CN111736013B - 电能表电能计量方法及装置、存储介质和终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电能表电能计量方法及装置、存储介质和终端，其中方法包括：分别周期性获取目标负载的瞬时功率和平均功率；判断是否接收到脉冲输出指令，若接收到则判断最新获取的平均功率是否为零，若是则将最新获取的瞬时功率作为待累加功率，否则将最新获取的平均功率作为待累加功率；获取累加功率并判断累加功率是否大于预设门限值，若大于则根据累加功率输出脉冲并获取累加电量数据；判断是否接收到上报电量指令，若接收到则输出累加电量数据。本发明电能表电能计量方法，通过引入瞬时功率，实现快速更新底层电量，大大加快了电能表加负载初期电量更新速度。

Description

电能表电能计量方法及装置、存储介质和终端
技术领域
本发明涉及电能表计量处理及通讯上报技术领域，尤其涉及一种电能表电能计量方法及装置、存储介质和终端。
背景技术
电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表，火表，千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。使用电能表时要注意，在低电压(不超过500伏)和小电流(几十安)的情况下，电能表可直接接入电路进行测量。在高电压或大电流的情况下，电能表不能直接接入线路，需配合电压互感器或电流互感器使用。
现有电能表在进行电量计算时，采用秒平均功率进行计算，但在电能表刚加负载时往往还没有采集到秒平均功率，因此电能表在首次采集到秒平均功率前是无法计量电能的，这就导致电能表加负载初期电量更新较慢。同时现有的电能表在上报电量时往往容易被其它中断及进程打断，进而使得电量数据上报不及时。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的电能表采用秒平均功率，使得加负载初期电量更新较慢，且现有的电能表上报电量往往容易被其他中断及进程打断，使得电量数据上报不及时。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电能表电能计量方法，包括：
分别周期性获取目标负载的瞬时功率和平均功率，其中，周期性获取目标负载的瞬时功率的周期为第一周期，周期性获取目标负载的平均功率的周期为第二周期，所述第一周期小于所述第二周期；
实时判断是否接收到脉冲输出指令，若接收到所述脉冲输出指令则判断最新获取的平均功率是否为零，若是则将最新获取的瞬时功率作为待累加功率，否则将最新获取的平均功率作为待累加功率，若未接收到所述脉冲输出指令则重新判断是否接收到所述脉冲输出指令；
根据所述待累加功率和基本功率获取累加功率，并判断所述累加功率是否大于预设门限值，若大于则根据所述累加功率输出脉冲并获取累加电量数据，同时基于所述累加功率重新计算基本功率，否则不进行脉冲输出及获取累加电量数据；
判断是否接收到上报电量指令，若未接收到所述上报电量指令则重新判断是否接收到所述上报电量指令，若接收到所述上报电量指令则输出当前所述累加电量数据，并重新判断是否接收到所述上报电量指令。
优选地，所述第一周期为160ms，所述第二周期为1s。
优选地，根据所述待累加功率和基本功率获取累加功率包括：
将所述待累加功率和基本功率相加得到所述累加功率。
优选地，基于所述累加功率重新计算基本功率包括：
将所述累加功率减去所述预设门限值得到的值作为基本功率。
优选地，设定每500微秒接收到一次脉冲输出指令。
优选地，所述基本功率的初始值为零。
优选地，底层计量脉冲常数为10000。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电能表电能计量装置，包括功率获取模块、待累加功率获取模块、脉冲及累加电量获取模块和电量上报模块；
所述功率获取模块，用于分别周期性获取目标负载的瞬时功率和平均功率，其中，周期性获取目标负载的瞬时功率的周期为第一周期，周期性获取目标负载的平均功率的周期为第二周期，所述第一周期小于所述第二周期；
