本發(fā)明涉及的一種三相電表，特別是涉及應(yīng)用于智能配電的一種三相電表。

背景技術(shù)：

1、隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和電力用戶需求的增加，電能計(jì)量的精度和智能化水平變得越來越重要，現(xiàn)有的三相電表技術(shù)在廣泛應(yīng)用的同時(shí)，也面臨著一些挑戰(zhàn)，如電磁干擾、非線性負(fù)載的影響、以及復(fù)雜電力環(huán)境下的計(jì)量精度問題，為了解決這些問題，許多電表技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。

2、中國發(fā)明專利cn102426290b公開了一種寬量程高精度電能表，其設(shè)計(jì)采用了錳銅和互感器共用或兩個(gè)互感器的方式進(jìn)行電流采樣，并通過單片機(jī)控制通道選擇來改變量程，從而打破計(jì)量芯片動態(tài)范圍的制約，實(shí)現(xiàn)了寬量程和高精度的電能計(jì)量，然而，該設(shè)計(jì)主要依賴硬件的改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)精度提升，對于復(fù)雜電磁環(huán)境下的抗干擾能力和智能化分析處理能力仍存在局限性，此外，該電表未能充分解決在高諧波、非線性負(fù)載等復(fù)雜用電條件下的計(jì)量準(zhǔn)確性問題。

3、另一項(xiàng)中國發(fā)明專利cn114814355b介紹了一種基于錳銅采樣的三相電表，其采用了線性變壓器提供三路隔離電源，并通過4個(gè)單相電能計(jì)量afe配合mcu完成三相表的計(jì)量，這種設(shè)計(jì)在一定程度上減小了變壓器的體積，降低了硬件資源的占用，控制了成本，但該方案在面對更為復(fù)雜的用電環(huán)境時(shí)，特別是在直流分量和諧波畸變較為嚴(yán)重的情況下，其計(jì)量精度和抗干擾能力仍然有限，此外，該電表的智能化水平較低，無法有效識別和處理違章用電行為，缺乏對用電模式的深入分析和優(yōu)化能力。

4、以上設(shè)計(jì)通過硬件改進(jìn)和部分軟件優(yōu)化提高了電能表的計(jì)量精度和穩(wěn)定性，但還存在一定的局限性，如在復(fù)雜電力環(huán)境下的抗干擾能力不足、缺乏智能化的違章用電檢測和響應(yīng)機(jī)制，以及無法有效分析和優(yōu)化用電模式等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提高三相電表在復(fù)雜電力環(huán)境中保持高精度計(jì)量，同時(shí)具備智能化違章用電檢測和優(yōu)化管理功能。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種三相電表，包括三錳銅加零線電流互感器模塊、獨(dú)立電池倉模塊和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集與高維表示模塊、transformer分析模塊、違章用電檢測與報(bào)警模塊、智能數(shù)據(jù)處理與通信模塊、高精度智能計(jì)量模塊和控制模塊；

3、三錳銅加零線電流互感器模塊，用于對三相電表中的電流、電壓、功率因數(shù)、諧波成分及零線電流進(jìn)行測量，產(chǎn)生多維電能數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集與高維表示模塊進(jìn)行進(jìn)一步處理；

4、獨(dú)立電池倉模塊，用于方便地更換電池，獨(dú)立電池倉模塊包括通過螺絲固定的倉蓋，并通過電池電量監(jiān)控子模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控電池狀態(tài)，電量數(shù)據(jù)可傳遞至控制模塊以提醒用戶進(jìn)行電池更換；

5、數(shù)據(jù)采集與高維表示模塊，用于接收來自三錳銅加零線電流互感器模塊的多維電能數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為高維表示向量，并對多維電能數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化處理，生成固定長度的時(shí)間片段；所生成的高維表示向量被實(shí)時(shí)傳輸至transformer分析模塊，供其進(jìn)行后續(xù)分析；

6、transformer分析模塊，包含自注意力機(jī)制，transformer分析模塊用于接收來自數(shù)據(jù)采集與高維表示模塊的高維表示向量序列，對其進(jìn)行多層次、多角度的加權(quán)分析，捕捉數(shù)據(jù)中的時(shí)間依賴關(guān)系和潛在模式，從而提取用于違章用電檢測和高精度智能計(jì)量的特征數(shù)據(jù)；所提取的特征數(shù)據(jù)進(jìn)一步傳輸至違章用電檢測與報(bào)警模塊和高精度智能計(jì)量模塊；

