[0001] 本发明涉及电范围定位技术领域，特别是一种电网供电范围定位系统及方法。

[0002] 电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、优质的电能。

[0003] 电力系统的主体结构有电源(水电站、火电厂、核电站等发电厂)，变电所(升压变电所、负荷中心变电所等)，输电、配电线路和负荷中心。各电源点还互相联接以实现不同地区之间的电能交换和调节，从而提高供电的安全性和经济性。输电线路与变电所构成的网络通常称电力网络。电力系统的信息与控制系统由各种检测设备、通信设备、安全保护装置、自动控制装置以及监控自动化、调度自动化系统组成。电力系统的结构应保证在先进的技术装备和高经济效益的基础上，实现电能生产与消费的合理协调。

[0004] 现有的电网供电系统可中市区范围内进行供电，且电网供电系统的终端设备为配电电表，而现有的电网供电系统不包括定位系统以及配电电表并未安装有GPS定位装置，从而导致配电电表发生故障时，供电局的工作人员无法快速的对发生故的配电电表进行定位的问题，故需要根据此问题进行相应改进。

[0037] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加浅显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

[0038] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0039] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

[0040] 实施例1，参照图1‑图2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种电网供电范围定位系统，包括：

[0041] 本申请提供了可以有效解决上述提到的问题，接下来将结合多个实施例来详细阐述如何实现该电网供电范围定位系统；

[0042] 图1示出了一种电网供电范围定位系统及方法的方法流程图，包括：

[0043] 有供电系统模块、电网供电站、数据集成交互模块、记录获取模块、供电范围分析模块、供电定位模块、标注显示模块、系统界面模块和系统监测模块；

[0044] 供电范围分析模块的配套装置为配电电压器，且配电电压器与配电电表相连接，配电电表的内部安装有GPS定位装置；

[0045] GPS定位装置属于供电定位模块内部的配套装置。

[0046] 供电系统模块可以控制电网供电站向市级区域范围内进行供电，从而能够保证市级区域范围内能够正常用电。

[0047] 数据集成交互模块可用于建立市级区域范围内的用户信息交互及数据集成平台，从而能够与若干分布式系统进行交互，从而能够获得市级区域范围内的用户信息档案数据。

[0048] 记录获取模块可通过智能电表HPLC模块，实时获取市级区域范围内的用户用电事件记录，如：用电时间，用电频率或用电电费等信息。

[0049] 供电范围分析模块中的一级模块为市级区域范围，二级模块为区级区域范围，三级模块为街道区域范围，四级模块为小区区域范围。区域范围逐级变小，可最终缩小为小区区域范围内。

[0050] GPS定位装置包括有定位发射器，可利用定位发射器向GPS定位卫星发出信号，从而使得GPS定位卫星能够接收到定位发射器发出信号并反馈信号，从而使得定位接收器能够接收GPS定位卫星的反馈信号，从而使得GPS定位装置能够通过GPS定位卫星的反馈信号进行位置定位。

[0051] 供电定位模块可根据GPS定位装置所确定的位置，从而确定配电电表的具体位置，且范围在小区区域范围内，此时可确定电网供电的全部范围，其中包括市级区域范围、区级区域范围、街道区域范围和小区区域范围。

[0052] 标注显示模块可将配电电表的位置信息显示出来，如某市某区某街道某小区，从而能够在供电范围内进行定位操作。

[0053] 系统界面可将标注显示模块显示的信息展示在系统界面上，从而使得使用人员可直观的了解配电电表的位置定位相关信息。

[0054] 系统监测模块与各个模块的相连接，可对各个模块进行实施监测，当某一个模块发生异常时，可反馈至系统界面中，从而能够让使用人员第一时间直观的了解系统的异常点。

[0055] 在使用时，使用人员可通过供电系统模块将电网供电站向市级区域范围内进行供电，从而能够保证市级区域范围内能够正常用电，从而使得供电系统模块可以控制电网供电站，此时，数据集成交互模块可进行使用，从而可用于建立市级区域范围内的用户信息交互及数据集成平台，从而能够与若干分布式系统进行交互，从而能够获得市级区域范围内的用户信息档案数据，与此同时，记录获取模块可正常进行工作，从而使得记录获取模块通过智能电表HPLC模块，实时获取市级区域范围内的用户用电事件记录，如：用电时间，用电频率或用电电费等信息；

[0056] HPLC模块能够实现高频采集电压、电流等数据，这主要通过快速傅里叶变换(FFT)等算法来实现对电力参数的高精度采集和分析

[0057] 傅里叶变换(简称FT)是一种将信号从时域转换到频域的数学变换。它的基本思想是将一个复杂的信号分解为一系列简单的正弦波和余弦波的组合。傅里叶变换在信号处理、图像处理、物理学和工程学等领域有着广泛的应用。

