CN205941727U - 一种智能电能量采集终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能电能量采集终端，包括微处理器，所述微处理器内设有电能量自动采集终端，微处理器上电连接有计量芯片、存储器、液晶显示模块，计量芯片上电连接有电压采样和电流采样；所述微处理器连接有实时时钟电路及温度检测模块，温度检测模块为微处理器提供温度信号；所述电能量自动采集终端包括通讯采集子系统、数据分析处理子系统、应用管理子系统、报表管理子系统、图形曲线管理子系统、状态监视异常报警子系统、数据互联共享子系统和信息发布公开子系统。本实用新型各部件采用模块设计及热插拔技术，更换部件无需断电，加强了电路保护措施，降低了故障率，极大提高了工作效率和安全，具有较好的安全使用性能，满足实际使用要求。

Description

一种智能电能量采集终端

技术领域

本实用新型具体涉及一种智能电能量采集终端，属于电力采集终端技术领域。

背景技术

随着国民经济的不断增长，生产、生活中对电能的需求也在不断的增加，这直接催生对电能数据采集终端的巨大需求。由于电子式电能数据采集终端与机械式的终端相比具有很多优势，电子式电能数据采集终端必然逐渐代替传统的机械式数据采集终端。

电量采集系统是电力行业非常重要的不可缺少的实用工具，其中电能量采集终端一旦出现故障必须要求修理更换，因此非故障率要求一般控制在98％以上；但由于使用环境的恶劣，现存在故障率仍然较高，特别是在雷雨季节，因此造成数据的不完整、维修时间长、维修备用终端多、故障终端往返厂家时间长、更换故障终端时易发生不安全事故。特别接有跳闸回终的终端极易产生误跳用户开关事故。目前国网公司要求50KV以上专变都要安装，预计以后终端的数量相当大，如按现故障率，维护工作量将会倍增，电能量采集系统从近几年运行情况来看，终端由于是弱电子元器件运用于强电环境，其使用环境的恶劣造成故障率较高，从损坏故障点分析，一般为485口、通信组件、电源损坏三部份最多。其中485口的损坏包括电能表已达各种损坏的50％以上，个别除通信部份是模块组件可方便更换外，终端出现其他任何故障均要更换整个终端设备和电能表。因此存在如下不足情况：(1)现场维修时间长，维修备用终端多；(2)故障终端往返厂家时间长，因厂家换代后故障终端无备件维护就只能报废；(3)易发生更换终端时的不安全事故，特别是接有跳闸回路的终端，易发生误跳用户开关事故；(4)采集数据的不完整、连续性差，电力部门对电网的运行情况的掌握有影响，使得电力部门不能及时的对电网的异常情况和用户的异常用电情况进行及时处理；(5)终端设备损坏后，如果要更换，更换流程繁多，工作量大，工作效率低，很多情况下还必须带电操作，安全问题也很突出。为此，需要设计一种新的技术方案，能够综合性地解决现有技术中存在的不足。

发明内容

本实用新型正是针对现有技术存在的不足，提供一种智能电能量采集终端，在满足使用方便的前提下，各部件采用模块设计以及热插拔技术，更换部件无需断电，加强了电路保护措施，降低了故障率，提高了安全性也极大提高了工作效率，具有较好的安全使用性能，满足实际使用要求。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案如下：

一种智能电能量采集终端，包括：微处理器，所述微处理器内设置有电能量自动采集终端，所述微处理器上电连接有计量芯片、存储器、液晶显示模块，所述计量芯片上电连接有电压采样和电流采样，所述微处理器和所述计量芯片上还连接有用于提供电源使用的电源模块；所述微处理器内设置有系统时钟单元，以及与所述微处理器连接的高精度实时时钟电路及用于检测外界工作环境温度的温度检测模块，所述温度检测模块为微处理器提供高精度实时时钟校准所需的温度信号；

所述电能量自动采集终端包括通讯采集子系统、数据分析处理子系统、应用管理子系统、报表管理子系统、图形曲线管理子系统、状态监视异常报警子系统、数据互联共享子系统和信息发布公开子系统；

所述通讯采集子系统包括平台模块、任务请求模块、规约类模块和工具类模块，所述平台模块、任务请求模块、规约类模块和工具类模块均具有责任相关功能的子程序，通过通信链路自动采集电能量相关数据，通过物理通信通道传送主站进行数据分析、处理和存储，并进行进程监视、采集任务调度、信息配置、自动和手动对时；