7、違章用電檢測與報(bào)警模塊，用于接收來自transformer分析模塊的特征數(shù)據(jù)，檢測相線與零線電流的嚴(yán)重不平衡，判斷是否存在違章用電行為，若檢測到異常則自動觸發(fā)報(bào)警機(jī)制或?qū)⒖刂菩盘柊l(fā)送至控制模塊以停止電能表的供電；

8、智能數(shù)據(jù)處理與通信模塊，用于對來自transformer分析模塊的高維表示向量和特征數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，生成緊湊的表示向量以減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷，并通過載波通信技術(shù)將數(shù)據(jù)上傳至供電公司服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能化電能管理；該模塊同時(shí)接收并處理來自控制模塊的控制信號，并將其傳遞給相關(guān)模塊執(zhí)行；

9、高精度智能計(jì)量模塊，用于接收來自transformer分析模塊的特征數(shù)據(jù)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過精細(xì)化分析確保在高諧波、非線性負(fù)載等情況下仍然能夠保持電能計(jì)量的高精度，分析結(jié)果可反饋至控制模塊以供系統(tǒng)進(jìn)行自動化調(diào)整，并向智能數(shù)據(jù)處理與通信模塊傳輸優(yōu)化建議；

10、控制模塊，用于接收來自違章用電檢測與報(bào)警模塊和高精度智能計(jì)量模塊的分析結(jié)果和控制信號，執(zhí)行相應(yīng)的控制操作，如調(diào)整電能表的工作狀態(tài)或停止供電，并通過智能數(shù)據(jù)處理與通信模塊將數(shù)據(jù)和控制信號反饋至供電公司服務(wù)器，以便供電公司實(shí)施智能化管理。

11、在上述三相電表中，通過引入三錳銅加零線電流互感器模塊，顯著提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，并能夠在復(fù)雜電磁環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高精度計(jì)量，同時(shí)，利用transformer分析模塊的多頭自注意力機(jī)制，對采集到的電能數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，精準(zhǔn)識別異常模式，實(shí)現(xiàn)智能化的違章用電檢測和快速響應(yīng)，結(jié)合智能數(shù)據(jù)處理與通信模塊的分布式計(jì)算技術(shù)，本發(fā)明不僅提高了數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)男?，還通過高精度智能計(jì)量模塊的優(yōu)化建議功能，幫助用戶降低能耗，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的電力管理目標(biāo)。

12、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，三錳銅加零線電流互感器模塊通過對三相電流信號和零線電流信號的實(shí)時(shí)監(jiān)測，能夠檢測到電網(wǎng)中由于非線性負(fù)載或其他因素引起的直流分量和偶次諧波分量。

13、作為本技術(shù)的再進(jìn)一步改進(jìn)，獨(dú)立電池倉模塊進(jìn)一步包括電池電量監(jiān)控子模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測電池的電量狀態(tài)，并在電量低于設(shè)定閾值時(shí)，通過lcd顯示或通信模塊提醒用戶及時(shí)更換電池。

14、作為本技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，transformer分析模塊包括多頭自注意力機(jī)制，用于對高維表示向量序列的不同特征進(jìn)行加權(quán)處理，從而提高系統(tǒng)對電流、電壓信號中的異常模式（如違章用電行為、設(shè)備故障等）的識別能力。

15、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)，違章用電檢測與報(bào)警模塊進(jìn)一步包括一個(gè)動態(tài)閾值調(diào)整子模塊，該子模塊根據(jù)不同的用電環(huán)境和負(fù)載情況，動態(tài)調(diào)整違章用電的檢測閾值，以提高檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。

16、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)的補(bǔ)充，智能數(shù)據(jù)處理與通信模塊利用分布式計(jì)算技術(shù)，將電能表的部分?jǐn)?shù)據(jù)處理任務(wù)分配到邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，以減少數(shù)據(jù)傳輸延遲并提高實(shí)時(shí)處理效率。

17、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)的補(bǔ)充，高精度智能計(jì)量模塊通過對歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的比對分析，自動識別用電模式的變化，并生成預(yù)測模型，用于提供節(jié)能優(yōu)化建議和異常預(yù)警。

18、一種三相電表，其特征在于：其工作方法包括以下步驟；

19、s1：通過三錳銅加零線電流互感器模塊采集三相電表的電流、電壓、功率因數(shù)、諧波成分及零線電流數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化處理；

20、s2：將處理后的多維電能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高維表示向量，并將其切片為固定長度的時(shí)間片段；

21、s3：利用transformer分析模塊對高維表示向量序列進(jìn)行多層次、多角度的自注意力分析，提取數(shù)據(jù)中的時(shí)間依賴關(guān)系和潛在模式；

