CN105974192A - 满足ir46计量独立性要求电能表数据接口及验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种满足IR46计量独立性要求的电能表数据接口，包括法制计量组件与非法制计量组件，非法制计量组件包括显示模块、通信模块、存储模块和计算模块；法制计量组件包括时钟模块、计量模块和采样模块；并根据数据接口采集分钟增量电能，并在此基础上进行总电能、费率电能、需量的计算，将法制计量组件与非法制计量组件完全隔离，保证了电能表计量的独立性。本发明同时提出了该接口方式下计量独立性的验证方法，可有效验证装置是否采用了分钟增量电能的接口方法以及采用该接口后的精度是否满足要求。对于提高电能表软件的健壮性、设计满足IR46计量独立性要求的电能表及对电能表计量独立性进行测试认证，具有很大的应用价值。

Description

满足IR46计量独立性要求电能表数据接口及验证方法

技术领域

本发明涉及电能表领域，特别涉及一种满足IR46计量独立性要求的电能表数据接口，以及该接口的验证方法。

背景技术

目前电能表基本上采用CPU+计量芯片的设计模式，也有少数高精度电能表采用CPU+DSP的模式，其中计量芯片、DSP用于采样、计算，输出上电后的总电能或上次读取后的累加电能、实时测量数据给CPU，然后通过CPU来计算历史总电能、各费率电能、需量等，并通过人机接口、通信来完成抄表以及其它数据呈现功能。不论哪种设计模式，CPU的各种功能都杂糅在一起、相互影响，导致程序的健壮性、可靠性变得很差，例如通信模块设计上的错误或不稳定，可能会导致计量功能停止或局部计量数据缺失。

另外，电能表国际建议IR46也对电能表的设计提出了新的要求。IR46是国际法制计量组织OIML起草的一个技术文件，为新设计生产的电能表的型式批准提出建议，是法制计量的组成部分，我国作为OIML的一个成员国，需要执行OIML相关建议。在2012年颁布的IR46技术文件中，明确提出计量独立性的要求，概括来讲，主要包括如下方面：

1)法制计量相关组件的独立。要求无论是硬件还是软件，应将法制计量相关组件与其它组件隔离开来，法制计量相关组件在未经授权情况下不应受其他组件的影响；

2)法制计量相关软件模块的分离。将软件模块分为法制计量相关软件(legallyrelevant software)与非法制计量相关软件(legally non-relevant software)，法制计量相关软件与其它模块的交互采用唯一的数据接口。

目前电能表所采用的CPU+计量芯片或CPU+DSP的设计模式，根据前面的分析，计量功能与其它通信、显示功能杂糅在一起，无法做到独立性。

因此，需要一种能满足IR46计量独立性要求的电能表数据接口以及基于该接口的数据处理方法。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能满足IR46计量独立性要求的电能表数据接口以及基于该接口的数据处理方法。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的：

本发明提供的满足IR46计量独立性要求的电能表数据接口，包括法制计量组件与非法制计量组件，所述非法制计量组件包括显示模块、通信模块、存储模块和计算模块；所述法制计量组件包括时钟模块、计量模块和采样模块；

所述时钟模块连接外部RTC以获取时钟，并通过内部定时器分频得到基本时间单元；

所述采样模块用于采集并将外部电压、电流模拟信号转换为数字信号；

所述计量模块通过时钟信号控制来计算分钟增量电能累计和实时测量数据；

所述计算模块读取法制计量模块的分钟增量电能和实时测量数据，并使用分钟增量电能来计算电能和需量,其中需量是指一段时间内的平均功率，通过一段时间内的总分钟增量电能除以时间获得；

所述存储模块将计算模块计算后的数据进行存储，并进行事件记录、结算转存、冻结、负荷记录的处理及存储；

所述通信模块用于处理接口规约以及时间修改、校时后向法制计量模块更新系统时间，其中规约数据内容从存储模块获取；

所述显示模块用于响应按键请求并实现自动循环、按键循环、自检的显示处理，其中显示内容从存储模块获取。

进一步，所述计量模块中分钟增量电能的计算采用以下步骤：

通过精准秒脉冲中断控制时间，当分钟发生翻转时，将该时刻作为前一个分钟增量电能累计结束及下一个分钟增量电能累计开始的时刻，将前一个分钟增量电能存储到RAM，并将下一个分钟增量电能从零开始累计；