所述待累加功率获取模块，用于实时判断是否接收到脉冲输出指令，若接收到所述脉冲输出指令则判断最新获取的平均功率是否为零，若是则将最新获取的瞬时功率作为待累加功率，否则将最新获取的平均功率作为待累加功率，若未接收到所述脉冲输出指令则重新判断是否接收到所述脉冲输出指令；
所述脉冲及累加电量获取模块，用于根据所述待累加功率和基本功率获取累加功率，并判断所述累加功率是否大于预设门限值，若大于则根据所述累加功率输出脉冲并获取累加电量数据，同时基于所述累加功率重新计算基本功率，否则不进行脉冲输出及获取累加电量数据；
所述电量上报模块，用于判断是否接收到上报电量指令，若未接收到所述上报电量指令则重新判断是否接收到所述上报电量指令，若接收到所述上报电量指令则输出当前所述累加电量数据，并重新判断是否接收到所述上报电量指令。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现电能表电能计量方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种终端，包括：处理器以及存储器，所述存储器与所述处理器之间通信连接；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行电能表电能计量方法。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
应用本发明实施例提供的电能表电能计量方法，通过引入瞬时功率，在未测出秒平均功率前可通过瞬时功率计量电能并输出脉冲，实现快速更新底层电量，大大加快了电能表加负载初期电量更新速度。同时设置电量数据上报在通讯中断中执行，不会被其它中断及进程打断或延后。本发明电能表电能计量方法实现电能表电能计量的快速更新。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了本发明实施例一电能表电能计量方法的流程示意图；
图2示出了本发明实施例一电能表电能计量方法在接收到脉冲输出指令后的流程示意图；
图3示出了本发明实施例一电能表电能计量方法在接收到上报电量指令后的流程示意图；
图4示出了本发明实施例二电能表电能计量装置的结构示意图；
图5示出了本发明实施例四终端的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
现有电能表在进行电量计算时，采用秒平均功率进行计算，但在电能表刚加负载时往往还没有采集到秒平均功率，因此电能表在首次采集到秒平均功率前是无法计量电能的，这就导致电能表加负载初期电量更新较慢。同时现有的电能表在上报电量时往往容易被其它中断及进程打断，进而使得电量数据上报不及时。
实施例一
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种电能表电能计量方法。
图1示出了本发明实施例一电能表电能计量方法的流程示意图；本发明实施例电能表电能计量方法包括如下步骤。
步骤S101，分别周期性获取目标负载的瞬时功率和平均功率。
具体地，在电能表进行加负载后，周期性获取目标负载的瞬时功率的周期为第一周期，周期性获取目标负载的平均功率的周期为第二周期，第一周期小于第二周期。其中瞬时功率顾名思义为目标负载某些瞬间的功率，优选地，最高优先级中断中选取160ms为瞬时功率的周期，即在电能表加负载后每160ms获取一次瞬时功率作为目标负载的瞬时功率。同理平均功率例如可以为每秒获取的目标负载的功率，即平均功率的周期为1秒。本步骤获取瞬时功率和平均功率以作为电能表电能计量的数据基础。
步骤S102，实时判断是否接收到脉冲输出指令，若接收到脉冲输出指令则转到步骤S103，若未接收到脉冲输出指令则重新判断是否接收到脉冲输出指令。
具体地，电能表在进行电能计量时需周期性的输出脉冲，而脉冲则是根据获取的功率最新值进行输出的，因此在接收到脉冲输出指令时需根据最新获取的功率值来进行脉冲输出以及累加电量数据。在加负载后，不仅电能表要周期性获取目标负载的瞬时功率和平均功率，还需实时判断是否接收到定时器发送的脉冲输出指令，若接收到脉冲输出指令，则转到步骤S103以进行电量的累加及脉冲的输出。若没有收到脉冲输出指令则重新判断是否接收到脉冲输出指令。优选地，设定每500微秒接收到一次脉冲输出指令；进一步设定定时器每500微秒向电能表发送一次脉冲输出指令。
