CN117572078A - 一种电能表、电量计量系统及电量计量互换方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电能表、电量计量系统及电量计量互换方法，涉及电力技术领域，电能表包括至少一个端口组和至少一个分配电路，至少一个端口组中每个端口组包括多个端口，至少一个分配电路中每个分配电路包括依次串联设置的多个电阻；至少一个端口组中每个端口组分别接入对应的分配电路，接入同一分配电路的多个端口中，每个端口所在电路的电阻值各不相同；电能表用于根据每个端口的电压值为端口分配通信地址，端口用于与监测模块连接，以接收监测模块发送的数据。不需要使用额外的编码设备，便于各端口地址与监测模块之间对应关系的灵活调整，提高了端口与监测模块连接时的容错性，避免计量错误的情况。

Description

一种电能表、电量计量系统及电量计量互换方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种电能表、电量计量系统及电量计量互换方法。

背景技术

在通信基站直流计量系统中，通常将监测模块设置在待测电缆上，电能表通过获取监测模块监测到的相关数据来实现对应负载设备用电量的计量。监测模块通过电能表的端口与电能表连接，需要对监测模块设置对应的端口地址，以根据端口地址来监测对应负载设备的用电量。现有技术中，通常是使用编码设备（如拨码开关或上位机）实现端口地址的设置，然而监测模块所插入的端口可能会因为一些不可控的原因发生变化，这导致所设置的端口地址与监测模块之间的对应关系发生错乱，从而导致计量错误，甚至无法进行通信。

发明内容

本发明实施例提供一种电能表、电量计量系统及电量计量互换方法，以解决现有技术中端口地址与监测模块之间的对应关系发生错乱，容易导致计量错误的问题。

本发明实施例提供了一种电能表，包括至少一个端口组和至少一个分配电路，所述至少一个端口组中每个端口组包括多个端口，所述至少一个分配电路中每个分配电路包括依次串联设置的多个电阻；

所述至少一个端口组中每个端口组分别接入对应的分配电路，接入同一分配电路的多个端口中，每个端口所在电路的电阻值各不相同；

所述电能表用于根据每个端口的电压值为端口分配通信地址，所述端口用于与监测模块连接，以接收所述监测模块发送的数据。

可选地，所述电能表还包括与所述端口组对应数量的串口，一个串口与一个端口组中多个端口电连接，且一个串口对应一个分配电路；

所述电能表用于根据串口的标识号以及每个串口对应的端口的电压值为端口分配通信地址。

可选地，在每个分配电路中，从输入端至输出端依次串联多个电阻，所述多个电阻中每个电阻的输出侧连接所述多个端口中的一个端口。

可选地，所述多个电阻的电阻值相同。

可选地，所述电能表还包括存储模块，所述存储模块与所述至少一个端口组中每个端口组电连接；

所述存储模块用于将每个端口组中多个端口对应的通信地址与计量值关联存储，所述计量值为分别与所述多个端口连接的监测模块发送的数据。

可选地，所述电能表还包括同步模块，所述同步模块分别与所述存储模块电连接以及所述至少一个端口组中每个端口组电连接；

在所述多个端口中目标端口与一监测模块连接后，所述同步模块用于将所述存储模块中存储的目标通信地址关联的计量值，同步至当前与所述目标端口连接的监测模块，所述目标端口对应的通信地址为所述目标通信地址。

可选地，所述电能表还包括显示模块，所述显示模块与所述存储模块电连接，所述显示模块用于显示每个端口组中多个端口对应的通信地址，以及所述多个端口连接的监测模块发送的计量值。

本发明实施例还提供了一种电量计量系统，包括：

上述的电能表；

多个监测模块，所述多个监测模块与所述电能表的多个端口连接，所述多个监测模块根据所述多个端口对应的电压值生成通信地址。

可选地，所述多个监测模块中每一个监测模块用于检测并计量待测电缆对应的负载设备的用电量。

本发明实施例还提供了一种电量计量互换方法，所述方法包括：

电能表根据每个端口的电压值为端口分配通信地址，所述端口与监测模块连接；

第一监测模块与第一端口连接时，所述第一监测模块根据所述第一端口对应的电压值，生成所述第一监测模块的通信地址；

在所述第一监测模块的通信地址与所述第一端口的通信地址匹配的情况下，所述电能表通过所述第一端口与所述第一监测模块进行数据交互。

本发明实施例中，通过将每个端口组中的多个端口接入对应的分配电路，使得电能表可以根据每个端口的电压值为端口分配通信地址，在任一监测模块与电能表上的一端口连接时，监测模块根据端口对应的电压值自动生成监测模块的通信地址，使得端口与监测模块之间的通信地址进行自适应调节。不需要使用额外的编码设备，便于各端口地址与监测模块之间对应关系的灵活调整，提高了端口与监测模块连接时的容错性，从而避免所设置的端口地址与监测模块之间的对应关系发生错乱，导致计量错误的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的电能表的结构示意图之一；