所述精准秒脉冲中断及控制时间通过计量模块连接实时时钟控制器RTC来获取。

进一步，所述计算模块采用以下步骤来实现：

S11：读取处理每条分钟增量电能；

S12：获取分钟增量电能对应的时标；

S13：比较下一条分钟增量电能对应的时标，判断时标顺序是否连续，如果连续，则进入步骤S16；

S14：如果时标相对超前，则调整时段与分钟增量电能时标一致，并进入步骤S6；

S15：如果时标相对滞后，则先根据时标顺序依次读取丢失的增量电能，再读取最新增量电能，并进入步骤S6；

S16：根据时标计算总电能、费率电能和需量，返回步骤S 1。

进一步，所述非法制计量组件采用以下方法来计算电能和需量：

读取分钟增量电能后，对每分钟的总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功增量电能进行累计得到总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功电能；

根据有功组合、无功组合方式的配置字，计算得到总及分相的组合有功总电能、组合无功总电能；同时，根据分时计费的配置，分析该分钟时间对应的费率号，将该分钟增量电能累计到对应的费率电能数据中；

根据配置的需量计算周期、计算模式，使用需量计算周期内的总增量电能除以周期时间，得到周期内的总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功、组合有功、组合无功需量。

本发明还提供了满足IR46计量独立性要求的电能表数据接口的验证方法，包括以下步骤：

S1：将被测试电能表与标准电能表的电压并接及电流串接；

S2：测试分钟增量电能的准确度：将电流连续加量到参比电流，然后撤除施加电流量，读取被测试电能表的若干条增量电能，计算其总和，与标准表进行比较，计算相对误差。

进一步，还包括以下步骤：

S3：测试总电能计量独立性：将电流连续加量到参比电流，然后通过硬件复位、或者对非法制计量组件软件进行升级来单独停止非法制计量组件的运行，按照预设时间停止，之后恢复非法制计量组件运行后，撤除施加电流量，读取被测试电能表总电能，与标准表进行比较，计算相对误差。

进一步，还包括以下步骤：

S4：测试费率电能计量独立性：将电流连续加量到参比电流，在费率切换时刻前，单独停止非法制计量组件的运行，等到费率切换时间到后，恢复非法制计量组件运行后，撤除施加电流量，读取被测试电能表费率切换前后两种费率的费率电能，与标准表进行比较，计算相对误差。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

本发明所提供的满足IR46计量独立性要求的电能表数据接口，基于该接口提出了一种采用分钟增量电能为基础进行总电能、费率电能、需量计算的方法，这种方法将法制计量组件与非法制计量组件完全隔离，保证了电能表计量的独立性。本发明同时提出了该接口方式下计量独立性的验证方法，可以有效验证装置是否采用了分钟增量电能的接口方法以及采用该接口后的精度是否满足要求。上述接口及测试方法的实现，对于提高电能表软件的健壮性、设计满足IR46计量独立性要求的电能表、以及对电能表计量独立性进行测试认证，具有很大的应用价值。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为本发明的满足IR46计量独立性要求的电能表数据接口示意图。

图2为本发明的法制计量模块流程。

图3为本发明的非法制计量模块流程。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图所示，本实施例提供的满足IR46计量独立性要求的电能表数据接口，其特征在于：包括法制计量组件与非法制计量组件，所述非法制计量组件包括显示模块、通信模块、存储模块和计算模块；所述法制计量组件包括时钟模块、计量模块和采样模块；

所述时钟模块连接外部RTC以获取时钟，并通过内部定时器分频得到基本时间单元；

所述采样模块用于采集并将外部电压、电流模拟信号转换为数字信号；

所述计量模块通过时钟信号控制来计算分钟增量电能累计和实时测量数据；

所述计算模块读取法制计量模块的分钟增量电能和实时测量数据，并使用分钟增量电能来计算电能和需量,其中需量是指一段时间内的平均功率，通过一段时间内的总分钟增量电能除以时间获得；

