CN107490706A - 一种基于超级电容供电的新型智能电能表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超级电容供电的新型智能电能表，它包括开关电源单元、储能单元、通信模块、电表基本单元；开关电源单元与电表基本单元连接，开关电源单元为电表基本单元提供电源；开关电源单元还与储能单元连接，开关电源单元为储能单元提供电源；电表基本单元还与通信模块连接，实现智能电能表的交互通信；储能单元与通信模块连接，储能单元可用于对通信模块进行供电。本发明取得的有益效果是：能够解决外部断电后，智能电能表还能进行故障主动报修工作。

Description

一种基于超级电容供电的新型智能电能表

技术领域

本发明涉及智能电表技术领域，特别是一种基于超级电容供电的新型智能电能表。

背景技术

智能电表作为智能电网里终端的设备，为整个系统的运行保障提供坚实的基础，可以对新的资源提供合理框架，太阳能、风能通过智能电表可以做到合理优化，针对采集数据实时预测负荷并优化；能够对分布式的能源进行整合优化，供电部门利用智能电表对整体配电系统进行监测控制，第一时间了解电网运行情况，对能源框架进行优化，提供给经济和安全电能；可以以准确对对负荷预测进行提升，了解用户用电需求，利用智能电表汇总所有用户用电需求，可以更快捷调节预测负荷，提升利用率、经济效益；能够对出现问题及时传送分析对策，利用智能电表对用户的用电能够第一时间监测预警，在线分析各种异常信息，并跟踪与控制，当出现故障原因是，调用智能电表中信息，快捷查询问题所在之处。

当发生停电时，已有智能电表的电池仅能维持时钟电路供电，且由于电池长期使用，故障率高，时钟电路无法正常工作，从而导致电表时钟在恢复供电以后出现较大误差。另外，由于停电发生后，智能电表及通信模块会断电，无法进行故障报修等工作。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的就是提供一种基于超级电容供电的新型智能电能表，能够解决外部断电后，智能电能表还能进行故障主动报修工作。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种基于超级电容供电的新型智能电能表，它包括有：开关电源单元、储能单元、通信模块、电表基本单元；

所述开关电源单元与所述电表基本单元连接，所述开关电源单元为所述电表基本单元提供电源；

所述开关电源单元还与所述储能单元连接，所述开关电源单元为所述储能单元提供电源；

所述电表基本单元还与通信模块连接，实现智能电能表的交互通信；

所述储能单元与所述通信模块连接，所述储能单元可用于对通信模块进行供电。

进一步，所述开关电源单元包括有交直流转换电路，所述交直流转换电路与所述电表基本单元和所述通信模块连接；所述交直流转换电路将输入的工频交流电转换为直流电。

进一步，所述储能单元包括有储能电路，所述储能电路与所述交直流电路和电表基本单元连接，所述储能电路在所述开关电源单元断电时为整个电能表提供电源。

进一步，所述储能单元还包括有开关控制电路，所述开关控制电路与所述储能电路和通信模块连接；所述开关控制电路切断对通信模块的放电通道，使所述储能电路的剩余电能全部用于维持电能表的低功耗运行，延缓电能表对时钟电池的消耗。

进一步，所述电表基本单元包括有显示单元、电能测量和数据处理单元，所述显示单元显示电能表的信息包括有测量及存储的电能量和状态字；所述电能测量和数据处理单元将输入电压与电流转换成与功率成一定比例关系的脉冲信号，送至分频器和计数器，并通过乘法器、电流电压采样器、A/D转换器，实现相关电参量的采集和传送。

进一步，所述储能单元包括有法拉电容。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：电表中的电池故障率低，电表时钟误差小；在断电后，电能表依然能够进行故障主动报修工作。

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和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明的原理连接图。

图2为本发明的储能单元的工作流程图。

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：如图1至图2所示；一种基于超级电容供电的新型智能电能表，它包括有：开关电源单元、储能单元、通信模块、电表基本单元；

所述开关电源单元与所述电表基本单元连接，所述开关电源单元为所述电表基本单元提供电源；

所述开关电源单元还与所述储能单元连接，所述开关电源单元为所述储能单元提供电源；

所述电表基本单元还与通信模块连接，实现智能电能表的交互通信；智能电能表中通信模块的作用主要是实现智能电能表同上游采集设备的交互通信，智能电能表通过通信模块接收上游采集设备下发的控制命令报文，并按照相关控制命令实现冻结数据、上传所采集电参量等功能。