[0058] 傅里叶变换的数学表达式为：

[0059] F(ω)＝∫[f(t)/e^(‑jωt)dt]

[0060] 其中，ω是频率，t是时间，f(t)是时域信号，j是虚数单位。

[0061] 然而，在实际应用中，直接计算傅里叶变换可能非常耗时，特别是对于大数据量的信号。因此，离散傅里叶变换(简称DFT)被广泛应用于数字信号处理。DFT将时域信号离散化为有限个样本点，并在频域上得到相应的离散频谱。

[0062] 离散傅里叶变换的数学表达式为：

[0063] F[k]＝∑[f[n]*e^(‑j(2πnk/N))]

[0064] 其中，k和n是离散样本点的索引，N是样本点的总数。

[0065] 为了提高计算效率，快速傅里叶变换(简称FFT)算法被提出。FFT是一种高效的计算DFT的方法，它通过将DFT的计算过程分解为一系列更小的计算步骤，从而大大减少了计算量。FFT算法的时间复杂度为O(NlogN)，远低于直接计算DFT的O(N^2)。

[0066] FFT算法的基本思想是将DFT的计算过程分解为一系列蝶形运算。蝶形运算是一种将两个复数相乘并相加的运算，它的特点是输入和输出都是两个复数。通过将DFT的计算过程分解为蝶形运算，FFT算法可以递归地计算DFT，从而提高计算效率。

[0067] 供电范围分析模块的配套装置为配电电压器，且配电电压器与配电电表相连接，配电电表的内部安装有GPS定位装置，GPS定位装置属于供电定位模块内部的配套装置，供电范围分析模块中的一级模块为市级区域范围，二级模块为区级区域范围，三级模块为街道区域范围，四级模块为小区区域范围。区域范围逐级变小，可最终缩小为小区区域范围内，GPS定位装置包括有定位发射器，可利用定位发射器向GPS定位卫星发出信号，从而使得GPS定位卫星能够接收到定位发射器发出信号并反馈信号，从而使得定位接收器能够接收GPS定位卫星的反馈信号，从而使得GPS定位装置能够通过GPS定位卫星的反馈信号进行位置定位，在此之后，供电定位模块可根据GPS定位装置所确定的位置，从而确定配电电表的具体位置，且范围在小区区域范围内，此时可确定电网供电的全部范围，其中包括市级区域范围、区级区域范围、街道区域范围和小区区域范围。

[0068] 最后，标注显示模块可将配电电表的位置信息显示出来，如某市某区某街道某小区，从而能够在供电范围内进行定位操作，系统界面可将标注显示模块显示的信息展示在系统界面上，从而使得使用人员可直观的了解配电电表的位置定位相关信息。

[0069] 系统监测模块与各个模块的相连接，可对各个模块进行实施监测，当某一个模块发生异常时，可反馈至系统界面中，从而能够让使用人员第一时间直观的了解系统的异常点，进而使得，使用人员能够快速的进行针对性对发生异常的模块进行维护，从而使得整个系统能够快速恢复正常。

[0070] 本发明通过设置供电范围分析模块、安装有GPS定位装置的配电电表以及供电定位模块可快速的将市级区域范围内的电表进行精确定位，具体原理为：GPS定位装置包括有定位发射器，可利用定位发射器向GPS定位卫星发出信号，从而使得GPS定位卫星能够接收到定位发射器发出信号并反馈信号，从而使得定位接收器能够接收GPS定位卫星的反馈信号，从而使得GPS定位装置能够通过GPS定位卫星的反馈信号进行位置定位，在此之后，供电定位模块可根据GPS定位装置所确定的位置，从而确定配电电表的具体位置，且范围在小区区域范围内，此时可确定电网供电的全部范围，其中包括市级区域范围、区级区域范围、街道区域范围和小区区域范围。

[0071] 最后，标注显示模块可将配电电表的位置信息显示出来，如某市某区某街道某小区，从而能够在供电范围内进行定位操作，系统界面可将标注显示模块显示的信息展示在系统界面上，从而使得使用人员可直观的了解配电电表的位置定位相关信息。

[0072] 本发明通过设置系统监测模块，可使得系统监测模块与各个模块的相连接，可对各个模块进行实施监测，当某一个模块发生异常时，可反馈至系统界面中，从而能够让使用人员第一时间直观的了解系统的异常点，进而使得，使用人员能够快速的进行针对性对发生异常的模块进行维护，从而使得整个系统能够快速恢复正常。

