一种基于智能电能表的高精度实时计费方法、结算方法、系统技术方案

本发明专利技术属于电力设备领域，具体涉及一种基于智能电能表的高精度实时计费方法、结算方法、系统。该高精度实时计费方法包括如下步骤：S1：预设计费间隔周期。S2：达到计费间隔周期时触发如下电量和电费更新操作：加载并校验费率参数，判断计量芯片是否异常，读取寄存器数据，统计新增能量脉冲和快速脉冲，统计新增高精度电量，计算新增高精度电费。S3：生成新增高精度电费结算信息。S4：等待执行下一轮电量和电费更新操作，并判断是否收到包含高精度实时电费结算请求的协议报文。电费实时结算系统包括：智能电能表、电费管理平台和数字货币物联支付终端。本发明专利技术解决了现有电能表计费精度较低，电费结算与数字货币支付的数据不匹配的问题。电费结算与数字货币支付的数据不匹配的问题。电费结算与数字货币支付的数据不匹配的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能电能表的高精度实时计费方法、结算方法、系统


[0001]本专利技术属于电力设备领域，具体涉及一种基于智能电能表的高精度实时计费方法、基于智能电能表的高精度实时结算方法、以及基于数字货币的电费实时结算系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着智能电网的快速发展，智能电能表也得到广泛的应用。智能电能表相对传统电能表具有更高的计量精度，以及实时数据上传的功能。这为电网和用户之间实现实时的电费查询和管理奠定了基础，但是，现有智能电能表的计量精度和数据更新频率仍然较低，目前电网中支持的电量统计的门槛电量仍以读数为单位，最高精确到小数点后两位；电费仍以0.1元(即货币单位：角)为结算门槛。
[0003]即使在最新的由中国电力科学研究院牵头多家单位共同编制DL/T 698.45
‑
2017《面向对象的用电信息数据交换协议》(简称698.45协议)，经过多个地市的试点验证，698.45协议通过标准审查组审查验证后得到推广和实施。从698.45协议的实施到现在，协议经历了多轮的功能扩充与完善，但电能量只有普通的2位小数电能量和4位小数的扩展精度电能量，协议上暂时未明确定义更高精度的电能量。
[0004]在这种现状下，如果用户使用的是小功率电器，那么在用户需要实时查询自身的实时用电量和用电费用时，如果没有达到门槛电量和门槛费用，系统中的用电量和电费将不会实时更新，这极大影响了用户体验。
[0005]此外，随着数字货币的推广使用，人民币不再是传统的钱币，而是一串加密数字，在线支付中的数字货币已经脱离元、角、分等货币单位的束缚，数字货币支付可以精确到小数点后任意位，而非按照传统的元、角、分为最小计量单位进行进位处理。但是，将数字货币应用于电费结算时，受限于现有电费结算系统的电量和电费的精度，电量和电费结算过程仍然需要进行进位处理。数字货币支付系统和电网的电费管理系统之间的数据存在不匹配。

技术实现思路

[0006]为了解决现有智能电能表的电量计量和电费计费精度较低，因而导致在用户付费阶段，电费结算系统与数字货币支付系统的数据不匹配的问题；本专利技术提供一种基于智能电能表的高精度实时计费方法、结算方法、系统。
[0007]本专利技术提供的技术方案如下：
[0008]一种基于智能电能表的高精度实时计费方法，该方法用于智能电能表中的现有功能模块，结合能量脉冲和快速脉冲实现超越现有门槛值的高精度电量计量和电费计费。该高精度实时计费方法包括如下步骤：
[0009]S1：预设计费间隔周期，计费间隔周期为触发智能电能表进行电量和电费更新任务的最小时间间隔。
[0010]S2：在每达到计费间隔周期时触发一轮电量和电费更新操作，操作过程执行如下：
[0011]S21：加载当前时刻的费率时段参数的费率电价参数，并完成费率参数校验。
[0012]S23：判断计量芯片是否存在异常：
[0013](1)是则对计量芯片进行重新配置；
