本申請涉及電能質量監(jiān)測技術領域，尤其涉及一種用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術：

隨著科學技術與國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，電力系統(tǒng)中光伏和風電等新能源大規(guī)模并網(wǎng)，導致非線性負荷、沖擊性負荷以及大功率負荷大量接入，由此造成的電能質量問題給生產(chǎn)生活造成嚴重影響。電力系統(tǒng)中，電能質量問題同時存在于系統(tǒng)側和用戶側，并且大部分的故障和異常現(xiàn)象都出現(xiàn)在用戶側。因此，越來越多的電力用戶開始關注用戶側電能質量問題，用戶側電能質量監(jiān)測與管理也隨之受到廣泛關注。

目前，電力用戶在變電站安裝電能質量監(jiān)測裝置，電能質量監(jiān)測裝置采集該電力用戶的用電數(shù)據(jù)，并通過電能質量監(jiān)測裝置的顯示屏和按鍵進行對應的數(shù)據(jù)顯示及顯示調(diào)整，電力用戶通過監(jiān)測顯示屏顯示的數(shù)據(jù)，對用戶側的電能質量進行判斷和評價，已達到及時發(fā)現(xiàn)故障和異常的目的。

安裝于用戶側的電能質量監(jiān)測裝置，對用戶的用電數(shù)據(jù)進行采集，并將相關的電能質量數(shù)據(jù)進行顯示，電力用戶根據(jù)自身工作經(jīng)驗，根據(jù)所顯示的電能質量數(shù)據(jù)判斷當前用戶側的電能質量情況。一方面，由于電力用戶缺乏分析用電數(shù)據(jù)的專業(yè)技術，無法自行進行專業(yè)分析，另一方面，用戶側電能質量監(jiān)測裝置不具備電力專網(wǎng)通信條件，無法將用電數(shù)據(jù)傳輸給電力主站系統(tǒng)，由電力主站系統(tǒng)進行專業(yè)分析，導致用戶判斷經(jīng)常出現(xiàn)判斷誤差，無法及時掌握用戶側的故障和異常情況，并采取相關措施。因此，現(xiàn)有技術的方法仍然無法對用戶側電能質量進行有效的監(jiān)測、分析和管理。

技術實現(xiàn)要素：

本申請實施例提供了一種用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)及方法，以解決用戶對電能質量判斷的誤差及滯后的問題。

根據(jù)本申請實施例的第一方面，提供了一種用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)包括：電能質量監(jiān)測裝置、4G無線路由器、遠程服務器和主站系統(tǒng)服務器組，其中，電能質量監(jiān)測裝置安裝于用戶側，主站系統(tǒng)服務器組安裝于系統(tǒng)側；電能質量監(jiān)測裝置、4G無線路由器、遠程服務器和主站系統(tǒng)服務器組依次通信連接；主站系統(tǒng)服務器組包括采集服務器、處理服務器、數(shù)據(jù)庫服務器和Web服務器，遠程服務器、采集服務器、處理服務器、數(shù)據(jù)庫服務器和Web服務器依次通信連接；遠程服務器為DDNS服務器或VPN服務器。

可選地，若遠程服務器為VPN服務器，4G無線路由器為具備VPN功能的4G無線路由器，VPN服務器安裝于系統(tǒng)側。

可選地，數(shù)據(jù)庫服務器為具備Oracle數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫服務器或具備SQL Server數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫服務器。

可選地，4G無線路由器中的SIM卡為電信SIM卡、移動SIM卡或聯(lián)通SIM卡；4G無線路由器為宏電H8921S路由器；4G無線路由器通過RJ-45連接器與電能質量監(jiān)測裝置通信連接。

可選地，DDNS服務器為花生殼DDNS服務器或88IP服務器。

根據(jù)本申請實施例的第二方面，還提供了一種用戶側電能質量的監(jiān)測方法，該監(jiān)測方法包括以下步驟：處理服務器接收采集服務器獲取的由電能質量監(jiān)測裝置采集的用戶側的電能質量數(shù)據(jù)，電能質量數(shù)據(jù)通過4G無線路由器發(fā)送至遠程服務器，并由遠程服務器轉發(fā)至采集服務器；處理服務器將電能質量數(shù)據(jù)處理為能夠在微信客戶端顯示的發(fā)布數(shù)據(jù)，并將發(fā)布數(shù)據(jù)和電能質量數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫服務器；數(shù)據(jù)庫服務器將發(fā)布數(shù)據(jù)導出至Web服務器，由Web服務器將導出的發(fā)布數(shù)據(jù)推送至微信客戶端的微信公眾號。