步骤S103，当接收到脉冲输出指令后，需对当前获取的最新瞬时功率和平均功率进行判断，进而选出当前最有效的功率作为待累加功率。进一步地，需判断最新获取的平均功率是否为零，若是则需将当前获取的最新瞬时功率作为最有效功率，并转至步骤S104。否则则表示已经获取到最新的平均功率值，即可将当前获取的最新平均功率作为最有效功率，并转至步骤S105。
步骤S104，将最新获取的瞬时功率作为待累加功率。
步骤S105，将最新获取的平均功率作为待累加功率。
步骤S106，根据待累加功率和基本功率获取累加功率，并判断累加功率是否大于预设门限值，若大于则转步骤S107，否则返回步骤S102。
具体地，将获取的待累加功率与基本功率相累加，得到累加功率。而后基于累加功率判断是否达到脉冲输出及电量累加要求。即需进一步判断累加功率是否大于预设门限值，若大于则表示已达到脉冲输出及电量累加要求，并转至步骤S107，若累加功率不大于预设门限值，则表示还未达到脉冲输出及电量累加要求。需要说明的是，基本功率的初始值为零。
步骤S107，基于累加功率输出脉冲并计算当前累加电量数据，同时基于累加功率重新计算基本功率。
具体地，根据累加功率输出脉冲，并将电量增量与原始累加电量数据进行相加，得到当前累加电量数据，当前累加电量数据即为下次相同情况累加过程中的原始累加电量数据。同时将累加功率减去预设门限值得到基本功率，该基本功率作为下一次计算累加功率的基本功率。其中电量增量是根据底层计量脉冲常数计算得来的，例如优选地，本实施例中底层计量脉冲常数为10000，此时每次电量增加则均为1/10000千瓦时。优选地，当前累加电量数据初始值为零。
步骤S108，判断是否接收到上报电量指令，若接收到上报电量指令则转步骤S109，否则重新判断是否接收到上报电量指令。
具体地，在电能表周期性获取目标负载的瞬时功率和平均功率的同时，还需判断是否接收到上位机传输的上报电量指令，若接收到则表示需要将当前累加电量数据进行上报，并转步骤S109。需要说明的是，上报电量指令可设置为周期性发送，即周期性获取当前目标负载的电量。若没有接收到上报电量指令则重新判断是否接收到所述上报电量指令。
步骤S109，输出当前累加电量数据，并返回步骤S108。
具体地，当接收到上报电量指令，将当前累加电量数据上传给上位机，并返回步骤S108继续判断是否接收到上报电量指令。
步骤S108及步骤S109可实现当接收到上报电量指令时，在通讯中断中处理电量上报事件，将当前累加电量数据上传给上位机。该种方式有效避免了电量上报被其它中断及进程打断或延后，进一步实现电能表电能计量的快速更新。
需要说明的是，步骤S102至步骤S107过程(判断和脉冲输出及电量累加过程)和步骤S108至步骤S109过程(判断和输出累加电量数据过程)并不具有严格的先后顺序。且本实施例中设定若判断同时接收到脉冲输出指令和上报电量指令，则需先完成步骤S102至步骤S107，即脉冲输出及电量累加步骤，再完成步骤S109，即累加电量数据的输出。即脉冲输出及电量累加任务的优先级高于电量上报任务的优先级。
为了进一步说明本实施例电能表电能计量方法可以加快电能表电量更新速度，以下以具体例子进行说明。
现有技术中，例如加230V电压，10A电流，主循环中一秒读一次功率，考虑极端情况，加电流后功率更新周期前一刻读取秒平均功率，则需要等下一秒才能读到功率更新值，则此时从加电流开始到读取到功率值需要1000ms+640ms，其中，640ms为秒平均功率更新周期；当底层按1000常数处理时，读到功率更新值到出一个脉冲需要1.565S左右，即最快需要1.565S更新电量数据；通讯波特率为9600bps，传输一帧SML协议帧(只传输电量数据)需要300mS左右；两帧间隔100mS左右；(考虑极端情况，电量更新之前正好刚启动上报电量，此时需要等第二帧数据电量才有更新，则电量更新时间需要再加上传输一帧SML协议帧(只传输电量数据)需要300mS左右)；主循环可能被打断300mS左右；上位机接收处理200mS左右。则上位机收到电量更新时间T＝1640+1565+300+100+300+300+200＝4405mS左右。故现有方案下达不到长时间2S以内更新电量需求。