所述存储模块将计算模块计算后的数据进行存储，并进行事件记录、结算转存、冻结、负荷记录的处理及存储；

所述通信模块用于处理接口规约以及时间修改、校时后向法制计量模块更新系统时间，其中规约数据内容从存储模块获取；

所述显示模块用于响应按键请求并实现自动循环、按键循环、自检的显示处理，其中显示内容从存储模块获取。

所述计量模块中分钟增量电能的计算采用以下步骤：

通过精准秒脉冲中断控制时间，当分钟发生翻转时，将该时刻作为前一个分钟增量电能累计结束及下一个分钟增量电能累计开始的时刻，将前一个分钟增量电能存储到RAM，并将下一个分钟增量电能从零开始累计；

所述精准秒脉冲中断及控制时间通过计量模块连接实时时钟控制器RTC来获取。

所述计算模块采用以下步骤来实现：

S11：读取处理每条分钟增量电能；

S12：获取分钟增量电能对应的时标；

S13：比较下一条分钟增量电能对应的时标，判断时标顺序是否连续，如果连续，则进入步骤S16；

S14：如果时标相对超前，则调整时段与分钟增量电能时标一致，并进入步骤S6；

S15：如果时标相对滞后，则先根据时标顺序依次读取丢失的增量电能，再读取最新增量电能，并进入步骤S6；

S16：根据时标计算总电能、费率电能和需量，返回步骤S 1。

所述非法制计量组件采用以下方法来计算电能和需量：

读取分钟增量电能后，对每分钟的总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功增量电能进行累计得到总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功电能；

根据有功组合、无功组合方式的配置字，计算得到总及分相的组合有功总电能、组合无功总电能；同时，根据分时计费的配置，分析该分钟时间对应的费率号，将该分钟增量电能累计到对应的费率电能数据中；

根据配置的需量计算周期、计算模式，使用需量计算周期内的总增量电能除以周期时间，得到周期内的总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功、组合有功、组合无功需量。

本实施例还提供了一种满足IR46计量独立性要求的电能表数据接口的验证方法，包括以下步骤：

S1：将被测试电能表与标准电能表的电压并接及电流串接；

S2：测试分钟增量电能的准确度：将电流连续加量到参比电流，然后撤除施加电流量，读取被测试电能表的若干条增量电能，计算其总和，与标准表进行比较，计算相对误差。

S3：测试总电能计量独立性：将电流连续加量到参比电流，然后通过硬件复位、或者对非法制计量组件软件进行升级来单独停止非法制计量组件的运行，按照预设时间停止，之后恢复非法制计量组件运行后，撤除施加电流量，读取被测试电能表总电能，与标准表进行比较，计算相对误差。

S4：测试费率电能计量独立性：将电流连续加量到参比电流，在费率切换时刻前，单独停止非法制计量组件的运行，等到费率切换时间到后，恢复非法制计量组件运行后，撤除施加电流量，读取被测试电能表费率切换前后两种费率的费率电能，与标准表进行比较，计算相对误差。

实施例2

本实施例提供的满足IR46计量独立性要求的电能表数据接口，将电能表分为法制计量组件与非法制计量组件，两个组件之间通过配置精度校准参数、更新系统时间、读取分钟增量电能、读取当前总电能、读取当前实时数据几个接口来交换数据；

所述配置精度校准参数接口，仅在电能表出厂前使用，用于电能表生产厂家校准电能表精度，电能表设定为出厂状态后该接口自动禁止。该接口内容为非法制计量组件向法制计量组件写入校准后的参数，包括电压、电流的角差、比差调整系数；

所述更新系统时间接口，用于电能表运行期间，非法制计量组件通过通信广播校时、修改时间后，将时间更新到法制计量组件，时间格式为精确到秒的年月日时分秒；

所述读取分钟增量电能接口，用于非法制计量组件读取法制计量组件的分钟增量电能及其时标数据，使用该数据计算得到总电能、费率电能、需量；分为两种类型，一个是读取最新的分钟增量电能，由非法制计量组件直接读取法制计量组件对应地址数据即可；一个是读取历史分钟增量电能，由非法制计量组件向法制计量组件写入要读取的分钟增量电能的时标，格式为年月日时分，然后法制计量组件检索对应分钟增量电能并存放到固定地址，再由非法制计量组件读取该地址数据；法制计量组件的检索顺序是，从最新分钟增量电能时标开始向前检索，直到检索到对应时标为止，如遍历所有缓存均检索不到，则返回数据值为0的增量电能；

