CN100492431C - 可移动免停电安装的无线远抄电能计量分析系统 - Google Patents

Abstract

可移动免停电安装的无线远抄电能计量分析系统，属于电能计量分析的方法和装置，本发明可在不停电的情况下方便地安装电能计量分析系统，并可根据需要任意移动到任何测量场所、还可以实现无线远程抄表；主要技术特征是：按照以下三步子程序完成，子程序1，先进行电度表与PLC模块通讯程序的初始化，判断通讯是否正常，而后，PLC模块读电表数据，再存入第一段内存；子程序2，将第一段内存调入，进行数据格式转换，再进行节电计算，最后转换为ASC II码，ASC II码存入第二段内存待用；子程序3，PLC模块采用AT指令初始化GPRS模块，判断PLC模块与GRPS模块通讯是否正常，再调入第二段内存数据，而后再用AT指令进行发送，最后用手机短信或计算机接收。

Description

可移动免停电安装的无线远抄电能计量分析系统

技术领域

本发明涉及一种电能计量分析的方法和装置。

背景技术

背景技术涉及两大部分：

专业节电公司现在采用的测试分析方法

专业节电公司是通过安装节电设备为有节电潜力的用电大客户节约用电量，他们的业务运作过程一般为：

a、对有节电要求的客户进行现场调查，判断有无节电潜力，选择节电场合；

b、停电后，在选定的节电场合安装三相电能计量装置，开始抄录节电前的用电量指标；

c、安装节电设备；

d、继续抄录安装节电设备后的用电量指标；

e、对安装节电设备前后的用电量指标进行比较计算，确定节电量以及节电率，评估节电效果；

f、节电公司销售产品或者取得一定比例的节电收益。

上述运作在操作过程中存在有以下不足：安装三相电能计量装置时必须停电安装，另外一般只能委托客户自行抄表，抄表时间和抄表的准确率难以得到保证，影响正确计算节电收益，甚至有时会得出完全相反的错误结论。

供电部门现有的用电检查技术手段

供电部门在对电力用户进行用电检查时，核对用户电能计量装置准确性是最重要的环节之一。在检查电能计量装置时，要查二次线是否接对，必要时甚至要使用电能计量现场校验仪，才能判断计费电度表是否正确计量。而这个过程非常繁琐，要求工作人员有较高的综合专业素质。

另外，一旦用户绕越电能计量装置窃电，除非供电部门抓获现行，否则无法追究用户责任。现有办法只能多派人力，加强检查，这样的办法耗费大量人力物力，效果甚微。

发明内容

本发明的目的是提供一种可移动免停电安装的无线远抄电能计量分析系统，在不停电的情况下方便地安装电能计量分析系统，可根据需要任意移动到任何测量场所、并可以实现无线远程抄表，为下一步计算机对抄回的数据进行分析处理提供方便。

本发明采用的技术方案是：可移动免停电安装的无线远抄电能计量分析系统，由电度表1、PLC模块2、GPRS模块3及电源模块4组成，工作流程按照以下三步子程序完成，

子程序1，先按照645规约进行电度表1与PLC2通讯程序的初始化，判断通讯是否正常，如果不正常，再重新初始化，如果通讯正常，PLC2依照规约格式读电表数据，而后存入第一段内存；

子程序2，将第一段内存调入，进行数据格式转换，再进行节电计算，最后转换为ASCII码，ASCII码存入第二段内存待用；

子程序3，PLC模块2采用AT指令初始化GPRS模块，判断PLC模块与GRPS模块通讯是否正常，如不正常，重新初始化；如果通讯正常，调入第二段内存数据，再用AT指令进行发送，最后用手机短信或计算机接收。

电度表1、PCL模块2、GPRS模块3及电源模块4的连接方式为：电度表1的一次电压接线端分别与三相四线电源连接，A、B、C相对夹式互感器二次输出端与电度表1的电流输入端连接；电度表1通讯口(RS485)脚PIN13、PIN14接PLC模块2的串口A；PLC模块2的串口B连接GPRS模块2的串口，电源模块4的一端连接电度表1的输入电源，另一端分别给PLC模块2和GPRS模块3供电。