采用本实施例电能表电能计量方法后，仍然加230V电压，10A电流，且设置最高优先级中断中160ms读一次瞬时功率，保证最短时间内读到功率更新值，当秒平均功率未更新时采用瞬时功率出电量，保证加电流后最短时间内(考虑极端情况第一个160ms读功率时，正好没更新，需要第二次才能读到功率更新值，所以这里需要320ms，160ms为瞬时功率更新周期)读到功率值，当底层按10000常数处理时，功率值更新后0.156S即可更新电量；通讯波特率为9600bps，传输一帧SML协议帧(只传输电量数据)需要300mS左右；两帧间隔100mS左右；(考虑极端情况，电量更新之前正好刚启动上报电量，此时需要等第二帧数据电量才有更新，则电量更新时间需要再加上传输一帧SML协议帧(只传输电量数据)需要300mS左右)；上位机处理200mS左右。则上位机收到电量更新时间T＝320+156+300+100+300+200＝1376mS左右。新方案下可以满足长时间2S以内更新电量需求。
由上可看出应用本实施例方法电能表电能计量方法可以显著加快电能表电量更新速度。
本发明实施例提供的电能表电能计量方法，通过引入瞬时功率，在未测出秒平均功率前可通过瞬时功率计量电能并输出脉冲，实现快速更新底层电量，大大加快了电能表加负载初期电量更新速度。同时设置电量数据上报在通讯中断中执行，不会被其它中断及进程打断或延后。本发明电能表电能计量方法实现电能表电能计量的快速更新。
实施例二
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种电能表电能计量装置。
图4示出了本发明实施例二电能表电能计量装置的结构示意图；参考图4所示，本发明实施例电能表电能计量装置包括功率获取模块、待累加功率获取模块、脉冲及累加电量获取模块和电量上报模块。
功率获取模块用于分别周期性获取目标负载的瞬时功率和平均功率，其中，周期性获取目标负载的瞬时功率的周期为第一周期，周期性获取目标负载的平均功率的周期为第二周期，所述第一周期小于所述第二周期。
待累加功率获取模块用于实时判断是否接收到脉冲输出指令，若接收到脉冲输出指令则判断最新获取的平均功率是否为零，若是则将最新获取的瞬时功率作为待累加功率，否则将最新获取的平均功率作为待累加功率，若未接收到脉冲输出指令则重新判断是否接收到脉冲输出指令。
脉冲及累加电量获取模块用于根据待累加功率和基本功率获取累加功率，并判断累加功率是否大于预设门限值，若大于则根据累加功率输出脉冲并获取累加电量数据，同时基于累加功率重新计算基本功率，否则不进行脉冲输出及获取累加电量数据。
电量上报模块用于判断是否接收到上报电量指令，若未接收到所述上报电量指令则重新判断是否接收到所述上报电量指令，若接收到上报电量指令则输出当前累加电量数据，并重新判断是否接收到上报电量指令。
本发明实施例提供的电能表电能计量方法，通过引入瞬时功率，在未测出平均功率前可通过瞬时功率计量电能并输出脉冲，实现快速更新底层电量，大大加快了电能表加负载初期电量更新速度。同时设置电量数据上报在通讯中断中执行，不会被其它中断及进程打断或延后。本发明电能表电能计量方法实现电能表电能计量的快速更新。
实施例三
为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例还提供了一种存储介质，其存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可实现实施例一中电能表电能计量方法中的所有步骤。
电能表电能计量方法的具体步骤以及应用本发明实施例提供的可读存储介质获取的有益效果均与实施例一相同，在此不在对其进行赘述。
需要说明的是：存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
实施例四
为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例还提供了一种终端。
