一种基于智能电表的用电信息采集系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于智能电表的用电信息采集系统，包括：智能电表、多个与所述智能电表相连的智能开关、所述智能开关控制的用电设备、与所述智能电表连接的中心服务器。本发明专利技术提出的一种基于智能电表的用电信息采集系统，能够实时采集各种用电信息，并通过对采集的数据进行分析，为用户和电力企业工作人员提供各种有用信息，提高了电能的使用效率和供电效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及电力系统信息化领域，具体设及一种基于智能电表的用电信息采集系 统。
技术介绍
用户基于智能电表的用电信息采集系统是通过对终端用户的用电数据的采集和 分析，实现用电监控、推行阶梯定价、负荷管理、线损分析，最终达到自动抄表、错峰用电、用 电检查（防窃电）、负荷预测和节约用电成本等目的。 随着用电管理水平的不断提高，人工抄表已经不能满足人们的需要，远程自动抄 表逐渐取代人工抄表，解决了人工抄表误差大、工作量大的问题。 目前，W自动化、信息化、互动化为特征的坚强智能电网建设进程的加快，电网的 功能和形态正在发生深刻变革，一场W智能电网为重要标志的新的能源革命正在拉开帷 幕。利用现代通信技术、信息技术、营销技术构建智能用电服务体系是智能电网的重要工作 之一。依托智能电网和现代管理理念，利用高级计量、高效控制、高速通信等技术，实现市场 响应迅速、计量公正准确、数据实时采集、服务高效便捷，构建智能电网与电力用户电力流、 信息流、业务流实时互动的新型供用电关系是智能用电服务体系的主要内容。 阳〇化]随着技术的发展，出现了基于智能电表的用电信息采集系统。基于智能电表的用 电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信 息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源 监控、智能用电设备的信息交互等功能。基于智能电表的用电信息采集系统是智能用电管 理、服务的技术支持系统，为管理信息系统提供及时、完整、准确的基础用电数据。 用电信息采集的核屯、是智能电表，智能电表就是通过计算机、电信通信等技术的 应用，把智能忍片CPU作为技术核屯、，制作出的有着电功率计量计时、电子计费化及与上位 机通信联系和用电管理等各项功能的电度表。智能电表已经成为智能电网的强大终端，它 已经与传统意义上的电表有着本质上的区别，不仅有着传统意义上电表的功能，还具备双 向多种费用率的计算，W及对用户端的有效控制等，智能电表现在已经成为未来电网终端 的发展方向。 智能电表的广泛推广与应用，改变了W往人工抄表带来的麻烦，实现了自动抄表， 同时，通过智能系统的有效控制，把用电数字信息进行分析处理，把用户的电价信息、缴费 说明和用电信息等全部通知到用户的手中，实现了用电的优质化服务和科学化管理。 现有的智能电表存在时钟准确性、计量方式有效性、通信效率等方面还有待进一 步提局。 在用电信息采集方面，现有智能电表在实现信息采集的精细化方面还有不足，还 不能满足用户和电力企业的更高要求。
技术实现思路
至少部分的解决现有技术中所存在的问题，本专利技术提出一种基于智能电表的用电 信息采集系统，包括：智能电表、多个与所述智能电表相连的智能开关、所述智能开关控制 的用电设备、与所述智能电表连接的中屯、服务器； 所述智能电表包括硬件部分，其中，硬件部分包括微处理器、供电单元、时钟单元、 存储单元、电流采样单元、电压采样单元、溫度采样单元、湿度采样单元、显示单元、通信接 口单元、开关接口单元；供电单元、时钟单元、存储单元、电流采样单元、电压采样单元、溫度 采样单元、湿度采样单元、显示单元、通信接口单元、开关接口单元分别与微处理器相连；其 中， 所述微处理器：为智能电表的控制核屯、，用于与智能电表的其他单元进行交互并 完成各种运算； 所述供电单元：用于为智能电表的各个电路提供电源供应； 所述时钟单元：用于为智能电表提供时钟功能； 所述存储单元：用于存储智能电表采集的各种数据； 所述电流采样单元：用于采集瞬时电流； 所述电压采样单元：用于采集瞬时电压； 所述溫度采样单元：用于采集当前溫度值； 所述湿度采样单元：用于采集当前湿度值； 所述显示单元：用于显示各种数据； 所述通信接口单元：用于实现与其他设备之间的通信； 所述开关接口单元：包括多个开关接口，每个开关接口连接一智能开关，至多可W 包括32个开关接口； 所述智能开关：接受所述智能电表的开关管理模块管理，用于与一个或多个用电 设备相连，并对相连的一个或多个用电设备进行控制； 所述中屯、服务器：统一管理基于智能电表的用电信息采集系统的指令下达、数据 处理、通信传输和业务应用。 