基于NB-IOT通信的智能电能表制造技术

本发明专利技术公开了一种基于NB‑IOT通信的智能电能表，包括：用于采集用电数据的电能表终端；用于接收用电数据的主站；用于在所述电能表终端与主站之间建立通讯连接以传输用电数据的NB‑IOT模块；以及用于实时检测电能表终端电压以判断是否停电，并在停电时将停电信号经NB‑IOT模块发送至主站的电压检测单元。本发明专利技术的基于NB‑IOT通信的智能电能表具有结构简单、可靠性高、停电事件上报时效性强等优点。

Intelligent electric energy meter based on NB-IOT communication

The invention discloses an intelligent watt-hour meter based on NB_IOT communication, including: a watt-hour meter terminal for collecting power consumption data; a main station for receiving power consumption data; a NB_IOT module for establishing a communication connection between the watt-hour meter terminal and the main station for transmitting power consumption data; and a watt-hour meter terminal for real-time detection. Voltage to determine whether the power failure, and when the power failure signal sent through the NB_IOT module to the main station voltage detection unit. The intelligent watt-hour meter based on NB_IOT communication of the invention has the advantages of simple structure, high reliability and strong timeliness for reporting power failure events.

【技术实现步骤摘要】
基于NB-IOT通信的智能电能表
本专利技术主要涉及电能计量
，特指一种基于NB-IOT通信的智能电能表。
技术介绍
供电可靠性能反映电网系统持续供电能力，也是考核供电系统供电质量的重要指标，反应了电力工业对国民经济电能需求的满足程度，已经成为衡量一个国家经济发达程度的标准之一；供电可靠性可以用如下一系列指标加以衡量：供电可靠性、用户平均停电时间、用户平均停电次数、用户平均故障停电次数；我国供电可靠率目前一般城市地区达到了3个9(即99.9％)以上，用户年平均停电时间10.5小时，同时，电网公司对供电可靠指标提出了要求：(1)城市供电可靠率不低于99.89％，农村供电可靠率不低于99％；(2)减少因供电设备计划检修和电力系统事故对客户的停电次数及每次停电的持续时间。供电设备计划检修时，对35千伏及以上电压等级供电的客户的停电次数，每年不应超过1次；对10千伏电压等级供电的客户，每年不应超过3次；(3)供电设施因计划检修需要停电时，应提前7天将停电区域、线路、停电时间和恢复供电的时间进行公告，并通知重要客户。供电设施因临时检修需要停电的，应提前24小时通知重要用户或进行公告；(4)对紧急情况下的停电或限电，客户询问时，应向客户做好解释工作，并尽快恢复正常供电。目前，国家电网营销部发布了《国网营销部关于开展采集终端和电能表停电事件数据整理工作的通知》，电网公司已经实现了上述要求，但是为此也付出了很大的财力和物力。为了从根本上解决此问题，因此要求智能设备从技术上尽快发现用户的停电事件，特别是普通居民用户的停电事件成了当前的需求。投运的终端已按《采集终端和电能表停电事件数据整理规则》完成升级工作，同时现场智能电能表也都支持终端对电能表事件记录的采集、存储、分析功能，用电采集信息系统可实现对智能电能表的停、上电事件记录采集。但无法做到智能电能表停电事件主动上报，若实现低压用户停电实时主动上报技术，将大大提升居民用电检修的及时性，提升用电用户满意度。如需实现该功能需要对原有智能电表进行软硬件方面的改造升级(即换表)，因此依靠现有智能电表不可能实现智能电表停电事件主动上报功能的问题。如何在不改造智能电能表的前提下，研究一种新型的电能表停电事件实时主动上报技术方案，成为当务之急。因此，如何将现代科技如计算机技术、无线长距离通信技术相结合以解决传统电能计量和现有的自动电能表抄表技术的缺陷，是当前智能电能表的发展的必然趋势，实现对用户使用电能的准确、实时的检测及停电事件主动上报。下面结合几个场景对其停电原因进行分析并确定主要原因：(一)低压用户停电场景分析居民用户停电分为表前停电和表后停电，表后停电不由电力公司负责，故在停电信息上报前，需要对表前、表后停电情况进行区分判别进而选择性地上报。表前停电的8种故障原因可归纳总结为4种停电场景：全台区停电、某相停电、某楼栋(单元)停电和某单(数)户停电。目前只有发生全台区停电事故时，终端能够及时、主动上报到主站，其他情况无法及时、准确上报。(二)低压用户停电事件上报流程正常停电情况下，由于台区所配备的表计功能不同，低压用户停电事件上报流程可以分为以下两种情况：第一种情况：发生停电事件时，电表能及时向集中器上报停电信息，集中器接收电能表停电信息后上报给主站，主站再结合系统档案数据库和GIS信息，及时准确定位故障类型和故障位置，通知技术服务人员前往排除故障。第二种情况：发生停电事件时，集中器自动检测到台区停电和相线停电信息后及时上报给主站，主站再结合系统档案数据库和GIS信息，及时准确定位故障类型和故障位置，通知技术服务人员前往排除故障。