所述读取当前总电能接口，用于非法制计量组件读取法制计量组件的总电能数据，使用该数据对分钟增量电能的完整性进行校验；

所述读取前实时数据接口，用于非法制计量组件读取法制计量组件的实时测量数据，包括当前电压、电流、功率、功率因数等；

上述数据接口中，分钟增量电能是指以分钟为基本单位，累计计算到的该分钟内的基本电能累计增量值，包括总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功增量电能。

基于上述接口的电能、需量计算，全部以分钟增量电能作为基本数据单元，由法制计量组件计算得到分钟增量电能，并缓存起来，然后由非法制计量组件读取分钟增量电能，计算电能、需量，具体方法如下：

法制计量组件计算分钟增量电能的方法是，通过精准秒脉冲中断控制时间，当分钟发生翻转，即时钟的秒、毫秒数均为零时，将该时刻作为前一个分钟增量电能累计结束及下一个分钟增量电能累计开始的时刻，此时将前一个分钟增量电能存储到RAM，并将下一个分钟增量电能从零开始累计；为了保证精度，精准秒脉冲中断及时间由法制计量组件通过直接连接RTC(实时时钟控制器)来获取；为了降低分钟增量电能在分钟翻转时带来的电能累计误差，法制计量组件内部采用精度为1ms的时钟来控制电能的累计；

法制计量组件缓存分钟增量电能的方法是，法制计量组件内部自带RAM、或外接RAM芯片，将计算好的每一条分钟增量电能按计算顺序缓存在RAM中，采用循环缓存方式，每一条增量电能数据包括精确到分钟的年月日时分时间，该分钟的总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功增量电能，具体缓存的最大数量由RAM的容量大小而定；

由于上电与掉电的时刻是随机的，法制计量组件需要针对上电后第一条与掉电前最后一条增量电能进行特殊处理。上电后的第一条增量电能，不等待分钟翻转，而是在上电后便立即启动累计，对应时标通过对当前时刻按分钟取整得到；掉电前的最后一条增量电能，为了避免因掉电而无法保存，当检测到三相失压后便立即保存该分钟增量电能；

非法制计量组件在读取处理每一条分钟增量电能后，均记忆该分钟增量电能对应的时标，在处理下一条分钟增量电能时，如发现时标顺序不连续，分两种情况分别特殊处理：如时标相对超前，说明中途系统时间修改，需调整时段与分钟增量电能时标一致，再进行电能、需量的计算；如时标相对滞后，说明中途丢失了增量电能，此时先根据时标顺序依次读取丢失的增量电能，再读取最新增量电能，并用这些增量电能进行电能、需量的计算；

非法制计量组件计算电能、需量的方法是，读取分钟增量电能后，对每一分钟的总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功增量电能进行累计得到总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功电能，根据有功组合、无功组合方式的配置字，计算得到总及分相的组合有功总电能、组合无功总电能；同时，根据分时计费的配置，分析该分钟时间对应的费率号，将该分钟增量电能累计到对应的费率电能数据中；另外，根据配置的需量计算周期、计算模式，使用需量计算周期内的总增量电能除以周期时间，即可得到该周期内的总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功、组合有功、组合无功需量；

为了便于检验，非法制计量组件的通信模块中缓存了最近100条分钟增量电能数据，可以通过DL/T645规约读取。

采用上述接口及该接口的电能、需量计算方法，通过法制计量相关组件独立运行及独立存储，确保即便非法制计量模块暂时失效，也可以在其恢复后通过读取缓存的历史分钟增量电能数据来恢复失效期间的总电能、分时计费电能、需量。

要验证采用上述接口后是否满足IR46计量独立性要求，本发明设计了一种测试方法，测试前将被测试电能表与标准电能表的电压并接、电流串接，然后采用如下测试步骤：

第一，测试分钟增量电能的准确度。其方法是，将电流从0加到参比电流，连续加量1小时，然后撤除施加电流量，通过DL/T645规约读取被测试电能表的最近60条增量电能，计算其总和，与标准表进行比较，计算相对误差；

第二，测试总电能计量独立性。其方法是，将电流从0加到参比电流，然后通过硬件复位、或者对非法制计量组件软件进行升级来单独停止非法制计量组件的运行，停止时间为1分钟，之后恢复非法制计量组件运行，再等待1分钟后，撤除施加电流量，读取被测试电能表总电能，与标准表进行比较，计算相对误差；