可選地，處理服務器將電能質量數(shù)據(jù)處理為能夠在微信客戶端顯示的發(fā)布數(shù)據(jù)，包括：處理服務器通過地圖導航確定對應區(qū)域或對應用戶的電能質量數(shù)據(jù)；處理服務器將電能質量數(shù)據(jù)經(jīng)過統(tǒng)計及分析，得到能夠在微信客戶端顯示的電能質量評估報表和不合格參數(shù)報表，其中，電能質量評估報表包括電能質量指標的合格率和電能質量綜合評估結果，不合格參數(shù)報表包括電能質量指標中不合格指標和不合格指標對應的電能質量數(shù)據(jù)；處理服務器將電能質量數(shù)據(jù)經(jīng)過統(tǒng)計及分析，還得到能夠在微信客戶端顯示事件告警信息，其中，事件告警信息包括電能質量監(jiān)測裝置的掉電告警、通訊異常告警、電能質量指標穩(wěn)態(tài)越限告警、電壓暫升/暫降/短時中斷告警；其中，電能質量評估報表、不合格參數(shù)報表和事件告警信息均為發(fā)布數(shù)據(jù)。

可選地，數(shù)據(jù)庫服務器將發(fā)布數(shù)據(jù)導出至Web服務器，包括：當處理服務器處理得到事件告警信息時，數(shù)據(jù)庫服務器將事件告警信息導出至Web服務器；當處理服務器處理沒得到事件告警信息時，數(shù)據(jù)庫服務器接收由Web服務器發(fā)送的信息推送指令，將與信息推送指令對應的發(fā)布數(shù)據(jù)導出至Web服務器。

本申請實施例提供了一種用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)包括電能質量監(jiān)測裝置、4G無線路由器、遠程服務器和主站系統(tǒng)服務器組，其中，電能質量監(jiān)測裝置安裝于用戶側，主站系統(tǒng)服務器組安裝于系統(tǒng)側；電能質量監(jiān)測裝置、4G無線路由器、遠程服務器和主站系統(tǒng)服務器組依次通信連接；主站系統(tǒng)服務器組包括采集服務器、處理服務器、數(shù)據(jù)庫服務器和Web服務器，遠程服務器、采集服務器、處理服務器、數(shù)據(jù)庫服務器和Web服務器依次通信連接；遠程服務器為DDNS服務器或VPN服務器。同時，結合本申請實施例提供的用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)，還提供了一種用戶側電能質量的監(jiān)測方法，該監(jiān)測方法包括以下步驟：處理服務器接收采集服務器獲取的由電能質量監(jiān)測裝置采集的用戶側的電能質量數(shù)據(jù)，電能質量數(shù)據(jù)通過4G無線路由器發(fā)送至遠程服務器，并由遠程服務器轉發(fā)至采集服務器；處理服務器將電能質量數(shù)據(jù)處理為能夠在微信客戶端顯示的發(fā)布數(shù)據(jù)，并將發(fā)布數(shù)據(jù)和電能質量數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫服務器；數(shù)據(jù)庫服務器將發(fā)布數(shù)據(jù)導出至Web服務器，由Web服務器將導出的發(fā)布數(shù)據(jù)推送至微信客戶端的微信公眾號。

本申請實施例所提供的用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)，利用4G無線路由器和遠程服務器，建立了用戶側電能質量監(jiān)測裝置與主站系統(tǒng)服務器組之間的網(wǎng)絡通路，使電能質量監(jiān)測裝置所采集的電能質量數(shù)據(jù)得以傳輸至主站系統(tǒng)服務器組。本申請實施例所提供的用戶側電能質量的監(jiān)測方法通過主站系統(tǒng)服務器組對電能質量數(shù)據(jù)進行的專業(yè)數(shù)據(jù)處理及分析，得到可由微信客戶端顯示的發(fā)布數(shù)據(jù)，并最終發(fā)送至微信公眾號。用戶通過安裝于手機、平板電腦及個人電腦等終端設備的微信客戶端，及時掌握電能質量情況，并根據(jù)不同電能質量情況及時采取相應措施。本申請實施例所提供的用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)及其方法，使用戶無論何時何地都可以快速有效的掌握電能質量運行狀態(tài)，對異常事故可以迅速收到提醒，及時診斷并采取對應的解決措施，避免事故影響擴大，大幅降低安全隱患，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的一種用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為本申請實施例提供的另一種用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3為本申請實施例提供的又一種用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)的結構示意圖；