图2是本发明实施例提供的电能表的结构示意图之二；

图3是本发明实施例提供的电能表的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的结构在适当情况下可以互换，以便本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明实施例提供了一种电能表，包括至少一个端口组和至少一个分配电路，所述至少一个端口组中每个端口组包括多个端口，所述至少一个分配电路中每个分配电路包括依次串联设置的多个电阻；

所述至少一个端口组中每个端口组分别接入对应的分配电路，接入同一分配电路的多个端口中，每个端口所在电路的电阻值各不相同；

所述电能表用于根据每个端口的电压值为端口分配通信地址，所述端口用于与监测模块连接，以接收所述监测模块发送的数据。

其中，一个端口组对应一个分配电路，将每一个端口组中的多个端口接入该端口组对应的分配电路，在分配电路中设置有依次串联设置的多个电阻，由于每个端口所在电路的电阻值各不相同，因此在同一个分配电路中每个端口对应的电压值也各不相同，这样可以基于每个端口对应的电压值为各端口的分配通信地址。

本实施例中，通过将每个端口组中的多个端口接入对应的分配电路，使得电能表可以根据每个端口的电压值为端口分配通信地址，在任一监测模块与电能表上的一端口连接时，监测模块根据端口对应的电压值自动生成监测模块的通信地址，使得端口与监测模块之间的通信地址进行自适应调节。不需要使用额外的编码设备，便于各端口地址与监测模块之间对应关系的灵活调整，提高了端口与监测模块连接时的容错性，从而避免所设置的端口地址与监测模块之间的对应关系发生错乱，导致计量错误的情况。

可选地，所述电能表还包括与所述端口组对应数量的串口，一个串口与一个端口组中多个端口电连接，且一个串口对应一个分配电路；

所述电能表用于根据串口的标识号以及每个串口对应的端口的电压值为端口分配通信地址。

本实施方式中，如图1所示，电能表上可以设置有三组端口组，这三组端口组中每个端口组均可以包括6个端口，每个端口组中的6个端口与对应的一个串口连接，串口可以是RS485串口。三个串口的标识号分别可以是串口1、串口2和串口3。这样，每一个串口通过6个端口与6个监测模块连接，6个监测模块共用485通信线；除485通信线外，每个监测模块有一根地址线连接到电能表表头对应的端口，电能表根据串口的标识号以及每个串口对应的端口的电压值为端口分配通信地址。例如，在串口1对应的6个端口中，根据串口1对应的6个端口在分配电路中各位置对应的电压值不同，可以依次标记为端口1-1、端口1-2、端口1-3、端口1-4、端口1-5和端口1-6。在串口2对应的6个端口中，根据串口2对应的6个端口在分配电路中各位置对应的电压值不同，可以依次标记为端口2-1、端口2-2、端口2-3、端口2-4、端口2-5和端口2-6，其中，端口2-1与端口1-1对应的电压值可以相同，即串口2所在的分配电路与串口1所在的分配电路可以是电路结构相同的电路。在串口3对应的6个端口中，根据串口3对应的6个端口在分配电路中各位置对应的电压值不同，可以依次标记为端口3-1、端口3-2、端口3-3、端口3-4、端口3-5和端口3-6，其中，端口3-1、端口2-1以及端口1-1对应的电压值可以相同，即串口3所在的分配电路、串口2所在的分配电路以及串口1所在的分配电路可以是电路结构相同的电路。这样，在每个串口对应的分配电路的电路结构相同的情况下，表头中的多个端口可以通过串口进行区分，串口1中的6个端口可以采用实际地址，串口2中的6个端口可以采用实际地址加6处理，串口3中的6个端口可以采用实际地址加12处理。每次通信时仅与端口上已在位的监测模块进行通信，定期去轮询未在位的监测模块。表头每路串口可以采用轮询方式进行通信，可以同时轮询串口1、串口2和串口3上分别对应的6端口，提高了通信效率。