通信模块是装在智能电能表中的，和其交互通信的上游设备包括采集器和集中器。

所述储能单元与所述通信模块连接，所述储能单元可用于对通信模块进行供电。所述储能单元包括有储能电路，所述储能电路与所述交直流电路和电表基本单元连接，所述储能电路在所述开关电源单元断电时为整个电能表提供电源。当220V交流电停电时开关电源单元停止电源供给，储能电路对外放电，维持电表基本单元和通信模块继续工作一段时间，当放电到预先设定的时候后，开关控制电路切断对通信模块的放电通道。使储能电路的剩余电能全部用于维持电表的低功耗运行，延缓电表对时钟电池的消耗。当放电到预先设定的时候后，开关控制电路切断对通信模块的放电通道，使储能电路的剩余电能全部用于维持电表的低功耗运行，延缓电表对时钟电池的消耗。所述储能单元包括有法拉电容。

储能单元工作流程如下：

1)外部电源开始对电能表上电；

2)电能表对储能单元中的法拉电容进行充电；

3)法拉电容判断外部电源是否掉电；如果未掉电，则重复步骤2)；反之，进入步骤4)；

4)法拉电容进行放电，维持电表基本单元和通信模块继续工作一段时间；

5)上通信模块上报停电事件，通信模块收到停电事件后，以报文的形式将停电事件通过电力线载波通道上传给集中器，再由集中器上传电力公司采集系统主站；

6)停电事件完成后，法拉电容停止对通信电路放电；

7)法拉电容继续向电表基本单元中的输入引脚VCC1充电，作用是电表停电时从储能电路输入直流；

8)此时电能表进入低功耗模式。

所述开关电源单元包括有交直流转换电路(AC-DC电路)，所述交直流转换电路与所述电表基本单元和所述通信模块连接；所述交直流转换电路将输入的工频交流电转换为直流电。

所述储能单元还包括有开关控制电路，所述开关控制电路与所述储能电路和通信模块连接；所述开关控制电路切断对通信模块的放电通道，使所述储能电路的剩余电能全部用于维持电能表的低功耗运行，延缓电能表对时钟电池的消耗。

所述电表基本单元包括有显示单元、电能测量和数据处理单元，所述显示单元显示电能表的信息包括有测量及存储的电能量和状态字；所述电能测量和数据处理单元将输入电压与电流转换成与功率成一定比例关系的脉冲信号，送至分频器和计数器，并通过乘法器、电流电压采样器、A/D转换器，实现相关电参量的采集和传送。

本发明具有的有益效果：电表中的电池故障率低，电表时钟误差小；在断电后，电能表依然能够进行故障主动报修工作。

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 (6)

1.一种基于超级电容供电的新型智能电能表，其特征在于，它包括有：开关电源单元、储能单元、通信模块、电表基本单元；

所述开关电源单元与所述电表基本单元连接，所述开关电源单元为所述电表基本单元提供电源；

所述开关电源单元还与所述储能单元连接，所述开关电源单元为所述储能单元提供电源；

所述电表基本单元还与通信模块连接，实现智能电能表的交互通信；

所述储能单元与所述通信模块连接，所述储能单元可用于对通信模块进行供电。

2.如权利要求1所述的基于超级电容供电的新型智能电能表，其特征在于，所述开关电源单元包括有交直流转换电路，所述交直流转换电路与所述电表基本单元和所述通信模块连接；所述交直流转换电路将输入的工频交流电转换为直流电。

3.如权利要求2所述的基于超级电容供电的新型智能电能表，其特征在于，所述储能单元包括有储能电路，所述储能电路与所述交直流电路和电表基本单元连接，所述储能电路在所述开关电源单元断电时为整个电能表提供电源。

4.如权利要求3所述的基于超级电容供电的新型智能电能表，其特征在于，所述储能单元还包括有开关控制电路，所述开关控制电路与所述储能电路和通信模块连接；所述开关控制电路切断对通信模块的放电通道，使所述储能电路的剩余电能全部用于维持电能表的低功耗运行，延缓电能表对时钟电池的消耗。

5.如权利要求1所述的基于超级电容供电的新型智能电能表，其特征在于，所述电表基本单元包括有显示单元、电能测量和数据处理单元，所述显示单元显示电能表的信息包括有测量及存储的电能量和状态字；所述电能测量和数据处理单元将输入电压与电流转换成与功率成一定比例关系的脉冲信号，送至分频器和计数器，并通过乘法器、电流电压采样器、A/D转换器，实现相关电参量的采集和传送。

6.如权利要求1所述的基于超级电容供电的新型智能电能表，其特征在于，所述储能单元包括有法拉电容。