圖4為本申請實施例提供的用戶側電能質量的監(jiān)測方法的流程圖。

上述圖1至圖3中：1-電能質量監(jiān)測裝置，2-4G無線路由器，3-遠程服務器，4-主站系統(tǒng)服務器，5-采集服務器，6-處理服務器，7-數(shù)據(jù)庫服務器，8-Web服務器，9-DDNS服務器，10-VPN服務器。

具體實施方式

電力系統(tǒng)中，電能質量問題同時存在于系統(tǒng)側和用戶側，系統(tǒng)側可靠性較高，發(fā)生故障的概率比較低，大部分的故障、異?，F(xiàn)象出現(xiàn)在用戶側。以前，受限于工作職責和網(wǎng)絡通信條件，關注電能質量問題的主要是電力系統(tǒng)工程師以及相應的技術人員，電能質量監(jiān)測與管理系統(tǒng)也是主要基于系統(tǒng)側考慮，電力系統(tǒng)側電能質量監(jiān)測裝置和大型企業(yè)的電能質量監(jiān)測裝置均通過電力系統(tǒng)專網(wǎng)接入電力部門的系統(tǒng)側電能質量監(jiān)測與管理系統(tǒng)。然而，隨著社會的快速發(fā)展和電力市場機制的不斷完善，風電、光伏、冶金、化工等不同類型的電力負荷快速增長，劣質電能質量會為用戶帶來非常嚴重的電力安全隱患和經(jīng)濟損失，因此，越來越多的電力用戶開始關注用戶側電能質量問題，而這些用戶并不具備電力系統(tǒng)專網(wǎng)通信條件，而用戶僅通過用戶側的電能質量監(jiān)測裝置所顯示的電能質量數(shù)據(jù)，對電能質量的判斷常存在誤差及滯后，因此，本申請實施例提供了一種用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

參見圖1，為本申請實施例提供的用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)的結構示意圖，該監(jiān)測系統(tǒng)包括：電能質量監(jiān)測裝置1、4G無線路由器2、遠程服務器3和主站系統(tǒng)服務器組4，電能質量監(jiān)測裝置1、4G無線路由器2、遠程服務器3和主站系統(tǒng)服務器組4依次通信連接，以下針對各個裝置的安裝位置及其功能進行說明。

電能質量監(jiān)測裝置1安裝于用戶側，用于監(jiān)測安裝電能質量監(jiān)測裝置1的用戶的電能質量數(shù)據(jù)，電能質量數(shù)據(jù)主要包括采集企業(yè)或團體等用戶的3秒實時數(shù)據(jù)、3分鐘統(tǒng)計數(shù)據(jù)(最大/最小/平均/95概率值)、暫態(tài)事件(電壓暫升、暫降和短時中斷事件)和穩(wěn)態(tài)越限事件(頻率上越限、頻率下越限、電壓上越限、電壓下越限、電壓或電流諧波越限、電壓或電流總諧波畸變率越限以及電壓或電流不平衡越限)。

4G無線路由器2安裝于用戶側，由于很多用戶都不具備電力專網(wǎng)通信條件，在實際使用過程中，電能質量監(jiān)測裝置1一般安裝于距離網(wǎng)絡覆蓋的辦公區(qū)域較遠的變電站，因此需要由裝有SIM卡的4G無線路由器2構建4G網(wǎng)絡通路。4G無線路由器2為宏電H8921S路由器，SIM卡可使用電信SIM卡、移動SIM卡或聯(lián)通SIM卡，4G無線路由器2通過RJ-45連接器與電能質量監(jiān)測裝置1通信連接。

遠程服務器3與電能質量監(jiān)測裝置1通過4G無線路由器2構建的4G無線網(wǎng)絡通信連接，遠程服務器3既可使用DDNS服務器9、也可使用VPN服務器10。具體地，參見圖2，為本申請實施例提供的另一種用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)的結構示意圖，圖2中采用第三方提供的DDNS服務器9，例如，花生殼DDNS服務器或88IP服務器等由第三方提供的DDNS服務器。DDNS服務器9通過第三方提供的通信網(wǎng)絡連接主站系統(tǒng)服務器組4。因此，DDNS服務器9配合4G無線路由器2，結合電力主站系統(tǒng)網(wǎng)路構建電能質量監(jiān)測裝置1與主站系統(tǒng)服務器組4之間的網(wǎng)絡通路。