可选地，在每个分配电路中，从输入端至输出端依次串联多个电阻，所述多个电阻中每个电阻的输出侧连接所述多个端口中的一个端口。

本实施方式中，将每一个端口组中的多个端口接入该端口组对应的分配电路，在分配电路中从输入端至输出端依次串联多个电阻，多个电阻中每个电阻的输出侧连接多个端口中的一个端口，换言之，在多个电阻中相邻的两个电阻之间连接多个端口中的一个端口，且每个端口均位于该端口对应的电阻的输出侧，使得每个端口所在电路的电阻值各不相同。例如，如图2所示，端口1所在电路对应的电阻值为R1，端口2所在电路对应的电阻值为R1与R2之和，端口3所在电路对应的电阻值为R1、R2和R3之和，端口4所在电路对应的电阻值为R1、R2、R3和R4之和，端口5所在电路对应的电阻值为R1、R2、R3、R4和R5之和，端口6所在电路对应的电阻值为R1、R2、R3、R4、R5和R6之和。这样，在同一个分配电路中每个端口对应的电压值也各不相同，可以基于每个端口对应的电压值为各端口的分配通信地址。在任一监测模块与电能表上的一端口连接时，监测模块根据端口对应的电压值自动生成监测模块的通信地址，使得端口与监测模块之间的通信地址进行自适应调节。不需要使用额外的编码设备，便于各端口地址与监测模块之间对应关系的灵活调整，提高了端口与监测模块连接时的容错性，从而避免所设置的端口地址与监测模块之间的对应关系发生错乱，导致计量错误的情况。

可选地，所述多个电阻的电阻值相同。将同一分配电路中各处理的电阻的电阻值设置为相同，例如，端口1所在电路对应的电阻值为R，端口2所在电路对应的电阻值为2R，端口3所在电路对应的电阻值为3R，端口4所在电路对应的电阻值为4R，端口5所在电路对应的电阻值为5R，端口6所在电路对应的电阻值为6R。在同一个分配电路中每个端口对应的电阻值呈梯度变化，使得每个端口对应的电压值也呈梯度变化，便于根据每个端口对应的电压值为各端口的分配通信地址，提升分配通信地址效率。在任一监测模块与电能表上的一端口连接时，监测模块根据端口对应的电压值自动生成监测模块的通信地址，使得端口与监测模块之间的通信地址进行自适应调节。不需要使用额外的编码设备，便于各端口地址与监测模块之间对应关系的灵活调整，提高了端口与监测模块连接时的容错性，从而避免所设置的端口地址与监测模块之间的对应关系发生错乱，导致计量错误的情况。

可选地，所述电能表还包括存储模块，所述存储模块与所述至少一个端口组中每个端口组电连接；

所述存储模块用于将每个端口组中多个端口对应的通信地址与计量值关联存储，所述计量值为分别与所述多个端口连接的监测模块发送的数据。

本实施例中，监测模块可以卡接在待测电缆上，通过监测待测电缆的电流值以确定与待测电缆连接的负载设备的用电量。监测模块将获取的数据通过一端口传输至存储模块。存储模块将该端口对应的通信地址与计量值关联存储。计量值可以是负载设备的用电量数据，也可以是一段时间的动态负荷数据。

其中，所述电能表还包括同步模块，所述同步模块分别与所述存储模块电连接以及所述至少一个端口组中每个端口组电连接；

在所述多个端口中目标端口与一监测模块连接后，所述同步模块用于将所述存储模块中存储的目标通信地址关联的计量值，同步至当前与所述目标端口连接的监测模块，所述目标端口对应的通信地址为所述目标通信地址。

具体的，监测模块1可以卡接在待测电缆1上，通过监测待测电缆1的电流值以确定与待测电缆1连接的负载设备1的用电量；监测模块2可以卡接在待测电缆2上，通过监测待测电缆2的电流值以确定与待测电缆2连接的负载设备2的用电量；同理，其他的监测模块、待测电缆与负载设备之间的连接关系可以对应设置，在此不再赘述。监测模块1将获取的数据通过端口1传输至存储模块；监测模块2将获取的数据通过端口2传输至存储模块。存储模块将端口1对应的通信地址与监测模块1获取的计量值关联存储，存储模块将端口2对应的通信地址与监测模块2获取的计量值关联存储。