第三，测试费率电能计量独立性。其方法是，将电流从0加到参比电流，在费率切换时刻前，单独停止非法制计量组件的运行，等到费率切换时间到后，恢复非法制计量组件运行，再等待1分钟后，撤除施加电流量，读取被测试电能表费率切换前后两种费率的费率电能，与标准表进行比较，计算相对误差。

采用上述测试方法，首先验证电能表内部存在分钟增量电能，其次通过测试总电能、费率电能，验证了分钟增量电能是由法制计量组件计算生成的，证实了不论非法制计量组件是否运行，分钟增量电能的计算与存储都不会受到影响，从而验证了法制计量组件的独立性。

实施例3

参见图1，本发明提供的满足IR46计量独立性要求的电能表数据接口，将电能表分为法制计量组件与非法制计量组件，两个组件之间通过配置精度校准参数、更新系统时间、读取分钟增量电能、读取当前总电能、读取当前实时数据几个接口来交换数据。由于需要定义新的电能数据接口，现有的计量芯片无法满足要求，因此采用了CPU+DSP的实现方式，以CPU为核心构成非法制计量组件，以DSP为核心构成法制计量组件。其中，DSP外部直接连接RTC芯片8025，并扩展32KB的FRAM(铁电存储器，存储后掉电不丢失)用来缓存分钟增量电能。DSP与ARM之间通过I2C总线连接，其中ARM为主机，DSP为从机，本发明的各种接口均采用ARM向DSP写入命令，然后从DSP读取对应结果数据的数据交换模式，具体实现方式如下：

配置精度校准参数接口，仅在出厂前通过精度校准软件使用，具体方法是，精度校准软件计算好电压、电流的角差、比差调整系数并写入到非法制计量组件，由非法制计量组件向法制计量组件写入角差、比差调整系数，然后法制计量组件根据最新的调整系数计算电能，并将结果反馈给非法制计量组件，再反馈给精度校准软件，直到达到预期精度为止。为了避免电能表出厂后精度系数遭到破坏，电能表内部设置一个出厂状态控制字，出厂前将该状态字置1，禁止出厂后精度系数的修改；

更新系统时间接口，当非法制计量组件通信模块收到广播校时、修改时间命令后，将新的时间写入到法制计量组件，时间格式为精确到秒的年月日时分秒；

读取分钟增量电能接口，采用两种方式，一个是读取最新的分钟增量电能，由非法制计量组件直接读取法制计量组件对应地址数据即可；一个是读取历史分钟增量电能，由非法制计量组件向法制计量组件写入要读取的分钟增量电能的时标，格式为年月日时分，然后法制计量组件检索对应分钟增量电能并存放到固定地址，再由非法制计量组件读取该地址数据；法制计量组件的检索顺序是，从最新分钟增量电能时标开始向前检索，直到检索到对应时标为止，如遍历所有缓存均检索不到，则返回数据值为0的增量电能；

读取当前总电能接口，由非法制计量组件直接读取法制计量组件各总电能对应地址数据即可；

读取前实时数据接口由非法制计量组件直接读取法制计量组件各实时测量对应地址数据即可。

上述数据接口中，分钟增量电能是指以分钟为基本单位，累计计算到的该分钟内的基本电能累计增量值，包括总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功增量电能。

本实施例提供的法制计量组件与非法制计量组件的内部功能模块实现方法说明如下：

法制计量组件分为时钟模块、采样模块、计量模块。时钟模块连接外部RTC以获取时钟，并通过内部定时器分频得到基本时间单元；采样模块通过AD将外部电压、电流模拟信号转换为数字信号；计量模块使用采样数字信号，通过时钟信号控制，进行分钟增量电能累计、实时测量数据的计算。

非法制计量组件分为计算模块、存储模块、通信模块、显示模块。计算模块读取法制计量模块的分钟增量电能、实时测量数据，并使用分钟增量电能计算电能、需量；存储模块将计算模块计算后的数据进行存储，并进行事件记录、结算转存、冻结、负荷记录的处理及存储；通信模块完成对RS-485、红外接口的响应及DL/T645规约的处理，以及时间修改、校时后向法制计量模块更新系统时间；显示模块完成按键响应，实现自动循环、按键循环、自检的显示处理。

参见图2和图3，对以分钟增量电能作为基本数据单元计算电能、需量的方法进行了说明，其中，图2为本发明的法制计量模块流程，图3为本发明的非法制计量模块流程，具体流程如下：