与现有的背景技术相比，本发明的有益效果是：

1、电流互感器采用了开口式的，即铁芯可以打开，这样可以将一次导线夹入环中，实现免停电安装；

2、由于拆装极为方便，自然就可以任意移动，满足不同测量地点的需要；

3、远程抄表后个性化的后台分析系统，帮助节电公司及供电部门增加解决问题的技术手段，提高了工作效率。

对节电公司而言，利用远抄回来的数据，在安装节电设备前，可以判断节电潜力，以便准确决策；在安装节电设备后，可以准确计算节电效果。

对供电部门而言，利用本发明方便地在现场校核电能表的运行状况，与原来现场安装的电能表走字进行比较，如出入过大，则说明用户表计出现问题，需查明原因后处理。这个过程不需要很强的专业知识水平，方便易行；同时，把本发明作为一种有效工具，可以用来查处窃电、远程监督、实时记录。

附图说明

图1是本发明的工作流程图；

图2是本发明的结构示意图。

具体实施方式

本发明主要为专业节电公司服务，也可以为供电企业服务，后台系统有两种读取模式供用户选择。其一为手机读取模式，其二为计算机读取分析模式。读取数据后，为节能公司服务部分，侧重点在于评估节电潜力如何，评价节电量和节电效果；为供电部门服务的部分，主要功能是为了校对电能表的正确运行与否，方便地查处违章用电和窃电。

本发明解决免停电安装的实施方式：

一个完整的380/220V低压三相四线电能计量系统包括电能表、电流互感器、接线端子、相应的连接导线。现有的电能计量系统由于电流互感器要求穿芯安装，即一次导线必须按规定穿过电流互感器的闭合铁芯围成的环，这样的工作必须停电进行。

本发明中，三相电能表要正常计量必须保证正确接入三相电压和电流。电压采用4根不同颜色的黄、绿、红、黑导线接入，四种颜色分别代表不同的相别和地线。电度表的接线端子分别与380V输入三相火线和零线连接，这些电压连接线的一端与电能表通过接插口连接，另一端设计为鳄鱼夹，可以带电直接夹到现场的电压母线或裸露的带电部分取得电能计量所需要的各相电压。

各相电流借助铁芯开口式电流互感器获取。该电流互感器二次导线在不带电时预先接入电能表，然后铁芯夹入用电现场的一次导线即可。

解决远程抄表的实施方式：

实现无线远程抄表，主要通过以下几个模块和环节来实现。

1、带有RS485通讯口的三相四线多功能电度表

三相四线多功能电度表主要用来采集电流、电压、功率、功率因数、有功用电量、无功用电量、有功最大需量、无功最大需量等参数。多功能电度表通过RS485通讯接口实现与PLC模块的硬件连接，PLC的RS485自由通讯口按照国标电度表规约(DL/T645-1997)的格式向电表发送读取电量信息的指令，三相四线多功能电度表接到含有本机表号的指令后返回16进制数值给PLC，依托DL/T645-1997规约实现了软件连接达到数据读取和交换的目的。

2、可编程序控制器PLC模块

选用带有可编程自由通讯口的PLC模块，该模块一方面实现电量数据的采集和处理功能，另一方面通过AT指令和GPRS模块进行通讯，将用户需要的数据发送到指定的手机上或后台。首先，PLC自由通信口通过GPRS模块不断检测手机发送索取数据的指令，若收到GPRS模块发送来的信息，则PLC开始和GPRS模块通信，通信协议是AT指令。PLC解析指令内容后，向电表发送读取数据的指令，然后将接收到的16进制电度表返还值经过数据变化，变成BCD码的数值，同时根据节电计算公式，将原始数据演算为客户需求的数据，再将这些有用的BCD码数值转换为手机能识别的通用的ASCII码，将读取并转换后的数值按顺序添入PLC内部寄存器预定义表格中。