[0014](2)否则读取计量芯片中功率寄存器、能量脉冲寄存器和快速脉冲计数寄存器的寄存器数据。
[0015]S24：根据各个寄存器的数据获取当前计费间隔周期内的新增能量脉冲和新增快速脉冲。
[0016]S25：根据当前计费间隔周期的新增能量脉冲和快速脉冲数，计算新增高精度电量，并对历史电量进行累加。
[0017]S26：结合当前计费间隔周期的费率电价参数和新增高精度电量计算对应的新增高精度电费，并对历史电费进行累加。
[0018]S3：生成新增高精度电费结算信息，并判断高精度电费结算信息中的新增高精度电费是否达到存储门槛值，是则将内存RAM中的结算信息写入到EEPROM存储器中对应区域。
[0019]S4：等待执行下一轮电量和电费更新操作，并判断是否收到包含高精度实时电费结算请求的协议报文。
[0020]在本专利技术的步骤S1中，预设的计费间隔周期的初始值设为200ms，采用主控MCU的毫秒级定时器中断任务对计费间隔周期进行控制。定时器中断周期设置为4ms，每次中断任务执行时主控MCU按照中断周期对计费间隔周期进行递减，直到计费间隔周期归零时，置位计费间隔标志IntervalTimeMark为1，并触发电量和电费更新任务。其中，系统首次运行时计费间隔标志初值为1；并在每次完成电量和电费更新任务后清除标志。
[0021]作为本专利技术进一步的改进，步骤S25中，新增高精度电量的累计过程如下：
[0022]S251：获取当前时刻，并判断当前时刻是否过秒：是则运行费率时段切换处理，并获取新的费率号。
[0023]S252：结合费率时段参数，判断能量脉冲是否新增，并将新增能量脉冲根据功率方向累加到高精度分费率电能中。
[0024]S253：结合费率时段参数，累计当前计费间隔周期对应的内存中的快速脉冲底数，并判断底数是否达到百万分之一度电对应的计量门槛值。
[0025](1)是则按照功率方向将快速脉冲底数表征的新增高精度电量累加到高精度分费率电能中；
[0026](2)否则结束本轮高精度电量计量。
[0027]作为本专利技术进一步的改进，步骤S26中，新增高精度电费的累计过程如下：
[0028]S261：获取当前时刻，并判断当前时刻是否过秒：是则进行费率电价参数切换处理，并获取费率电价。
[0029]S262：根据新增高精度分费率电能和对应的费率电价参数计算各费率条件下的新增高精度电费。
[0030]S263：对各费率条件下的新增高精度电费进行累加，然后结束本轮高精度电费计算。
[0031]在本专利技术的步骤S3中，高精度电费结算信息中的数据包括：当前待结算用电量、当前待结算电费和当前结算时刻。其中，当前待结算用电量为距上一次完成结算时刻的累计
用电量，采用无符号64位的整数格式，单位为kWh，换算倍率为
‑
6，支持6位小数的高精度。当前待结算电费为距上一次完成结算时刻的累计电费，采用无符号64位的整数格式，单位为元，换算倍率为
‑
8，支持8位小数的高精度。当前结算时刻包括年、月、日、时、分、秒。
[0032]在本专利技术的步骤S3中，新增高精度电费的存储门槛值为0.1元，即：每轮电量和电费更新任务中计算出的新增高精度电费超过存储门槛值时，将内存RAM中计算出的当前轮次的新增高精度电量和新增高精度电费写入到EEPROM存储器中的对应区域。
[0033]本专利技术还包括一种基于智能电能表的高精度实时结算方法，其用于在智能电能表和结算终端之间根据计算出的高精度电费完成电费实时结算。该高精度实时结算方法包括如下步骤：
[0034]S001A：电费管理平台在达到系统预设的结算周期或接收到人工下达的结算指令时触发结算任务，并向对应智能电能表下发包含高精度实时电费结算请求的协议报文。
