基于双模通讯的电能表系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于双模通讯的电能表系统，包括：用于采集用电数据的电能表；用于接收用电数据的集中器；与所述电能表通过电力载波通讯方式连接，以及与集中器通过微功率无线通讯方式连接，用于电力载波与微功率无线之间切换的载波‑无线双模通信模块；以及用于实时检测电能表内的电源单元的电压信号，并将电压信号传送至载波‑无线双模通信模块的电压检测单元。本实用新型专利技术的基于双模通讯的电能表系统具有结构简单、具有停电事故上报且实时性好等优点。

Energy Meter System Based on Dual-mode Communication

The utility model discloses an energy meter system based on dual-mode communication, which comprises an energy meter for collecting electricity data, a concentrator for receiving electricity data, a carrier-wireless dual-mode communication for switching between power carrier and micro-power wireless by connecting the energy meter with power carrier communication mode and a concentrator through micro-power wireless communication mode. The voltage signal of the power supply unit in the watt-hour meter is detected in real time, and the voltage signal is transmitted to the voltage detection unit of the carrier-wireless dual-mode communication module. The electric energy meter system of the utility model based on dual-mode communication has the advantages of simple structure, good real-time performance and power outage accident reporting.

【技术实现步骤摘要】
基于双模通讯的电能表系统
本技术主要涉及电能计量
，特指一种基于双模通讯的电能表系统。
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。
技术实现思路
本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，本技术提供一种结构简单、具有停电事故上报功能且实时性好的基于双模通讯的电能表系统。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：一种基于双模通讯的电能表系统，包括：用于采集用电数据的电能表；用于接收用电数据的集中器；与所述电能表通过电力载波通讯方式连接，以及与集中器通过微功率无线通讯方式连接，用于电力载波与微功率无线之间切换的载波-无线双模通信模块；以及用于实时检测电能表内的电源单元的电压信号，并将电压信号传送至载波-无线双模通信模块的电压检测单元。作为上述技术方案的进一步改进：所述载波-无线双模通信模块内置有法拉电容，所述法拉电容与所述电能表的电源单元和控制单元相连；在正常供电时，电能表的电源单元用于向法拉电容充电；在电能表的控制单元检测到停电时，由所述法拉电容向电能表的控制单元供电。所述电能表内置有电解电容；在正常供电时，电能表的电源单元用于向电解电容充电；在电能表的控制单元检测到停电时，由所述电解电容向电能表的控制单元供电。所述电压检测单元包括光耦，所述光耦的输入端串联多个分压电阻后与电能表的电源单元相连，所述光耦的输出端与所述载波-无线双模通信模块相连。所述光耦的输入端与电源单元的输入端相连。所述集中器还包括用于接收集中器的用电数据的系统主站；所述系统主站通过GPRS网络或CDMA网络或以太网与所述集中器相连。与现有技术相比，本技术的优点在于：本技术的基于双模通讯的电能表系统，通过电压检测单元对电能表是否停电进行实时监控，工作人员可通过系统主站及时获取对应区域内的停电事件信息，检查停电计划外发生的停电故障，并快速到达现场处理停电故障，达到提升优质服务的目的；另外通过检测电能表中电源单元中的电压信号（如220V电平），能够在停电事件时第一时间检测到，检测实时性强；采用载波-无线双模通信模块与电能表进行电力载波通讯，再切换至微功率无线通讯方式将数据传输至集中器，无需后续布线，现场施工方便（无需增加新的通道和设备），组网灵活、成本低且数据传输效率高。本技术的基于双模通讯的电能表系统，在新的电能表抄表系统的基础上，再增加停电事故上报功能，不仅结构简单、不需要额外增加设备，而且实时性好且可靠性高。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术中电压检测单元的电路原理图。图中标号表示：1、电能表；2、载波-无线双模通信模块；3、集中器；4、主站；5、电压检测单元。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例对本技术作进一步描述。如图1所示，本实施例的基于双模通讯的电能表系统，包括：用于采集用电数据的电能表1；用于接收用电数据的集中器3；与电能表1通过电力载波通讯方式连接，以及与集中器3通过微功率无线通讯方式连接，用于电力载波与微功率无线之间切换的载波-无线双模通信模块2；以及用于实时检测电能表1内的电源单元的电压信号，并将电压信号传送至载波-无线双模通信模块2的电压检测单元5。本技术的基于双模通讯的电能表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双模通讯的电能表系统，其特征在于，包括：用于采集用电数据的电能表（1）；用于接收用电数据的集中器（3）；与所述电能表（1）通过电力载波通讯方式连接，以及与集中器（3）通过微功率无线通讯方式连接，用于电力载波与微功率无线之间切换的载波‑无线双模通信模块（2）；以及用于实时检测电能表（1）内的电源单元的电压信号，并将电压信号传送至载波‑无线双模通信模块（2）的电压检测单元（5）。

【技术特征摘要】
1.一种基于双模通讯的电能表系统，其特征在于，包括：用于采集用电数据的电能表（1）；用于接收用电数据的集中器（3）；与所述电能表（1）通过电力载波通讯方式连接，以及与集中器（3）通过微功率无线通讯方式连接，用于电力载波与微功率无线之间切换的载波-无线双模通信模块（2）；以及用于实时检测电能表（1）内的电源单元的电压信号，并将电压信号传送至载波-无线双模通信模块（2）的电压检测单元（5）。2.根据权利要求1所述的基于双模通讯的电能表系统，其特征在于，所述载波-无线双模通信模块（2）内置有法拉电容，所述法拉电容与所述电能表（1）的电源单元和控制单元相连；在正常供电时，电能表（1）的电源单元用于向法拉电容充电；在电能表（1）的控制单元检测到停电时，由所述法拉电容向电能表（1）的控制单元供电。3.根据权利要求1所述的基于双模通讯的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊德智，陈向群，胡军华，刘小平，杨茂涛，吴志勇，肖湘奇，袁恩杰，温伟林，李恺，黄红桥，卜文彬，刘谋海，
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：新型
国别省市：湖南,43