目前停电事件不能主动上报的重要原因之一是线路停电以后，电表中的电池仅能支持电能表产生停电事件却无法维持供电事件的上报。大量停电事件没有及时上报的几种原因：(1)停电信息研判机制及上报规则设计不合理，导致部分停电信息不被记录或没有被及时上报；(2)停电信息传输过程中，缺少对停电时间的标记过程，导致停电事件无法准确判断停电时间，进而导致停电用户不能被及时处理；(3)停电后，电表后备供电回路，供电维持时间过短，无法将停电信息及时传输至集中器、主站。另外目前在进行停电事故上报的方案中，由于各个厂家的通信协议不统一，无法做到互联互通，无法做到标准化推广；另外事件上传实时性不强：由于双模模式需要把停电事件通过微功率上传到集中器，再经集中器上传到主站，无法做到停电事件的及时性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种结构简单、可靠性高的基于NB-IOT通信的智能电能表。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种基于NB-IOT通信的智能电能表，包括：用于采集用电数据的电能表终端；用于接收用电数据的主站；用于在所述电能表终端与主站之间建立通讯连接以传输用电数据的NB-IOT模块；以及用于实时检测电能表终端电压以判断是否停电，并在停电时将停电信号经NB-IOT模块发送至主站的电压检测单元。作为上述技术方案的进一步改进：所述电压检测单元与所述电能表终端的电源模块的输入端相连，用于检测电源模块的输入电压以判断是否停电。所述电压检测单元与所述电能表终端的电源模块的输出端相连，用于检测电源模块输出端的电压以判断是否停电。所述电源模块内置有电解电容、法拉电容和停电抄表电池中一种或多种，用于在停电时为NB-IOT模块供电。所述NB-IOT模块包括NB-IOT芯片和通讯模块，所述NB-IOT芯片与通讯模块相连。所述NB-IOT芯片与通讯模块通过串口通信。所述通讯模块外加有天线。所述NB-IOT模块与所述主站之间通过UDP通信。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的基于NB-IOT通信的智能电能表，采用NB-IOT模块进行通讯，成本低且较成熟，可标准化推广；停电时刻，通过NB-IOT模块将停电事件及时传输到主站，主站及时统计停电事件，及时发现停电事故和积极排查，判别故障原因，进行故障定位，并根据下游信息生成准确的受影响停电客户列表，然后对复电进行优先级排序，生成工单，最后形成事件报告，保障供电可靠性；另外检测到停电时，通过NB-IOT模块直接传送到主站，能够及时发现并处理停电事件，时效性强。附图说明图1为本专利技术的方框结构图。图2为本专利技术中NB-IOT模块的方框结构图。图3为本专利技术中电压检测单元的电路原理图。图4为本专利技术中电源模块的电路原理图。图5为本专利技术中NB-IOT芯片与通讯模块的电路原理图。图6为本专利技术中停电事故上报的流程图。图中标号表示：1、电能表终端；101、电源模块；102、抄表电池；2、NB-IOT模块；201、NB-IOT芯片；202、通讯模块；3、IOT基站；4、主站。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。如图1和图2所示，本实施例的基于NB-IOT通信的智能电能表，包括：用于采集用电数据的电能表终端1；用于接收用电数据的主站4；用于在电能表终端1与主站4之间建立通讯连接以传输用电数据的NB-IOT模块2；以及用于实时检测电能表终端1电压以判断是否停电，并在停电时将停电信号经NB-IOT模块2发送至主站4的电压检测单元。本专利技术的基于NB-IOT通信的智能电能表，采用NB-I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NB‑IOT通信的智能电能表，其特征在于，包括：用于采集用电数据的电能表终端(1)；用于接收用电数据的主站(4)；用于在所述电能表终端(1)与主站(4)之间建立通讯连接以传输用电数据的NB‑IOT模块(2)；以及用于实时检测电能表终端(1)电压以判断是否停电，并在停电时将停电信号经NB‑IOT模块(2)发送至主站(4)的电压检测单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IOT通信的智能电能表，其特征在于，包括：用于采集用电数据的电能表终端(1)；用于接收用电数据的主站(4)；用于在所述电能表终端(1)与主站(4)之间建立通讯连接以传输用电数据的NB-IOT模块(2)；以及用于实时检测电能表终端(1)电压以判断是否停电，并在停电时将停电信号经NB-IOT模块(2)发送至主站(4)的电压检测单元。2.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信的智能电能表，其特征在于，所述电压检测单元与所述电能表终端(1)的电源模块(101)的输入端相连，用于检测电源模块(101)的输入电压以判断是否停电。3.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信的智能电能表，其特征在于，所述电压检测单元与所述电能表终端(1)的电源模块(101)的输出端相连，用于检测电源模块(101)输出端的电压以判断是否停电。4.根据权利要求1或2或3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊德智，陈向群，胡军华，杨茂涛，刘小平，王海元，吴志勇，徐慧婷，肖湘奇，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司供电服务中心计量中心，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43