最后，将预定义表格中的数据加上字头和字符分隔号后，利用AT指令通过GPRS模块将数据发送到终端用户。

3、GPRS模块

GPRS模块有标准的RS232通讯口和AT标准指令集，可以插入移动通讯公司的GSM系统手机卡，利用中国移动通讯的手机短信息平台进行数据传输，具有经济可靠的特点。

GPRS模块的RS232通讯口通过232转485的电平转换器与PLC的自由通信口硬件连接。

GPRS模块工作在GSM方式下，为减少数据转换过程减小误码设为英文模式，设置AT+CMGS＝1。为避免垃圾短信干扰，PLC读取GPRS模块发送的信息后，立即删除该信息，并在空闲10分钟后执行全部删除指令。

4、电源模块

用电现场采集到的交流380/220V电源，不能直接用来给以上各模块供电。需要通过电源模块转换为合适的直流后给各模块供电。开关电源输出两组直流电压，分别为+24V，0.5A；+5V，1.5A，+24V电源给PLC模块供电，+5V电源给GPRS模块供电。交流输入电源从电度表上取得。

后台分析有两种可选方案。

简易方案：直接使用另外一部手机的短信功能与安装到现场的远抄计量装置通讯，获取需要的数据。

优化方案：以后台的计算机为依托，使用组态软件编制程序，进行个性化的数据采集与分析。可以直接输出以下图表和结论。

A、一定时段内的电压变化曲线图；

B、一定时段内的电流变化曲线图；

C、一定时间间隔内的多组有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、无功电量数据分析和计算结论，放到一张表格内；

D、每天或一定时间间隔内的有功最大需量、无功最大需量，专门列出一张表；

E、为节电公司特别提供的节电量和节电率分析计算表格。

以上对本发明的描述只是一个具体实施方案。PLC模块部分可以根据需要，在产品化的时候使用单板机来替代其功能，以提高效率、降低成本。

本发明实施例中使用的是三相四线低压多功能电能表，其它型号的电能表，只要具有通讯功能，一样可以作为本发明的组成部分。

Claims (1)

1、可移动免停电安装的无线远抄电能计量分析系统，其特征在于：由电度表(1)、可编程序控制器PLC模块(2)、GPRS模块(3)、电源模块(4)和对夹式互感器组成，工作流程按照以下三步子程序完成，

子程序1，先按照DL/T645—1997规约进行电度表(1)与可编程序控制器PLC模块(2)通讯程序的初始化，判断通讯是否正常，如果不正常，再重新初始化，如果通讯正常，可编程序控制器PLC模块(2)依照规约格式读电表数据，而后存入第一段内存；

子程序2，将第一段内存调入，进行数据格式转换，再进行节电计算，最后转换为ASCII码，ASCII码存入第二段内存待用；

子程序3，可编程序控制器PLC模块(2)采用AT标准指令初始化GPRS模块(3)，判断可编程序控制器PLC模块(2)与GRPS模块(3)通讯是否正常，如不正常，重新初始化；如果通讯正常，调入第二段内存数据，再用AT指令进行发送，最后用手机短信或计算机接收；

电度表(1)、可编程序控制器PLC模块(2)、GPRS模块(3)及电源模块(4)的连接方式为：电度表(1)的一次电压接线端分别与三相四线电源连接，A、B、C相对夹式互感器二次输出端与电度表(1)的电流输入端连接；电度表(1)通讯口RS485的脚PIN13、PIN14接可编程序控制器PLC模块(2)的串口A；可编程序控制器PLC模块(2)的串口B连接GPRS模块(3)的串口，电源模块(4)的一端连接电度表(1)的输入电源，另一端分别给可编程序控制器PLC模块(2)和GPRS模块(3)供电；

电度表的一次电压接线端分别与三相四线电源通过电压连接线相连，电压连接线的一端设计为鳄鱼夹。

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