创造性劳动下所做的变形和润饰，均应属于本发明的保护范围之内。