參見圖3，為本申請實施例提供的又一種用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)的結構示意圖，圖3中采用電力主站系統(tǒng)提供的VPN服務器10，此時VPN服務器10與主站系統(tǒng)服務器組4一樣安裝于系統(tǒng)側，而且VPN服務器10與主站系統(tǒng)服務器組4通過電力主站系統(tǒng)網(wǎng)絡通信連接。VPN服務器10配合4G無線路由器2，結合電力主站系統(tǒng)網(wǎng)絡構建電能質量監(jiān)測裝置1與主站系統(tǒng)服務器組4之間的網(wǎng)絡通路。需要特別說明的是，當選用VPN服務器10時，4G無線路由器2需要選擇具備VPN功能的4G無線路由器，以便與VPN服務器10建立網(wǎng)絡連接。

主站系統(tǒng)服務器組4安裝于系統(tǒng)側，主站系統(tǒng)服務器組4包括采集服務器5、處理服務器6、數(shù)據(jù)庫服務器7和Web服務器8，采集服務器5、處理服務器6、數(shù)據(jù)庫服務器7和Web服務器8通過電力主站系統(tǒng)網(wǎng)絡依次通信連接。其中，數(shù)據(jù)庫服務器7為具備Oracle數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫服務器或具備SQL Server數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫服務器。主站系統(tǒng)服務器組4中各個服務器的功能說明具體如下。

采集服務器5，利用4G無線路由器2和遠程服務器3建立的網(wǎng)絡通路，采集電能質量監(jiān)測裝置1獲取的電能質量數(shù)據(jù)。

處理服務器6，獲取采集服務器5采集的電能質量數(shù)據(jù)，并對電能質量數(shù)據(jù)進行處理。具體地，包括以下模塊，a.地圖導航模塊：處理服務器通過地圖導航確定對應區(qū)域或對應用戶的電能質量數(shù)據(jù)，該地圖導航是基于GIS(Geographic Information System，地理信息系統(tǒng))技術的地圖導航；b.實時數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊：獲取電能質量監(jiān)測裝置1采集的3秒實時數(shù)據(jù)，并分析提供實時波形圖、實時諧波頻譜圖、實時矢量圖和實時數(shù)據(jù)報表，及對上述圖表進行分析等；c.穩(wěn)態(tài)趨勢分析模塊：獲取電能質量監(jiān)測裝置1提供的3分鐘統(tǒng)計數(shù)據(jù)(最大/最小/平均/95概率值)，提供某一時段多個電能質量指標的歷史趨勢曲線，電能質量指標主要包括諧波、電壓偏差、頻率偏差、電壓不平衡度、長時電壓閃變等五項，并對上述電能質量指標的歷史趨勢曲線進行分析；d.暫態(tài)事件分析模塊：獲取電能質量監(jiān)測裝置1提供的暫態(tài)事件(電壓暫升、暫降和短時中斷事件)及對應波形，提供暫態(tài)事件列表和暫態(tài)波形分析；e.穩(wěn)態(tài)越限分析模塊：獲取電能質量監(jiān)測裝置1提供的穩(wěn)態(tài)越限事件，提供相應的越限事件列表及越限統(tǒng)計報表；f.統(tǒng)計報表模塊：提供日/周/月/季/年多個時段類型的電能質量評估報表和不合格參數(shù)報表；g.平臺知識庫模塊：可用于上傳/下載系統(tǒng)管理章程、行業(yè)標準和電能質量分析報告等相關資料；h.用戶臺賬管理模塊：提供新建用戶、刪除用戶、編輯用戶屬性和用戶授權等用戶臺賬管理功能；i.設備臺賬管理模塊：提供電能質量監(jiān)測裝置1的設備臺賬管理功能，包括：新建設備、刪除設備、編輯設備屬性等；j.干擾源臺賬管理模塊：提供電能質量干擾源臺賬管理功能，包括：新建干擾源、刪除干擾源、編輯干擾源屬性等管理功能。

數(shù)據(jù)庫服務器7，用于存儲電能質量監(jiān)測裝置1提供的電能質量數(shù)據(jù)、處理服務器6處理得到的各種圖表及分析結果、電能質量監(jiān)測裝置1所對應的安裝用戶的用戶資料和系統(tǒng)管理章程等資料。其中用戶資料包括相應用戶的在地圖導航中的位置和用戶的訂閱信息等。

Web服務器8，獲取用戶的訂閱信息，并將用戶的訂閱信息發(fā)送給處理服務器6，由處理服務器6由數(shù)據(jù)庫服務器7中導出相關用戶的相關發(fā)布數(shù)據(jù)，Web服務器8將發(fā)布數(shù)據(jù)通過Web服務器接口將導出的發(fā)布數(shù)據(jù)推送至微信客戶端的微信公眾號。