法制计量组件计算分钟增量电能的步骤：以1ms为最小时间单位累计电能，并通过外部RTC来控制时钟，通过接受RTC芯片的秒中断，当收到中断后发现分钟发生翻转，即时钟的秒、毫秒数均为零时，将该时刻作为前一个分钟增量电能累计结束及下一个分钟增量电能累计开始的时刻，此时将前一个分钟增量电能存储到RAM，并将下一个分钟增量电能从零开始累计；

法制计量组件缓存分钟增量电能的方法是，法制计量组件外部扩展了32KB的FRAM，将计算好的每一条分钟增量电能按计算顺序缓存在FRAM中，采用循环缓存方式，每一条增量电能数据包括精确到分钟的年月日时分时间，该分钟的总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功增量电能，由于每一条分钟增量电能的存储大小为25字节，考虑到预留，本发明实施时分钟增量电能缓存容量为1200条，即连续20小时的数据；

非法制计量组件在读取处理每一条分钟增量电能后，均记忆该分钟增量电能对应的时标，在处理下一条分钟增量电能时，如发现时标顺序不连续，分两种情况分别特殊处理：如时标相对超前，说明中途系统时间修改，调整时段与分钟增量电能时标一致，再进行电能、需量的计算；如时标相对滞后，说明中途丢失了增量电能，此时先根据时标顺序依次读取丢失的增量电能，再读取最新增量电能，并用这些增量电能进行电能、需量的计算；

非法制计量组件计算电能、需量的方法是，读取分钟增量电能后，对每一分钟的总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功增量电能进行累计得到总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功电能，根据有功组合、无功组合方式的配置字，计算得到总及分相的组合有功总电能、组合无功总电能；同时，根据分时计费的配置，分析该分钟时间对应的费率号，将该分钟增量电能累计到对应的费率电能数据中；另外，根据配置的需量计算周期、计算模式，使用需量计算周期内的总增量电能除以周期时间，即可得到该周期内的总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功、组合有功、组合无功需量，例如需量计算周期为5分钟，计算模式为滑差式，滑差时间1分钟，累计到的最近5分钟的总正向有功增量电能为0.015kWh，则本周期内总正向有功需量计算结果为0.015kWh/5min＝0.18kW；

为了便于检验，非法制计量组件的通信模块中具备最近100条分钟增量电能数据，可以通过DL/T645规约读取。为此，DL/T645规约中扩展了DI3为07的分钟增量电能数据标识编码表，每一个标识对应一组分钟增量电能数据，包括精确到分的时标，以及总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功增量电能。

由于上电与掉电的时刻是随机的，法制计量组件需要针对上电后第一条与掉电前最后一条增量电能进行特殊处理。上电后的第一条增量电能，不等待分钟翻转，而是在上电后便立即启动累计，对应时标通过对当前时刻按分钟取整得到；掉电前的最后一条增量电能，为了避免因掉电而无法保存，当检测到三相失压后便立即保存该分钟增量电能。

为了验证采用上述接口后是否满足IR46计量独立性要求，采用校表台进行实测，由于校表台内部已经将被测试电表的接线端子与标准电能表的电压并接、电流串接，因此测试时将被测试电能表直接接入即可，具体测试步骤如下：

第一，测试分钟增量电能的准确度。其方法是，将电流从0加到参比电流(由厂家标定，如0.3A、1.5A)，连续加量1小时，然后撤除施加电流量，通过DL/T645规约读取被测试电能表的最近100条增量电能，计算其总和，与标准表进行比较，计算相对误差；

第二，测试总电能计量独立性。其方法是，将电流从0加到参比电流，然后通过硬件复位、或者对非法制计量组件软件进行升级来单独停止非法制计量组件的运行，停止时间为1分钟，之后恢复非法制计量组件运行，再等待1分钟后，撤除施加电流量，读取被测试电能表总电能，与标准表进行比较，计算相对误差；

第三，测试费率电能计量独立性。其方法是，将电流从0加到参比电流，在费率切换时刻前，单独停止非法制计量组件的运行，等到费率切换时间到后，恢复非法制计量组件运行，再等待1分钟后，撤除施加电流量，读取被测试电能表费率切换前后两种费率的费率电能，与标准表进行比较，计算相对误差。

