一种电能计量装置及电量数据存储方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电能计量装置及电量数据存储方法，所述电能计量装置通过基于RAM+FLASH+EEPROM组合存储配置方案设计，在RAM中设置实时电量存储区，存储加电状态下的实时电量数据；在EEPROM中设置第一和第二存储区域，所述第一存储区域包括n1×

【技术实现步骤摘要】
一种电能计量装置及电量数据存储方法


[0001]本专利技术涉及配电、用电计量
，具体涉及一种电能计量装置及电量数据存储方法。

技术介绍

[0002]电能计量装置包括智能电能表、智能量测开关、融合终端或集中器等带计量功能的终端设备。
[0003]随着智能电能表等电能计量装置的推广普及，可靠性变的尤为重要。在电量计算、存储、备份上一般的做法，采用MCU中RAM+EEPROM备份的方式，电表异常掉电时可以从EEPROM中恢复最后存入的电量值。针对60A电表，按照早期设计寿命10年计算(220*60/1000)*24*365*10＝1156320kWh，一般情况下EEPROM标称寿命为100万次，现有工艺改进可以达到150万次以上甚至于更高。因此设计时，都是按照在RAM中实时累加电量，满1kWh时进行一次EEPROM备份存储的方式。或者有些互感器接入或者100A规格的三相表采用铁电存储器+EEPROM的方式进行数据保存，铁电存储器寿命周期无限制。
[0004]当前智能电能表等电能计量装置一般要求保证16年寿命，考虑到存储器件故障概率和外界干扰影响等因素，以上方法存在如下问题：
[0005]1.低精度稀疏存储，通常1kWh存储一次，使用EEPROM标称到1000000kWh,最多可放宽到1500000kWh，而一般60A单相表按照满负荷计算(220*60/1000)*24*365*16＝1850112kWh，三相表100A为9250560kWh，传统的设计可靠性无法保证。如果采用铁电存储器的话，虽然能够解决可靠性问题，但铁电存储器容量小，且成本是EEPROM的数倍；相比同容量的存储器，FLASH的性价比是铁电存储器的近千倍。对于普及每一户家庭的日常必备设备，降低成本、提高性价比是电能计量装置研发的重要方向。
[0006]2.对于1kWh存储一次的传统方案，假如电能计量装置异常掉电或受到干扰等，MCU复位，RAM丢失或直接RAM存储区域受干扰等，即使能够从EEPROM恢复，此时也可能丢失1kWh电量；如果是三相表互感器接入的方式，互感器变比最大可能有8000，丢失电量可达8000kWh。
[0007]3.当出现EEPROM或FLASH存储故障时无法溯源，不知道什么时候在那个电量值后出现了故障，丢失的电量值无法估计，迫切需要保存失效现场信息。述EEPROM或FLASH存储故障包括EEPROM无法读写(可表现为索引校验不通过)、部分存储区域或字节出错(可表现为该存储区域数据校验不通过)，FLASH无法读写、部分存储区域出错等。
[0008]4.当出现双重故障，如RAM与EEPROM，或者RAM与FLASH同时故障的问题。事实上在受到外界强电磁干扰时，EEPROM的部分存储区与RAM同时故障，或者FLASH的部分存储区与RAM同时故障，甚至三者同时故障的概率都较高(EEPROM和FLASH等非易失存储器的全部存储区域同时故障的概率很低)，现有方案很难有效恢复合理的电量值。
[0009]针对以上问题，公告号为CN113267673A、名称为“一种解决电子式电能表电量丢失的有效方法”的专利技术专利提出了可擦可编程只读存储器(EEPROM)设置相应数量的电量数据
块存储区、采用轮流存放方式，可解决上述问题1；虽然有掉电时利用掉电保护措施临时存储RAM电量尾数的方案，可部分解决上述问题2，但对RAM异常或外界干扰等问题，仍无法获得有效精度的恢复数据。
[0010]公告号为CN108122594A、名称为“一种高效的智能电能表数据存储方法及其智能电能表”，提出在RAM中开辟上电不清零的数据区防止当前电量数据，其实质作用类似FLASH，部分解决问题1；该专利技术还提出了EEPROM设置掉电数据区方案，可临时存储掉电时电量值，也只是部分解决问题3中故障溯源问题。
[0011]其他现有技术一般也只是解决以上1～3中的部分问题，尚缺少问题4的解决方案，更缺少能够同时解决问题1～4的方案。

