CN108539847A - 多功能智能电能表电源系统 - Google Patents

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商曦文
张颖
吉莹
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Electric Power Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
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Electric Power Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J9/061Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
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    • H02J7/0068Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply

Abstract

本发明涉及一种多功能智能电能表电源系统包括锂电池、电流传感器模块、电压传感器模块、温度传感器模块、锂电池管理模块、信号采集发射模块、远程终端数据库、锂电池充放电保护模块、整流电路和电表用电模块;集锂电池信息实时检测、锂电池信息采集与锂电报警信息远程传输功能于一体,使得智能电能表电池管理更方便,智能度更高,通过对内置锂电池工作时充放电的电压、电流和温度的监测,预防锂电池因高温、过充和欠压导致的锂电池寿命受损等情况的发生。

Description

多功能智能电能表电源系统
技术领域
[0001]本发明涉及电子仪表技术领域,特别涉及一种多功能智能电能表电源系统。
背景技术
[0002]据统计,截止到2017年6月份,国家电网公司系统全口径范围内用户数超过3.78亿 户,累计安装智能电能表3.1S亿只,实现用电信息自动采集3.17亿户。电能表的广泛使用, 使得国家电网积累了大量的智能电能表运行信息。数据统计显示,电池欠压和电源故障在 智能电能表故障的所有原因中排在前两位。这些信息表明,电源系统的可靠性对智能电能 表的运行至关重要。
发明内容
[0003] 有鉴于此,本发明的目的在于提供一种多功能智能电能表电源系统,为了解决现 有智能电能表电源系统功能单一,无法满足电能表运行功能与安全需求 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种多功能智能电能表电源系统,包括锂 电池、电流传感器模块、电压传感器模块、温度传感器模块、锂电池管理模块、信号采集发射 模块、远程终端数据库、锂电池充放电保护模块、整流电路和电表用电模块,其特征在于:所 述锂电池充放电保护模块和整流电路均与220V市电相连接:所述锂电池充放电保护模块和 整流电路还分别与电表用电模块相连接,用于在不同模式下为电表用电模块供电;所述锂 电池管理模块分别与电流传感器模块、电压传感器模块、温度传感器模块、信号采集发射模 块和锂电池充放电保护模块相连接;所述电流传感器模块与锂电池相连,用于实时检测锂 电池在充放电过程中电流信息;所述电压传感器模块与锂电池相连,用于实时检测锂电池 在充放电过程中的电压信息;所述温度传感器模块与锂电池贴近,用于实时检测锂电池的 温度信息;所述信号采集发射模块与所述远程终端数据库相连接。
[0004] 进一步的,所述锂电池充放电保护模块的输入为220V市电,通过电流传感器模块、 电压传感器模块和温度传感器模块与锂电池管理模块相连,当锂电池出现过压、欠压、高温 或者电量低于设定值时等现象时,接通或切断锂电池的充放电回路。
[0005] 进一步的,所述电能表用电模块设置了两种供电模式,即当22〇V市电供电正常时, 由整流电路为电表用电模块供电;当22(^市电供电异常时,由锂电池模块为电表用电模块 供电。
[0006] 进一步的,所述锂电池管理模块内置锂电池荷电状态S0C评估算法和锂电池寿命 状态S0H评估算法,两种算法相互配合,根据锂电池实际情况采用合适的方法评估锂电池荷 电状态和锂电池寿命。
[0007] 进一步的,所述锂电池管理模块还具有监控报警功能,当锂电池的剩余电量或可 使用寿命低于设定值时,可将报警信f、编码成特定的定位报警信号通过信号采集发射模块 传输至远程终端数据库,。
[0008]进一步的,所述锂电池管理模块所输出的定位报警信息格式与无线抄表系统中的 数据采集器接收格式设置一致。
[0009]本发明与现有技术相比具有以下有益效果: 一 •为智能电能表用电系统设置了两种供电模式,g卩220V交流电整流供电和内置电源 模块供电,两种供电模式可在不同情况下互相切换。
[0010]二•通过对内置锂电池工作时充放电的电压、电流和温度的监测,预防锂电池因高 温、过充和欠压导致的锂电池寿命受损等情况的发生。
[0011] 三.通过锂电池荷电状态(S0C)评估算法和锂电池寿命状态(S0H)评估算法,结合 温度校正锂电池容量,并以计算结果作为基础完成对锂电池充放电协调的控制和锂电池寿 命的评估,使智能电能表的电源系统运行更加稳定、安全,同时也延长了锂电池的使用寿 命。