[0073] 进一步的，本实施例还提供一种电网供电范围定位方法，包括：

[0074] 供电系统模块控制电网供电站向市级区域范围内进行供电；

[0075] 数据集成交互模块建立市级区域范围内的用户信息交互及数据集成平台，同时记录获取模块通过智能电表HPLC模块实时获取市级区域范围内的用户用电事件记录；

[0076] 供电范围分析模块基于供电系统模块提供的电力供应信息，通过一级模块、二级模块、三级模块以及四级模块依次细化分析市级、区级、街道、小区区域范围内的供电情况，供电定位模块依据配电电表内安装的GPS定位装置确定配电电表的具体位置；

[0077] 标注显示模块将配电电表的位置信息显示出来，并通过系统界面模块将该位置信息展示在系统界面上，同时系统监测模块与各个模块相连，对各模块进行实时监测，一旦发现模块异常，立即在系统界面上反馈异常信息。

[0078] 本实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图2所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电网供电范围定位系统。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标。

[0079] 本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

[0080] 包括供电系统模块、电网供电站、数据集成交互模块、记录获取模块、供电范围分析模块、供电定位模块、标注显示模块、系统界面模块以及系统监测模块；

[0081] 所述供电范围分析模块的配套装置为配电电压器，且配电电压器与配电电表相连接，配电电表的内部安装有GPS定位装置；

[0082] 所述GPS定位装置属于供电定位模块内部的配套装置。

[0083] 实施例2，参照图1－图2，为本发明第二个实施例，该实施例提供了一种电网供电范围定位系统，为了验证本发明的有益效果，通过经济效益计算和仿真实验进行科学论证。

[0084] 为了验证本发明的电网供电范围定位系统的有效性和创新性，特地选择了一个典型的城市作为测试地点。此城市拥有多个不同规模的住宅区、商业区和工业区，能充分反映各种实际应用场景下的电网供电情况。试验前，首先在选定城市的电网供电站部署了本发明的供电系统模块，确保其能够稳定地向整个市级区域提供电力。接下来，在该市的各个重要节点，包括配电变压器处安装了配电电表，并在配电电表内部安装了GPS定位装置。此外，还建立了数据集成交互平台，以便于收集和分析来自智能电表HPLC模块的实时用电数据。

[0085] 在试验过程中，供电范围分析模块被激活，开始按一级至四级模块逐步细化分析供电情况。此过程不仅涉及到了对供电站到各个区域电力分配的监控，还包括了对特定区域内电力消耗模式的深入研究。为了确保定位精度，GPS定位装置利用其内置的定位发射器与GPS定位卫星通信，实现了配电电表位置的精确确定。随后，供电定位模块根据这些位置信息进行了进一步的处理，确保了每个配电电表的位置都能准确无误地被标注显示模块捕捉并在系统界面上呈现出来。同时，系统监测模块持续监控整个系统的运行状态，确保任何异常情况都能得到及时响应。

[0086] 为了更直观地展示本发明的效果，还设置了一组对照实验，即在没有使用本发明系统的情况下，采用传统方法对同一地区的电网供电情况进行定位和分析。两组实验均在相同的时间段内进行，以确保比较结果的公正性和准确性。

[0087] 表1实验数据表

[0088]

[0089] 通过上表中的数据对比可以看出，本发明的电网供电范围定位系统在多个方面都展现了显著的优势。首先，从定位精度来看，传统方法只能达到50米的精度，而本发明系统则能够将定位精度提高到5米，这对于电力公司来说意味着能够更加精确地掌握每个配电电表的实际位置，进而优化电网的布局和维护工作。其次，在数据更新频率上，本发明系统达到了每小时60次，远高于传统方法的1次/小时，这表明本发明系统能够提供更为实时的数据支持，有助于及时发现并解决电网运行中的问题。再者，位置识别时间和异常检测响应时间在本发明系统中分别缩短至5秒和5秒，相比传统方法的60秒和300秒，这无疑大大提高了系统的反应速度和应急处理能力。此外，平均电力参数误差也由传统方法的5％降低到了本发明系统的0.5％，表明本发明系统在电力参数的采集和分析方面具有更高的准确度。最后，用户满意度的显著提升从另一个侧面反映了本发明系统在实际应用中的优越性能，高达95％的用户表示满意，这一数字远远超过了传统方法的60％。

[0090] 综上所述，本发明的电网供电范围定位系统不仅在技术层面上实现了多项突破，而且在实际应用中也展现出了明显的优越性，为电力公司的高效运营和优质服务提供了强有力的技术支撑。

[0091] 应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

[0092] 本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript。

[0093] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

[0094] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

[0095] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0096] 尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

[0097] 显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。