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(lái)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(wèn)題，為了解決這些問(wèn)題，許多電表技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。

2、中國(guó)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(guò)單片機(jī)控制通道選擇來(lái)改變量程，從而打破計(jì)量芯片動(dòng)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(lái)實(shí)現(xiàn)精度提升，對(duì)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(wèn)題。

3、另一項(xiàng)中國(guó)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(guò)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(duì)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(wú)法有效識(shí)別和處理違章用電行為，缺乏對(duì)用電模式的深入分析和優(yōu)化能力。

4、以上設(shè)計(jì)通過(guò)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(cè)和響應(yīng)機(jī)制，以及無(wú)法有效分析和優(yōu)化用電模式等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)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(cè)和優(yōu)化管理功能。

2、為解決上述問(wèn)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(cāng)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(cè)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(duì)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(cè)量，產(chǎn)生多維電能數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過(guò)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(cāng)模塊，用于方便地更換電池，獨(dú)立電池倉(cāng)模塊包括通過(guò)螺絲固定的倉(cāng)蓋，并通過(guò)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(lái)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(duì)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(zhǎng)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(lái)自數(shù)據(jù)采集與高維表示模塊的高維表示向量序列，對(duì)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(cè)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(cè)與報(bào)警模塊和高精度智能計(jì)量模塊；

7、違章用電檢測(cè)與報(bào)警模塊，用于接收來(lái)自transformer分析模塊的特征數(shù)據(jù)，檢測(cè)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(cè)到異常則自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警機(jī)制或?qū)⒖刂菩盘?hào)發(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(duì)來(lái)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(guò)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(lái)自控制模塊的控制信號(hào)，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(lái)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(guò)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(dòng)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(lái)自違章用電檢測(cè)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(hào)，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(guò)智能數(shù)據(jù)處理與通信模塊將數(shù)據(jù)和控制信號(hào)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(guò)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(duì)采集到的電能數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，精準(zhǔn)識(shí)別異常模式，實(shí)現(xiàn)智能化的違章用電檢測(cè)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剩€通過(guò)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(guò)對(duì)三相電流信號(hào)和零線電流信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠檢測(cè)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(cāng)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(cè)電池的電量狀態(tài)，并在電量低于設(shè)定閾值時(shí)，通過(guò)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(duì)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(duì)電流、電壓信號(hào)中的異常模式（如違章用電行為、設(shè)備故障等）的識(shí)別能力。

15、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)，違章用電檢測(cè)與報(bào)警模塊進(jìn)一步包括一個(gè)動(dòng)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(dòng)態(tài)調(diào)整違章用電的檢測(cè)閾值，以提高檢測(cè)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(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的比對(duì)分析，自動(dòng)識(shí)別用電模式的變化，并生成預(yù)測(cè)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(guò)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(zhǎng)度的時(shí)間片段；

21、s3：利用transformer分析模塊對(duì)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(guò)違章用電檢測(cè)與報(bào)警模塊檢測(cè)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(cè)到異常則觸發(fā)報(bào)警或控制電能表停止供電；

23、s5：對(duì)高維表示向量進(jìn)行壓縮，并通過(guò)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(guò)高精度智能計(jì)量模塊對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，生成高精度的電能計(jì)量結(jié)果和用電模式預(yù)測(cè)，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(chǎng)干擾對(duì)測(cè)量精度的影響。

27、該模塊還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)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(guò)精確檢測(cè)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(cè)與響應(yīng)，本專利通過(guò)引入動(dòng)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(dòng)調(diào)整檢測(cè)閾值，提升違章用電行為檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確性，系統(tǒng)能夠有效識(shí)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(cè)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(guò)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(guò)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(guò)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(duì)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(guò)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(shí)別用戶的用電模式變化，并基于預(yù)測(cè)模型提供未來(lái)用電趨勢(shì)的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

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(cāng)模塊使得電池更換操作簡(jiǎn)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(cè)電池狀態(tài)，當(dāng)電量低于設(shè)定閾值時(shí)，通過(guò)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(guò)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(guò)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(cè)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。