22、s4：基于分析結(jié)果，通過違章用電檢測與報(bào)警模塊檢測相線與零線電流的平衡性，判斷是否存在違章用電行為，若檢測到異常則觸發(fā)報(bào)警或控制電能表停止供電；

23、s5：對高維表示向量進(jìn)行壓縮，并通過智能數(shù)據(jù)處理與通信模塊將數(shù)據(jù)上傳至供電公司服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理；

24、s6：通過高精度智能計(jì)量模塊對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，生成高精度的電能計(jì)量結(jié)果和用電模式預(yù)測，并提供優(yōu)化能耗管理的建議。

25、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

26、1.高精度和高抗干擾能力，本專利采用三錳銅加零線電流互感器模塊，具備優(yōu)異的抗磁干擾能力，能夠在復(fù)雜的電磁環(huán)境下保持高精度的電能計(jì)量，相比傳統(tǒng)ct傳感器，該模塊有效避免了磁場干擾對測量精度的影響。

27、該模塊還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電網(wǎng)中的直流分量和偶次諧波分量，這些因素往往在非線性負(fù)載條件下出現(xiàn)并可能影響電能表的計(jì)量精度，通過精確檢測這些分量，本專利的三相電表能夠在各種復(fù)雜電力環(huán)境下依然保持高精度。

28、2.智能化的違章用電檢測與響應(yīng)，本專利通過引入動態(tài)閾值調(diào)整子模塊，能夠根據(jù)不同的用電環(huán)境和負(fù)載情況自動調(diào)整檢測閾值，提升違章用電行為檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性，系統(tǒng)能夠有效識別相線與零線電流的不平衡情況，避免誤報(bào)和漏報(bào)。

29、當(dāng)檢測到違章用電行為或電路異常時(shí)，系統(tǒng)可以立即觸發(fā)報(bào)警，并通過控制模塊執(zhí)行緊急停電操作，防止進(jìn)一步的違規(guī)操作，這種快速響應(yīng)機(jī)制確保了電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。

30、3.高效的數(shù)據(jù)處理與遠(yuǎn)程管理，本專利的智能數(shù)據(jù)處理與通信模塊利用分布式計(jì)算技術(shù)和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，極大地提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和傳輸效率，通過將部分?jǐn)?shù)據(jù)處理任務(wù)分配到邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，減少了中央處理單元的負(fù)載，提升了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理能力。

31、壓縮后的數(shù)據(jù)通過載波通信技術(shù)上傳至供電公司服務(wù)器，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，供電公司能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控電能表的運(yùn)行狀態(tài)，并對異常情況做出及時(shí)的響應(yīng)和處理。

32、4.精準(zhǔn)的電能計(jì)量與用電優(yōu)化，該模塊通過結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合分析，確保電能計(jì)量在各種復(fù)雜條件下（如高諧波、非線性負(fù)載等）依然能夠保持高精度，系統(tǒng)能夠識別用戶的用電模式變化，并基于預(yù)測模型提供未來用電趨勢的精準(zhǔn)預(yù)測。

33、此外，系統(tǒng)還生成節(jié)能優(yōu)化建議，幫助用戶合理規(guī)劃用電，降低能源消耗，這一功能不僅有助于用戶減少電費(fèi)開支，還能優(yōu)化整體能源的使用效率，支持可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

34、5.便捷的維護(hù)與管理，本專利設(shè)計(jì)的獨(dú)立電池倉模塊使得電池更換操作簡單方便，避免了傳統(tǒng)電表在更換電池時(shí)的繁瑣操作，電池電量監(jiān)控子模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測電池狀態(tài)，當(dāng)電量低于設(shè)定閾值時(shí)，通過lcd顯示或通信模塊提醒用戶及時(shí)更換電池，確保電表的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

35、有效降低了電表的維護(hù)成本，同時(shí)通過遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，供電公司也可以在電量不足時(shí)提醒用戶，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的可靠性。

36、6.全面的智能化工作流程，通過多頭自注意力機(jī)制，本專利的transformer分析模塊能夠從多個(gè)角度分析電能數(shù)據(jù)的時(shí)序變化，捕捉潛在的異常模式和用電行為，該模塊不僅提高了數(shù)據(jù)分析的深度和廣度，還為后續(xù)的違章檢測和智能計(jì)量提供了關(guān)鍵支持。

37、結(jié)合高維表示向量的生成和處理，系統(tǒng)能夠全面、深入地理解復(fù)雜的電能數(shù)據(jù)，使得整個(gè)工作流程更加智能化、高效化。