與本申請實施例提供的用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)相對應，本申請實施例還提供了用戶側電能質量的監(jiān)測方法。參見圖4，為本申請實施例提供的用戶側電能質量的監(jiān)測方法的流程圖。該方法包括如下步驟：

步驟110，用戶側的電能質量數(shù)據(jù)首先由電能質量監(jiān)測裝置進行采集，然后通過4G無線路由器發(fā)送至遠程服務器，再由遠程服務器轉發(fā)至采集服務器，最后由處理服務器通過采集服務器進行接收。

步驟120，處理服務器通過地圖導航確定對應區(qū)域或對應用戶的電能質量數(shù)據(jù)；處理服務器將電能質量數(shù)據(jù)經(jīng)過統(tǒng)計及分析，得到能夠在微信客戶端顯示的電能質量評估報表和不合格參數(shù)報表，其中，電能質量評估報表包括電能質量指標的合格率和電能質量綜合評估結果，不合格參數(shù)報表包括電能質量指標中不合格指標和不合格指標對應的電能質量數(shù)據(jù)；處理服務器將電能質量數(shù)據(jù)經(jīng)過統(tǒng)計及分析，還得到能夠在微信客戶端顯示事件告警信息，其中，事件告警信息包括電能質量監(jiān)測裝置的掉電告警、通訊異常告警、電能質量指標穩(wěn)態(tài)越限告警、電壓暫升/暫降/短時中斷告警；其中，電能質量評估報表、不合格參數(shù)報表和事件告警信息均為發(fā)布數(shù)據(jù)。

處理服務器將發(fā)布數(shù)據(jù)和電能質量數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫服務器。

步驟130，數(shù)據(jù)庫服務器將發(fā)布數(shù)據(jù)導出至Web服務器，由Web服務器將導出的發(fā)布數(shù)據(jù)推送至微信客戶端的微信公眾號。

其中，需要說明的是，所述電能質量數(shù)據(jù)推送包括兩種形式，一種是定期接收的訂閱信息，其形式為電能質量評估報表和不合格參數(shù)報表。這種定期接收的訂閱數(shù)據(jù)推送頻率為每日/每周/每季/每半年/每年，可以協(xié)助系統(tǒng)管理員快速掌握系統(tǒng)的總體電能質量狀態(tài)。另外一種是即時發(fā)送的事件告警信息，這類告警數(shù)據(jù)推送頻率為即時推送，當所述處理服務器處理得到事件告警信息時，所述數(shù)據(jù)庫服務器將所述事件告警信息導出至所述Web服務器，由Web服務器將導出的發(fā)布數(shù)據(jù)推送至微信客戶端的微信公眾號。一旦發(fā)生相關事件，立刻會通過微信公眾號發(fā)送告警提示信息，督促系統(tǒng)管理員盡快落實告警原因，大幅降低安全隱患，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

在本發(fā)明實施例中，上述實施例提供的監(jiān)測系統(tǒng)和監(jiān)測方法之間相同或相似的部分在此不詳細闡述，互相參見即可。

從上述實施方式可以看出，本申請實施例所提供的用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)，利用4G無線路由器和遠程服務器，建立了用戶側電能質量監(jiān)測裝置與主站系統(tǒng)服務器組之間的網(wǎng)絡通路，使電能質量監(jiān)測裝置所采集的電能質量數(shù)據(jù)得以傳輸至主站系統(tǒng)服務器組。本申請實施例所提供的用戶側電能質量的監(jiān)測方法通過主站系統(tǒng)服務器組對電能質量數(shù)據(jù)進行的專業(yè)數(shù)據(jù)處理及分析，得到可由微信客戶端顯示的發(fā)布數(shù)據(jù)，并最終發(fā)送至微信公眾號。用戶通過安裝于手機、平板電腦及個人電腦等終端設備的微信客戶端，及時掌握電能質量情況，并根據(jù)不同電能質量情況及時采取相應措施。本申請實施例所提供的用戶側電能質量的監(jiān)測系統(tǒng)及其方法，使用戶無論何時何地都可以快速有效的掌握電能質量運行狀態(tài)，對異常事故可以迅速收到提醒，及時診斷并采取對應的解決措施，避免事故影響擴大，大幅降低安全隱患，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里申請的公開后，將容易想到本申請的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本申請的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本申請的一般性原理并包括本申請未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本申請的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本申請并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本申請的范圍僅由所附的權利要求來限制。