图5示出了本发明实施例四终端的结构示意图，参照图5，本实施例终端包括相互连接的处理器及存储器；存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行存储器存储的计算机程序，以使终端执行时可实现实施例一电能表电能计量方法中的所有步骤。
电能表电能计量方法的具体步骤以及应用本发明实施例提供的终端获取的有益效果均与实施例一相同，在此不在对其进行赘述。
需要说明的是，存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。同理处理器也可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电能表电能计量方法，包括：
分别周期性获取目标负载的瞬时功率和平均功率；其中，周期性获取目标负载的瞬时功率的周期为第一周期，周期性获取目标负载的平均功率的周期为第二周期，所述第一周期小于所述第二周期；
实时判断是否接收到脉冲输出指令，若接收到所述脉冲输出指令则判断最新获取的平均功率是否为零，若是则将最新获取的瞬时功率作为待累加功率，否则将最新获取的平均功率作为待累加功率，若未接收到所述脉冲输出指令则重新判断是否接收到所述脉冲输出指令；
根据所述待累加功率和基本功率获取累加功率，并判断所述累加功率是否大于预设门限值，若大于则根据所述累加功率输出脉冲并获取累加电量数据，同时基于所述累加功率重新计算基本功率，否则不进行脉冲输出及获取累加电量数据；
判断是否接收到上报电量指令，若未接收到所述上报电量指令则重新判断是否接收到所述上报电量指令，若接收到所述上报电量指令则输出当前所述累加电量数据，并重新判断是否接收到所述上报电量指令。
2.根据权利要求1所述的电能表电能计量方法，其特征在于，所述第一周期为160ms，所述第二周期为1s。
3.根据权利要求1所述的电能表电能计量方法，其特征在于，根据所述待累加功率和基本功率获取累加功率包括：
将所述待累加功率和基本功率相加得到所述累加功率。
4.根据权利要求1所述的电能表电能计量方法，其特征在于，基于所述累加功率重新计算基本功率包括：
将所述累加功率减去所述预设门限值得到的值作为基本功率。
5.根据权利要求1所述的电能表电能计量方法，其特征在于，设定每500微秒接收到一次脉冲输出指令。
6.根据权利要求1所述的电能表电能计量方法，其特征在于，所述基本功率的初始值为零。
7.根据权利要求1所述的电能表电能计量方法，其特征在于，底层计量脉冲常数为10000。
8.一种电能表电能计量装置，其特征在于，包括功率获取模块、待累加功率获取模块、脉冲及累加电量获取模块和电量上报模块；
所述功率获取模块，用于分别周期性获取目标负载的瞬时功率和平均功率；其中，周期性获取目标负载的瞬时功率的周期为第一周期，周期性获取目标负载的平均功率的周期为第二周期，所述第一周期小于所述第二周期；所述待累加功率获取模块，用于实时判断是否接收到脉冲输出指令，若接收到所述脉冲输出指令则判断最新获取的平均功率是否为零，若是则将最新获取的瞬时功率作为待累加功率，否则将最新获取的平均功率作为待累加功率，若未接收到所述脉冲输出指令则重新判断是否接收到所述脉冲输出指令；
所述脉冲及累加电量获取模块，用于根据所述待累加功率和基本功率获取累加功率，并判断所述累加功率是否大于预设门限值，若大于则根据所述累加功率输出脉冲并获取累加电量数据，同时基于所述累加功率重新计算基本功率，否则不进行脉冲输出及获取累加电量数据；
所述电量上报模块，用于判断是否接收到上报电量指令，若未接收到所述上报电量指令则重新判断是否接收到所述上报电量指令，若接收到所述上报电量指令则输出当前所述累加电量数据，并重新判断是否接收到所述上报电量指令。
9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的电能表电能计量方法。
10.一种终端，其特征在于，包括：处理器以及存储器，所述存储器与所述处理器之间通信连接；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1至7中任一项所述的电能表电能计量方法。
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