[0012] 四•当锂电池的剩余电量或可使用寿命低于设定值时,整个电源系统可将报警信 息编码成特定的定位报警信号无线传输至远程终端数据库,实现智能电能表电池状态实时 检测和电池故障报警、定位、预测等功能。
附图说明
[0013] 图1是本发明系统原理图。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0015] 请参照图1,本发明提供一种多功能智能电能表电源系统,包括锂电池、电流传感 器模块、电压传感器模块、温度传感器模块、锂电池管理模块、信号采集发射模块、远程终端 数据库、锂电池充放电保护模块、整流电路和电表用电模块,其特征在于:所述锂电池充放 电保护模块和整流电路均与220V市电相连接:所述锂电池充放电保护模块和整流电路还分 别与电表用电模块相连接,用于在不同模式下为电表用电模块供电;所述锂电池管理模块 分别与电流传感器模块、电压传感器模块、温度传感器模块、信号采集发射模块和锂电池充 放电保护模块相连接;所述电流传感器模块与锂电池相连,用于实时检测锂电池在充放电 过程中电流信息;所述电压传感器模块与锂电池相连,用于实时检测锂电池在充放电过程 中的电压信息;所述温度传感器模块与锂电池贴近,用于实时检测锂电池的温度信息;所述 信号采集发射模块与所述远程终端数据库相连接;所述电流传感器模块、电压传感器模块 和温度传感器模块可根据实际使用和控制要求选取合适的元器件;信号采集发射模块与锂 电池管理模块相连,用于接收锂电池管理模块发出的锂电池电量、寿命和电压超过设定范 围的报警信息,并及时传送给远程终端数据库,可做进一步的数据处理工作。
[0016] 在本发明一实施例中,进一步的,所述锂电池充放电保护模块的输入为22〇V市电, 通过电流传感器模块、电压传感器模块和温度传感器模块与锂电池管理模块相连,当锂电 池出现过压、欠压、高温或者电量低于设定值时等现象时,通过控制三极管的通断来接通或 切断锂电池的充放电回路。
[0017] 在本发明一实施例中,进一步的,所述电能表用电模块设置了两种供电模式,即当 220V市电供电正常时,由整流电路为电表用电模块供电;当220丫市电供电异常时,由锂电池 模块为电表用电模块供电。
[0018] 在本发明一实施例中,进一步的,所述锂电池官理糗块内置锂电池何电状态SOC 评估算法和锂电池寿命状态S〇H评估算法,两种算法相互配合,根据锂电池实际情况采用合 适的方法评估锂电池荷电状态和锂电池寿命。
[0019] 在本发明一实施例中,进一步的,所述锂电池管理模块还具有监控报警功能,当锂 电池的剩余电量或可使用寿命低于设定值时,可将报警信息编码成特定的定位报警信号通 过信号采集发射模块传输至远程终端数据库,。
[0020] 在本发明一实施例中,进一步的,所述锂电池管理模块所输出的定位报警信息格 式与无线抄表系统中的数据采集器接收格式设置一致。
[0021]以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1. 一种多功能智能电能表电源系统,包括锂电池、电流传感器模块、电压传感器模块、 温度传感器模块、锂电池管理模块、信号采集发射模块、远程终端数据库、锂电池充放电保 护模块、整流电路和电表用电模块,其特征在于:所述锂电池充放电保护模块和整流电路均 与220V市电相连接:所述锂电池充放电保护模块和整流电路还分别与电表用电模块相连 接,用于在不同模式下为电表用电模块供电;所述锂电池管理模块分别与电流传感器模块、 电压传感器模块、温度传感器模块、信号采集发射模块和锂电池充放电保护模块相连接;所 述电流传感器模块与锂电池相连,用于实时检测锂电池在充放电过程中电流信息;所述电 压传感器模块与锂电池相连,用于实时检测锂电池在充放电过程中的电压信息;所述温度 传感器模块与锂电池贴近,用于实时检测锂电池的温度信息;所述信号采集发射模块与所 述远程终端数据库相连接。
2. 根据权利要求1所述的多功能智能电能表电源系统,其特征在于:所述锂电池充放电 保护模块的输入为220V市电,通过电流传感器模块、电压传感器模块和温度传感器模块与 锂电池管理模块相连,当锂电池出现过压、欠压、高温或者电量低于设定值时等现象时,接 通或切断锂电池的充放电回路。
3. 根据权利要求1所述的多功能智能电能表电源系统,其特征在于:所述电能表用电模 块设置了两种供电模式,即当220V市电供电正常时,由整流电路为电表用电模块供电;当 220V市电供电异常时,由锂电池模块为电表用电模块供电。
4. 根据权利要求1所述的多功能智能电能表电源系统,其特征在于:所述锂电池管理模 块内置锂电池荷电状态SOC评估算法和锂电池寿命状态SOH评估算法,两种算法相互配合。
5. 根据权利要求5所述的多功能智能电能表电源系统,其特征在于:所述锂电池管理模 块还具有监控报警功能,当锂电池的剩余电量或可使用寿命低于设定值时,将报警信息编 码成定位报警信号通过信号采集发射模块传输至远程终端数据库。
6. 根据权利要求5所述的多功能智能电能表电源系统,其特征在于:所述锂电池管理模 块所输出的定位报警信息格式与无线抄表系统中的数据采集器接收格式设置一致。
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