[0035]S002A：智能电能表检查通讯口缓冲是否有协议报文，并校验协议报文的合法性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能电能表的高精度实时计费方法，其特征在于，其用于智能电能表中的现有功能模块，结合能量脉冲和快速脉冲实现超越现有门槛值的高精度电量计量和电费计费；所述高精度实时计费方法包括如下步骤：S1：预设计费间隔周期，所述计费间隔周期为触发智能电能表进行电量和电费更新任务的最小时间间隔；S2：在每达到计费间隔周期时触发一轮电量和电费更新操作，操作过程执行如下：S21：加载当前时刻的费率时段参数的费率电价参数，并完成费率参数校验；S23：判断计量芯片是否存在异常：(1)是则对计量芯片进行重新配置；(2)否则读取计量芯片中功率寄存器、能量脉冲寄存器和快速脉冲计数寄存器的寄存器数据；S24：根据各个寄存器的数据获取当前计费间隔周期内的新增能量脉冲和新增快速脉冲；S25：根据当前计费间隔周期的新增能量脉冲和快速脉冲数，计算新增高精度电量，并对历史电量进行累加；S26：结合当前计费间隔周期的费率电价参数和新增高精度电量计算对应的新增高精度电费，并对历史电费进行累加；S3：生成新增高精度电费结算信息，并判断所述高精度电费结算信息中的新增高精度电费是否达到存储门槛值，是则将内存RAM中的结算信息写入到EEPROM存储器中对应区域；S4：等待执行下一轮电量和电费更新操作，并判断是否收到包含高精度实时电费结算请求的协议报文。2.如权利要求1所述的基于智能电能表的高精度实时计费方法，其特征在于：步骤S1中，预设的计费间隔周期的初始值设为200ms，采用主控MCU的毫秒级定时器中断任务对计费间隔周期进行控制；定时器中断周期设置为4ms，每次中断任务执行时主控MCU按照中断周期对计费间隔周期进行递减，直到计费间隔周期归零时，置位计费间隔标志IntervalTimeMark为1，并触发电量和电费更新任务；其中，系统首次运行时计费间隔标志初值为1；并在每次完成电量和电费更新任务后清除标志。3.如权利要求1所述的基于智能电能表的高精度实时计费方法，其特征在于：步骤S25中，新增高精度电量的累计过程如下：S251：获取当前时刻，并判断当前时刻是否过秒：是则运行费率时段切换处理，并获取新的费率号；S252：结合费率时段参数，判断能量脉冲是否新增，并将新增能量脉冲根据功率方向累加到高精度分费率电能中；S253：结合费率时段参数，累计当前计费间隔周期对应的内存中的快速脉冲底数，并判断底数是否达到百万分之一度电对应的计量门槛值：(1)是则按照功率方向将快速脉冲底数表征的新增高精度电量累加到高精度分费率电能中；(2)否则结束本轮高精度电量计量。4.如权利要求3所述的基于智能电能表的高精度实时计费方法，其特征在于：步骤S26
中，新增高精度电费的累计过程如下：S261：获取当前时刻，并判断当前时刻是否过秒：是则进行费率电价参数切换处理，并获取费率电价；S262：根据新增高精度分费率电能和对应的费率电价参数计算各费率条件下的新增高精度电费；S263：对各费率条件下的新增高精度电费进行累加，然后结束本轮高精度电费计算。5.如权利要求1所述的基于智能电能表的高精度实时计费方法，其特征在于：步骤S3中，所述高精度电费结算信息中的数据包括：当前待结算用电量、当前待结算电费和当前结算时刻；其中，当前待结算用电量为距上一次完成结算时刻的累计用电量，采用无符号64位的整数格式，单位为kWh，换算倍率为
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6，支持6位小数的高精度；当前待结算电费为距上一次完成结算时刻的累计电费，采用无符号64位的整数格式，单位为元，换算倍率为
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8，支持8位小数的高精度；当前结算时刻包括年、月、日、时、分、秒。6.如权利要求1所述的基于智能电能表的高精度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜运福，付月生，张赢，左勇，张辉，卢贺楠，吴义文，岳浩，甘季伟，钱谢成，
申请(专利权)人：安徽南瑞中天电力电子有限公司，
类型：发明
国别省市：