采用上述方法对所研制的电能表进行检验，将该结果与采用常规电能计算方法的电能表进行对比，结果表明，采用本发明的电能表并未带来额外的误差。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.满足IR46计量独立性要求电能表数据接口，其特征在于：包括法制计量组件与非法制计量组件，所述非法制计量组件包括显示模块、通信模块、存储模块和计算模块；所述法制计量组件包括时钟模块、计量模块和采样模块；

所述时钟模块连接外部RTC以获取时钟，并通过内部定时器分频得到基本时间单元；

所述采样模块用于采集并将外部电压、电流模拟信号转换为数字信号；

所述计量模块通过时钟信号控制来计算分钟增量电能累计和实时测量数据；

所述计算模块读取法制计量模块的分钟增量电能和实时测量数据，并使用分钟增量电能来计算电能和需量,其中需量是指一段时间内的平均功率，通过一段时间内的总分钟增量电能除以时间获得；

所述存储模块将计算模块计算后的数据进行存储，并进行事件记录、结算转存、冻结、负荷记录的处理及存储；

所述通信模块用于处理接口规约以及时间修改、校时后向法制计量模块更新系统时间，其中规约数据内容从存储模块获取；

所述显示模块用于响应按键请求并实现自动循环、按键循环、自检的显示处理，其中显示内容从存储模块获取。

2.如权利要求1所述的满足IR46计量独立性要求电能表数据接口，其特征在于：所述计量模块中分钟增量电能的计算采用以下步骤：

通过精准秒脉冲中断控制时间，当分钟发生翻转时，将该时刻作为前一个分钟增量电能累计结束及下一个分钟增量电能累计开始的时刻，将前一个分钟增量电能存储到RAM，并将下一个分钟增量电能从零开始累计；

所述精准秒脉冲中断及控制时间通过计量模块连接实时时钟控制器RTC来获取。

3.如权利要求1所述的满足IR46计量独立性要求电能表数据接口，其特征在于：所述计算模块采用以下步骤来实现：

S11：读取处理每条分钟增量电能；

S12：获取分钟增量电能对应的时标；

S13：比较下一条分钟增量电能对应的时标，判断时标顺序是否连续，如果连续，则进入步骤S16；

S14：如果时标相对超前，则调整时段与分钟增量电能时标一致，并进入步骤S6；

S15：如果时标相对滞后，则先根据时标顺序依次读取丢失的增量电能，再读取最新增量电能，并进入步骤S6；

S16：根据时标计算总电能、费率电能和需量，返回步骤S 1。

4.如权利要求1所述的满足IR46计量独立性要求电能表数据接口，其特征在于：所述非法制计量组件采用以下方法来计算电能和需量：

读取分钟增量电能后，对每分钟的总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功增量电能进行累计得到总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功电能；

根据有功组合、无功组合方式的配置字，计算得到总及分相的组合有功总电能、组合无功总电能；同时，根据分时计费的配置，分析该分钟时间对应的费率号，将该分钟增量电能累计到对应的费率电能数据中；

根据配置的需量计算周期、计算模式，使用需量计算周期内的总增量电能除以周期时间，得到周期内的总及分相的正向有功、反向有功、四象限无功、组合有功、组合无功需量。

5.满足IR46计量独立性要求电能表数据接口验证方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将被测试电能表与标准电能表的电压并接及电流串接；

S2：测试分钟增量电能的准确度：将电流连续加量到参比电流，然后撤除施加电流量，读取被测试电能表的若干条增量电能，计算其总和，与标准表进行比较，计算相对误差。

6.如权利要求5所述的满足IR46计量独立性要求电能表数据接口验证方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S3：测试总电能计量独立性：将电流连续加量到参比电流，然后通过硬件复位、或者对非法制计量组件软件进行升级来单独停止非法制计量组件的运行，按照预设时间停止，之后恢复非法制计量组件运行后，撤除施加电流量，读取被测试电能表总电能，与标准表进行比较，计算相对误差。

7.如权利要求5所述的满足IR46计量独立性要求电能表数据接口验证方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S4：测试费率电能计量独立性：将电流连续加量到参比电流，在费率切换时刻前，单独停止非法制计量组件的运行，等到费率切换时间到后，恢复非法制计量组件运行后，撤除施加电流量，读取被测试电能表费率切换前后两种费率的费率电能，与标准表进行比较，计算相对误差。