其中，所述智能电表的所述开关接口单元的每个开关接口对应连接一电流采样单 元和一电压采样单元； 所述基于智能电表的用电信息采集系统通过连接智能开关，实时监控每个智能开 关所控制的用电设备的用电情况，当某一智能开关所控制的用电设备的用电量过大，控制 该智能开关或其它智能开关的用电功率。 其中，所述智能电表的供电单元采用变压器线性电源的供电方式，微处理器的电 源部分采用全波整流，将供电单元变压器次级的交流电压转换为直流电压，再经过第一稳 压二极管，电压稳定在10V左右，输入可调的LD0,输出电压为4V左右。 其中，所述智能电表还包括软件部分，软件部分包括：嵌入式操作系统、系统初始 化模块、时钟校准模块、参数测量模块、通信管理模块、开关管理模块； 所述嵌入式操作系统：用于管理智能电表的软硬件； 所述系统初始化模块：用于在智能电表上电后的系统初始化工作； 所述时钟校准模块：用于对时钟进行校准； 所述参数测量模块：用于测量得到各种参数值； 所述通信管理模块：用于管理与智能电表相连接设备之间的通信； 所述开关管理模块：用于管理连接到智能电表的智能开关。 其中，所述智能电表的时钟校准模块每隔1秒钟被调用一次，利用所述溫度采样 单元中的溫度传感器，测量当前的溫度值，然后根据晶体的溫度和频率准确度的特性曲线， 对晶体的偏差进行补偿，时钟校准的过程为：首先判断溫度传感器的溫度是否改变，如果不 改变，则不需要校准；如果溫度值发生变化，采集到当前溫度值，根据溫度与频率精确度之 间的对应关系表，用当前溫度值查表获得频率值来校准时钟，其中，所述对应关系表为根据 晶体的溫度和频率准确度的特性曲线所列出的-40度至100度溫度与晶体频率的非线性 表。 其中，所述智能电表的参数测量模块通过W下公式测量电流有效值和电压有效 值： 其中，Irms为电流有效值，Vrms为电压有效值，K1为电流增益，KV为电压增益，V似、 1化）分别为时刻k的瞬时电压值和瞬时电流值；N为一个采样周期内采样次数，即采样频 率. 所述参数测量模块通过W下公式测量有功功率： 其中，P为有功功率，Kp为有功功率增益。 其中，所述智能电表的通信管理模块包当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能电表的用电信息采集系统，包括：智能电表、多个与所述智能电表相连的智能开关、所述智能开关控制的用电设备、与所述智能电表连接的中心服务器；所述智能电表包括硬件部分，其中，硬件部分包括微处理器、供电单元、时钟单元、存储单元、电流采样单元、电压采样单元、温度采样单元、湿度采样单元、通信接口单元、开关接口单元；供电单元、时钟单元、存储单元、电流采样单元、电压采样单元、温度采样单元、湿度采样单元、通信接口单元、开关接口单元分别与微处理器相连；其中，所述微处理器：为智能电表的控制核心，用于与智能电表的其他单元进行交互并完成各种运算；所述供电单元：用于为智能电表的各个电路提供电源供应；所述时钟单元：用于为智能电表提供时钟功能；所述存储单元：用于存储智能电表采集的各种数据；所述电流采样单元：用于采集瞬时电流；所述电压采样单元：用于采集瞬时电压；所述温度采样单元：用于采集当前温度值；所述湿度采样单元：用于采集当前湿度值；所述通信接口单元：用于实现与其他设备之间的通信；所述开关接口单元：包括多个开关接口，每个开关接口连接一智能开关，至多可以包括32个开关接口；所述智能开关：接受所述智能电表的开关管理模块管理，用于与一个或多个用电设备相连，并对相连的一个或多个用电设备进行控制；所述中心服务器：统一管理基于智能电表的用电信息采集系统的指令下达、数据处理、通信传输和业务应用。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李世炜，李国梁，刘宝统，张延涛，高华，刘璐，
申请(专利权)人：国网山东莒县供电公司，
类型：发明
国别省市：山东;37