所述数据分析处理子系统包括校检表底数据模块、按照时间计算出电量值大小模块、按照时间计算出归属区线损交损情况模块、按照时间统计缺失电量和异常情况数据模块、自动生成元件耗损模块、数据分析替代事件生成模块，以及结果处理流程管理模块；

所述应用管理子系统支持对用户授权、权限配置、系统常数和密码配置，用于管理计量点、元件盒自定义运算公式生成统计模型；用于对元件损耗、公式模型结果进行二次校核、对采集过程中的缺失数据和回零换表信息进行处理及手动重新计算；

所述报表管理子系统后台服务程序能够自动生成和统计分析报表，并具有打印和屏幕拷贝的界面功能，根据不同需求，对各类数据选择各种数据分类方式和不同时间间隔组合各种报表，并支持导出打印功能，且在任意时刻统计生成日报、旬报、月报、年报、电量结算报表、分区电量报表、调度电量日报表、异常线路统计报表、元件损耗报表、变电站母线平衡报表；所述图形曲线管理子系统根据数据统计形式，查看线路某一段时间各个采集点连成的曲线，包括一次、两次电压曲线、负荷统计曲线、电量曲线，并根据电网系统图的设置以直观的方式展现各线路的图形曲线；

所述状态监视异常报警子系统进行线路状态监视并在终端进行异常报警，在线诊断出现异常的故障点，在线监视采集终端在现场环境下出现的异常并报警，同时提示线损越线以及母线不平衡，以便及时发现故障并及时处理；

所述数据互联共享子系统在和外部系统连接时，实现电能量数据、电价数据共享，实现与电力营销系统、MIS、SCADA/EMS系统的电能量数据、电价信息的互联，以及和电力营销系 统互联，实现电能量和统计电量和发电计划的互联，和MIS系统互联，实现各种考核结果互联，和SCADA/EMS系统互联，实现电量数据、线路状态、开关刀闸分合位置状态、考核结果的互联；其中，信息发布公开子系统将采集到的电量相关信息以网页形式输出到页面，供授权IP进行查看。

作为上述技术方案的改进，所述微处理器上还电连接有电能脉冲测试模块、控制输出模块、拉闸指示模块以及无线/载波/RS/红外通信接口。

作为上述技术方案的改进，所述电压采样、电流采用将采集到的电压、电流数据传输给计量芯片进行计量，并将计量后的数据上传至所述微处理器；所述计量芯片通过数据总线与所述微处理器连接实现数据传递。

作为上述技术方案的改进，所述电能量自动采集终端采用相对独立的分层分布结构体系，主站采用冗余的高速双网结构，数据库服务器采用冗余双机Cluster互为热备用方式，数据采集系统通过配置不同的通信模块实现以网络、模拟或数字专线、电话拨号这三种方式同时抄录站端采集装置信息。

本实用新型与现有技术相比较，本实用新型的实施效果如下：

本实用新型所述的一种智能电能量采集终端，在满足使用方便的前提下，各部件采用模块设计以及热插拔技术，更换部件无需断电，加强了电路保护措施，降低了故障率，提高了安全性也极大提高了工作效率，同时，可以实现对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、发布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能；电能量的实时监控、自动采集和自动统计、考核结算、线损管理的计算机化，改变了传统的电能量管理的方法和模式，保证了电能量数据在一致性、可靠性、及时性方面的要求提高了安全性和工作效率，具有较好的安全使用性能，满足实际使用要求。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种智能电能量采集终端结构示意图；

图2为本实用新型所述的一种智能电能量采集终端中电能量自动采集终端原理示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本实用新型的内容。

如图1和图2所示，为本实用新型所述的一种智能电能量采集终端结构示意图。

本实用新型所述一种智能电能量采集终端，包括：微处理器10，微处理器10内设置有电能量自动采集终端20，微处理器10上电连接有计量芯片11、存储器12、液晶显示模块13，计量芯片11上电连接有电压采样111和电流采样112，微处理器10和所述计量芯片11 上还连接有用于提供电源使用的电源模块14；

微处理器10内设置有系统时钟单元，以及与微处理器10连接的高精度实时时钟电路及用于检测外界工作环境温度的温度检测模块15，温度检测模块15为微处理器10提供高精度实时时钟校准所需的温度信号；电能量自动采集终端20包括通讯采集子系统21、数据分析处理子系统22、应用管理子系统23、报表管理子系统24、图形曲线管理子系统25、状态监视异常报警子系统26、数据互联共享子系统27和信息发布公开子系统28；