在一示例中，如图3所示，在将电能表上的端口与监测模块进行维护后，需要重新将监测模块插入对应的端口，此时，端口与监测模块之间容易出现混乱环境。现有技术中在将监测模块2与端口1连接后，会出现计量错误的问题，即电能表通过端口1原本是计量负载设备1的用电量，现在端口与监测模块连接错误后，电能表通过端口1计量到的是负载设备2的用电量。通过本发明实施例提供的电能表，在将监测模块2与端口1连接后，监测模块2可以根据获取到的端口1对应的电压值自动生成监测模块1的通信地址，使得端口与监测模块之间的通信地址进行自适应调节，并且通过同步模块将存储模块中存储的端口1的通信地址关联的计量值，同步至当前监测模块1（原本为监测模块2）。使得当前监测模块1中的计量底度值更新为断开连接前原来的监测模块1中的计量值。这样，便于各端口地址与监测模块之间对应关系的灵活调整，提高了端口与监测模块连接时的容错性，从而避免所设置的端口地址与监测模块之间的对应关系发生错乱，导致计量错误的情况。

在另一示例中，在将电能表上的端口与监测模块进行维护后，需要重新将监测模块插入对应的端口，此时，发现监测模块1出现故障，需要对监测模块1进行更换。将更换后的监测模块（记为监测模块1’）与端口1连接后，监测模块1’可以根据获取到的端口1对应的电压值自动生成监测模块1’的通信地址，使得端口与监测模块之间的通信地址进行自适应调节，并且通过同步模块将存储模块中存储的端口1的通信地址关联的计量值，同步至当前监测模块1’。使得当前监测模块1’中的计量底度值更新为断开连接前原来的监测模块1中的计量值。这样，便于各端口地址与监测模块之间对应关系的灵活调整，提高了端口与监测模块连接时的容错性，从而避免所设置的端口地址与监测模块之间的对应关系发生错乱，导致计量错误的情况。

可选地，所述电能表还包括显示模块，所述显示模块与所述存储模块电连接，所述显示模块用于显示每个端口组中多个端口对应的通信地址，以及所述多个端口连接的监测模块发送的计量值。通过将显示模块将每个端口组中多个端口对应的通信地址，以及多个端口连接的监测模块发送的计量值进行显示。可以快速获取信息，提高理解能力，帮助用户减少不必要的时间，帮助用户快速找到所需信息，增强了用户体验。

本发明实施例还提供了一种电量计量系统，包括：

上述的电能表；

多个监测模块，所述多个监测模块与所述电能表的多个端口连接，所述多个监测模块根据所述多个端口对应的电压值生成通信地址。

其中，在一些示例中，监测模块可以是电流传感器，通过电流传感器监测待测电流中的电流值，将监测到的电流值通过对应的端口传输至电能表，基于电能表根据获取的电流值计算对应负载设备的用电量。

在另一些示例中，监测模块可以包括电流传感器和计量子模块，使得监测模块可以检测并计量待测电缆对应的负载设备的用电量。

可选地，所述多个监测模块中每一个监测模块用于检测并计量待测电缆对应的负载设备的用电量。

其中，将电能表的计量功能下沉到监测模块，多个监测模块连接至表头，每个监测模块可单独计量，监测模块计量完成后，将计量值以数字信号的方式传输至表头，相较于以模拟信号的传输方式，减少了信号干扰、信号衰减的问题，提升了计量结果的准确性。

本实施例中，通过将每个端口组中的多个端口接入对应的分配电路，使得电能表可以根据每个端口的电压值为端口分配通信地址，在任一监测模块与电能表上的一端口连接时，监测模块根据端口对应的电压值自动生成监测模块的通信地址，使得端口与监测模块之间的通信地址进行自适应调节。不需要使用额外的编码设备，便于各端口地址与监测模块之间对应关系的灵活调整，提高了端口与监测模块连接时的容错性，从而避免所设置的端口地址与监测模块之间的对应关系发生错乱，导致计量错误的情况。

本发明实施例还提供了一种电量计量互换方法，所述方法包括：

电能表根据每个端口的电压值为端口分配通信地址，所述端口与监测模块连接；

第一监测模块与第一端口连接时，所述第一监测模块根据所述第一端口对应的电压值，生成所述第一监测模块的通信地址；

在所述第一监测模块的通信地址与所述第一端口的通信地址匹配的情况下，所述电能表通过所述第一端口与所述第一监测模块进行数据交互。

该方案可以有效的减少人为因素、环境因素的干扰，能够降低电量计量系统现场施工的运维成本，提升电量计量系统的维护效率与安装准确性，提升管理方对于现场设备的高效精益化管理。