技术实现思路

[0012]有鉴于此，本专利技术基于RAM+FLASH+EEPROM的常规组合存储方案，通过对存储区域的合理分配以及合理的存储策略，提出了一种电能计量装置及电量数据存储方法，能有效解决上述现有技术问题。
[0013]本专利技术设计的一种电量数据存储方法，其特征在于，基于RAM+FLASH+EEPROM组合存储配置方案，在RAM中设置实时电量存储区，存储加电状态下的实时电量数据，与现有技术一致；在EEPROM中设置第一和第二存储区域，所述第一存储区域包括n1×
n2的二维电量存储区域，存储数据用于电量恢复，所述第二存储区域包括失效现场存储区域；在FLASH中开辟第三和第四存储区域，所述第三存储区域包括电量存储区域，存储数据用于电量恢复，所述第四存储区域包括失效现场存储区域；其中，n1≥期望的EEPROM写次数寿命
÷
实际EEPROM产品的写次数寿命，且取整数；n2≥传统电量存储精度
÷
期望的电量存储精度，取整数，所述期望的电量存储精度即为电量恢复精度，一般电量存储精度1kWh或精度更低，本专利技术称之为低精度稀疏存储策略，电量存储精度优于1kWh，如0.1kWh或0.01kWh或0.001kWh，本专利技术称之为高精度存储策略。一般采用容量较大的EEPROM和FLASH，对于当前智能电能表的MCU，其中已经包含了可满足要求的RAM和FLASH；所述失效现场存储区域存储失效现场信息。
[0014]进一步的，所述第三存储区域包括长度为n4的一维存储区域或n1×
n2的二维存储区域或n1×
n2×
n3的三维存储区域；所述失效现场信息至少包括失效时的电量和失效时间信息，每类信息只进行一次存储，因此第二、四存储区域的长度主要由需存储的信息类别和数量决定；其中，n3≥实际EEPROM产品的写次数寿命
÷
实际FLASH产品的写次数寿命，取整数；n4≥n1下限
×
n3下限；失效现场存储区域一般还需保存失效时的电压、电流、功率等信息。当FLASH空间不足时，可以设置长度为n4的一维存储区域，执行低精度稀疏存储策略，采用传统的1kWh保存一次的方案；当FLASH空间足够时时，可以设置n1×
n2×
n3的三维存储区域，采用与EEPROM同样的电量保存精度，如0.1kWh或0.01kWh或0.001kWh保存一次的方案；所述第三存储区域设置为n1×
n2的二维存储区域模式时，一般只针对监测到电源电压异常时，在启动失效现场保存前先行启动高精度电量值的FLASH保存，具体保存方案可以同第一存储区域。
[0015]进一步的，所述EEPROM中开辟第五存储区域，所述FLASH中开辟第六存储区域，所述第五存储区域同第二存储区域，所述第六存储区域同第四存储区域。该设计主要是针对
失效现场除保存电量信息外，一般还需保存时间、电压、电流、功率等信息，基本配置是在EEPROM和FLASH中各设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电量数据存储方法，其特征在于，基于RAM+FLASH+EEPROM组合存储配置方案，在RAM中设置实时电量存储区，存储加电状态下的实时电量数据；在EEPROM中设置第一和第二存储区域，所述第一存储区域包括n1×
n2的二维电量存储区域，存储数据用于电量恢复，所述第二存储区域包括失效现场存储区域；在FLASH中开辟第三和第四存储区域，所述第三存储区域包括电量存储区域，存储数据用于电量恢复，所述第四存储区域包括失效现场存储区域；其中，n1≥期望的EEPROM写次数寿命
÷
实际EEPROM产品的写次数寿命，取整数；n2≥传统电量存储精度
÷
期望的电量存储精度，取整数；所述失效现场存储区域存储失效现场信息。2.根据权利要求1所述的一种电量数据存储方法，其特征在于，所述第三存储区域包括长度为n4的一维存储区域或n1×
n2的二维存储区域或n1×
n2×
n3的三维存储区域；所述失效现场信息至少包括失效时的电量和失效时间信息；其中，n3≥实际EEPROM产品的写次数寿命
÷
实际FLASH产品的写次数寿命，取整数；n4≥n1下限
×
n3下限。3.根据权利要求2所述的一种电量数据存储方法，其特征在于，所述EEPROM中开辟第五存储区域，所述FLASH中开辟第六存储区域，所述第五存储区域同第二存储区域，所述第六存储区域同第四存储区域。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种电量数据存储方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：上电启动，初始化；S2：电量恢复；读取EEPROM第一存储区域上一次最后存入的结果，校验通过后作为电量累计的初值存入RAM实时电量存储区；校验不通过，读取FLASH第三存储区域上一次最后存入的结果，校验通过后作为电量累计的初值存入RAM实时电量存储区；校验依然不通过，读取EEPROM第一存储区域所有电量值，提取校验通过数据中的最大值作为电量累计的初值存入RAM实时电量存储区；EEPROM第一存储区域所有电量值均校验不通过，读取FL...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓东，朱国富，吴月，黄金涛，缪炜，张晨云，钱晓明，
申请(专利权)人：江阴长仪集团有限公司，
类型：发明
国别省市：