通讯采集子系统21包括平台模块211、任务请求模块212、规约类模块213和工具类模块214，平台模块、任务请求模块、规约类模块和工具类模块均具有责任相关功能的子程序，通过通信链路自动采集电能量相关数据，通过物理通信通道传送主站进行数据分析、处理和存储，并进行进程监视、采集任务调度、信息配置、自动和手动对时；

数据分析处理子系统22包括校检表底数据模块、按照时间计算出电量值大小模块、按照时间计算出归属区线损交损情况模块、按照时间统计缺失电量和异常情况数据模块、自动生成元件耗损模块、数据分析替代事件生成模块，以及结果处理流程管理模块；

应用管理子系统23支持对用户授权、权限配置、系统常数和密码配置，用于管理计量点、元件盒自定义运算公式生成统计模型；用于对元件损耗、公式模型结果进行二次校核、对采集过程中的缺失数据和回零换表信息进行处理及手动重新计算；

报表管理子系统24后台服务程序能够自动生成和统计分析报表，并具有打印和屏幕拷贝的界面功能，根据不同需求，对各类数据选择各种数据分类方式和不同时间间隔组合各种报表，并支持导出打印功能，且在任意时刻统计生成日报、旬报、月报、年报、电量结算报表、分区电量报表、调度电量日报表、异常线路统计报表、元件损耗报表、变电站母线平衡报表；图形曲线管理子系统25根据数据统计形式，查看线路某一段时间各个采集点连成的曲线，包括一次、两次电压曲线、负荷统计曲线、电量曲线，并根据电网系统图的设置以直观的方式展现各线路的图形曲线；

状态监视异常报警子系统26进行线路状态监视并在终端进行异常报警，在线诊断出现异常的故障点，在线监视采集终端在现场环境下出现的异常并报警，同时提示线损越线以及母线不平衡，以便及时发现故障并及时处理；

数据互联共享子系统27在和外部系统连接时，实现电能量数据、电价数据共享，实现与电力营销系统、MIS、SCADA/EMS系统的电能量数据、电价信息的互联，以及和电力营销系统互联，实现电能量和统计电量和发电计划的互联，和MIS系统互联，实现各种考核结果互联，和SCADA/EMS系统互联，实现电量数据、线路状态、开关刀闸分合位置状态、考核结果的互联；其中，信息发布公开子系统将采集到的电量相关信息以网页形式输出到页面，供授权IP 进行查看。综合上述：本实用新型所述的一种智能电能量采集终端，在满足使用方便的前提下，各部件采用模块设计以及热插拔技术，更换部件无需断电，加强了电路保护措施，降低了故障率，提高了安全性也极大提高了工作效率，同时，可以实现对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、发布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能；电能量的实时监控、自动采集和自动统计、考核结算、线损管理的计算机化，改变了传统的电能量管理的方法和模式，保证了电能量数据在一致性、可靠性、及时性方面的要求提高了安全性和工作效率，具有较好的安全使用性能，满足实际使用要求。

进一步改进地，如图1所示，微处理器10上还电连接有电能脉冲测试模块16、控制输出模块17、拉闸指示模块18以及无线/载波/RS/红外通信接口19；电压采样111、电流采样112将采集到的电压、电流数据传输给计量芯片11进行计量，并将计量后的数据上传至所述微处理器10；计量芯片11通过数据总线与所述微处理器10连接实现数据传递。加强了电路保护措施，降低了故障率，提高了安全性也极大提高了工作效率，同时，可以实现对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、发布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能；电能量的实时监控、自动采集和自动统计、考核结算、线损管理的计算机化，改变了传统的电能量管理的方法和模式，保证了电能量数据在一致性、可靠性、及时性方面的要求提高了安全性和工作效率，具有较好的安全使用性能，满足实际使用要求。

具体地，电能量自动采集终端20采用相对独立的分层分布结构体系，主站采用冗余的高速双网结构，数据库服务器采用冗余双机Cluster互为热备用方式，数据采集系统通过配置不同的通信模块实现以网络、模拟或数字专线、电话拨号这三种方式同时抄录站端采集装置信息。改变了传统的电能量管理的方法和模式，保证了电能量数据在一致性、可靠性、及时性方面的要求提高了安全性和工作效率，具有较好的安全使用性能，满足实际使用要求。

以上内容是结合具体的实施例对本实用新型所作的详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型保护的范围。

Claims (4)