本实施例中，将电能表上电，以读取监测模块的模块身份识别（identification，ID），确定监测模块的ID和电能表中存储的是否一致，如不一致，按照预设规则生成一个新ID，写到监测模块，同时更新电能表内部模块ID，电能表回写监测模块电量，更新监测模块电量底度值。

正常运行时，若检测到通信异常，此时可能进行模块互换，恢复通信后，重新读取模块ID，和电能表存储是否一致，如不一致，监测模块可以根据获取到的端口对应的电压值自动生成监测模块的通信地址，使得端口与监测模块之间的通信地址进行自适应调节，并且通过同步模块将存储模块中存储的端1的通信地址关联的计量值，同步至当前监测模块。使得当前监测模块中的计量底度值更新为断开连接前原监测模块中的计量值。若ID一致，电量发生突变，同样可以触发计量值回写。其中，电量突变判断机制包括：若获取的监测模块电量比电能表中存储的计量值小，直接进行计量值回写；若获取的监测模块大于电能表中存储的计量值，超出阈值范围，则判定电量突变，进行计量值回写。

这样，便于各端口地址与监测模块之间对应关系的灵活调整，提高了端口与监测模块连接时的容错性，从而避免所设置的端口地址与监测模块之间的对应关系发生错乱，导致计量错误的情况。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本发明实施方式中的方法和装置的范围不限于按所讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端（可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种电能表，其特征在于，包括至少一个端口组和至少一个分配电路，所述至少一个端口组中每个端口组包括多个端口，所述至少一个分配电路中每个分配电路包括依次串联设置的多个电阻；

所述至少一个端口组中每个端口组分别接入对应的分配电路，接入同一分配电路的多个端口中，每个端口所在电路的电阻值各不相同；

所述电能表用于根据每个端口的电压值为端口分配通信地址，所述端口用于与监测模块连接，以接收所述监测模块发送的数据。

2.根据权利要求1所述的电能表，其特征在于，所述电能表还包括与所述端口组对应数量的串口，一个串口与一个端口组中多个端口电连接，且一个串口对应一个分配电路；

所述电能表用于根据串口的标识号以及每个串口对应的端口的电压值为端口分配通信地址。

3.根据权利要求1所述的电能表，其特征在于，在每个分配电路中，从输入端至输出端依次串联多个电阻，所述多个电阻中每个电阻的输出侧连接所述多个端口中的一个端口。

4.根据权利要求3所述的电能表，其特征在于，所述多个电阻的电阻值相同。

5.根据权利要求1所述的电能表，其特征在于，所述电能表还包括存储模块，所述存储模块与所述至少一个端口组中每个端口组电连接；

所述存储模块用于将每个端口组中多个端口对应的通信地址与计量值关联存储，所述计量值为分别与所述多个端口连接的监测模块发送的数据。

6.根据权利要求5所述的电能表，其特征在于，所述电能表还包括同步模块，所述同步模块分别与所述存储模块电连接以及所述至少一个端口组中每个端口组电连接；

在所述多个端口中目标端口与一监测模块连接后，所述同步模块用于将所述存储模块中存储的目标通信地址关联的计量值，同步至当前与所述目标端口连接的监测模块，所述目标端口对应的通信地址为所述目标通信地址。

7.根据权利要求5所述的电能表，其特征在于，所述电能表还包括显示模块，所述显示模块与所述存储模块电连接，所述显示模块用于显示每个端口组中多个端口对应的通信地址，以及所述多个端口连接的监测模块发送的计量值。

8.一种电量计量系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至7中任一项所述的电能表；

多个监测模块，所述多个监测模块与所述电能表的多个端口连接，所述多个监测模块根据所述多个端口对应的电压值生成通信地址。

9.根据权利要求8所述的电量计量系统，其特征在于，所述多个监测模块中每一个监测模块用于检测并计量待测电缆对应的负载设备的用电量。

10.一种电量计量互换方法，其特征在于，所述方法包括：

电能表根据每个端口的电压值为端口分配通信地址，所述端口与监测模块连接；

第一监测模块与第一端口连接时，所述第一监测模块根据所述第一端口对应的电压值，生成所述第一监测模块的通信地址；

在所述第一监测模块的通信地址与所述第一端口的通信地址匹配的情况下，所述电能表通过所述第一端口与所述第一监测模块进行数据交互。