1.一种智能电能量采集终端，其特征在于：包括：微处理器(10)，所述微处理器(10)内设置有电能量自动采集终端(20)，所述微处理器(10)上电连接有计量芯片(11)、存储器(12)、液晶显示模块(13)，所述计量芯片(11)上电连接有电压采样(111)和电流采样(112)，所述微处理器(10)和所述计量芯片(11)上还连接有用于提供电源使用的电源模块(14)；

所述微处理器(10)内设置有系统时钟单元，以及与所述微处理器(10)连接的高精度实时时钟电路及用于检测外界工作环境温度的温度检测模块(15)，所述温度检测模块(15)为微处理器(10)提供高精度实时时钟校准所需的温度信号；

所述电能量自动采集终端(20)包括通讯采集子系统(21)、数据分析处理子系统(22)、应用管理子系统(23)、报表管理子系统(24)、图形曲线管理子系统(25)、状态监视异常报警子系统(26)、数据互联共享子系统(27)和信息发布公开子系统(28)；

所述通讯采集子系统(21)包括平台模块(211)、任务请求模块(212)、规约类模块(213)和工具类模块(214)，所述平台模块(211)、任务请求模块(212)、规约类模块(213)和工具类模块(214)均具有责任相关功能的子程序，通过通信链路自动采集电能量相关数据，通过物理通信通道传送主站进行数据分析、处理和存储，并进行进程监视、采集任务调度、信息配置、自动和手动对时；

所述数据分析处理子系统(22)包括校检表底数据模块、按照时间计算出电量值大小模块、按照时间计算出归属区线损交损情况模块、按照时间统计缺失电量和异常情况数据模块、自动生成元件耗损模块、数据分析替代事件生成模块，以及结果处理流程管理模块；

所述应用管理子系统(23)支持对用户授权、权限配置、系统常数和密码配置，用于管理计量点、元件盒自定义运算公式生成统计模型；用于对元件损耗、公式模型结果进行二次校核、对采集过程中的缺失数据和回零换表信息进行处理及手动重新计算；

所述报表管理子系统(24)后台服务程序能够自动生成和统计分析报表，并具有打印和屏幕拷贝的界面功能，根据不同需求，对各类数据选择各种数据分类方式和不同时间间隔组合各种报表，并支持导出打印功能，且在任意时刻统计生成日报、旬报、月报、年报、电量结算报表、分区电量报表、调度电量日报表、异常线路统计报表、元件损耗报表、变电站母线平衡报表；

所述图形曲线管理子系统(25)根据数据统计形式，查看线路某一段时间各个采集点连成的曲线，包括一次、两次电压曲线、负荷统计曲线、电量曲线，并根据电网系统图的设置以直观的方式展现各线路的图形曲线；

所述状态监视异常报警子系统(26)进行线路状态监视并在终端进行异常报警，在线诊断出现异常的故障点，在线监视采集终端在现场环境下出现的异常并报警，同时提示线损越线以 及母线不平衡，以便及时发现故障并及时处理；

所述数据互联共享子系统(27)在和外部系统连接时，实现电能量数据、电价数据共享，实现与电力营销系统、MIS、SCADA/EMS系统的电能量数据、电价信息的互联，以及和电力营销系统互联，实现电能量和统计电量和发电计划的互联，和MIS系统互联，实现各种考核结果互联，和SCADA/EMS系统互联，实现电量数据、线路状态、开关刀闸分合位置状态、考核结果的互联；其中，信息发布公开子系统将采集到的电量相关信息以网页形式输出到页面，供授权IP进行查看。

2.根据权利要求1所述一种智能电能量采集终端，其特征在于：所述微处理器(10)上还电连接有电能脉冲测试模块(16)、控制输出模块(17)、拉闸指示模块(18)以及无线/载波/RS/红外通信接口(19)。

3.根据权利要求1所述一种智能电能量采集终端，其特征在于：所述电压采样(111)、电流采样(112)将采集到的电压、电流数据传输给计量芯片(11)进行计量，并将计量后的数据上传至所述微处理器(10)；所述计量芯片(11)通过数据总线与所述微处理器(10)连接实现数据传递。

4.根据权利要求1所述一种智能电能量采集终端，其特征在于：所述电能量自动采集终端(20)采用相对独立的分层分布结构体系，主站采用冗余的高速双网结构，数据库服务器采用冗余双机Cluster互为热备用方式，数据采集系统通过配置不同的通信模块实现以网络、模拟或数字专线、电话拨号这三种方式同时抄录站端采集装置信息。