CN208207063U - 一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表，包括：用于接入待测量交流信号的接口；用于采集待测所述交流信号的采集模块；用于对所述交流信号进行双向采集的计量模块；用于分析用户数据并控制所述三向智能电表动作的控制模块；用于显示用电信息的显示模块；用于与电网主站进行通信的通信模块，与所述控制模块连接；用于保存用户数据的存储模块接；用于为所述采集模块、所述计量模块、所述控制模块、所述显示模块及、述通信模块及存储模块提供电源的电源模块。本实用新型精度高，能实现双向计量功能，并且能与电网企业进行通信，出现故障时，还能从存储模块中调出历史数据与现有数据作比较，从而找到故障原因。

Description

一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表

技术领域

本实用新型属于电能表领域，具体涉及一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表。

背景技术

目前，我国使用的电能表多数为电子式电能表，电流和电压作用于固态电子器件产生电能输出量,电子式电能表是通过一记录这些输出量的电能计量仪表，但随着新能源、电动汽车及智能化生活的不断普及，电子式电能表存在以下缺点：1、分布式能源接入时，例如屋顶光伏，用户变成了既是消费者又是生产者，传统的单向电能表已经无法适应新能源接入后的计量与通信功能；2、现有电表由于其计费精度不够、电量采集时间过长以及通信方式易受干扰的缺点，无法实现电动汽车充电设施的电费计量以及智能充放电；3、现有电表只能提供一个数字给用户，无法满足时刻查看用电信息以及查看是否有节能方案，无法让用户更加直观的了解自己的用电；4、电网企业无法通过传统电能表得知用户每日或者每年的用电高峰，投入大量备用机组，导致资源浪费；5、当家中电路故障后，电源切断后，传统电表立即停止计费，无法知道什么原因导致的。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供了一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表，其具采用了具有双向采集功能的计量模块，提供双向计量功能，并且能存储用户用电情况，还具有数据传输功能。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表，包括：

用于接入待测量交流信号的接口；

用于采集待测所述交流信号的采集模块，与所述接口连接；

用于对所述交流信号进行双向采集的计量模块，与所述采集模块连接；

用于控制所述三向智能电表动作的控制模块，与所述计量模块连接；

用于显示用电信息的显示模块，与所述控制模块连接；

用于与电网主站进行通信的通信模块，与所述控制模块连接；

用于保存用户数据的存储模块，与所述控制模块连接；

用于为所述采集模块、所述计量模块、所述控制模块、所述显示模块及、所述通信模块及存储模块提供电源的电源模块，分别与所述采集模块、所述计量模块、所述控制模块、所述显示模块、所述通信模块、所述存储模块连接。

进一步的，所述接口包括：

用于接入电网交流信号的第一接口；

用于接入新能源发电或电动汽车充电设备的第二接口。

进一步的，所述计量模块包括带数字处理功能的计量芯片。

进一步的，所述控制模块包括：

用于控制所述三向智能电表动作的嵌入式主控制器；

用于对电网主站、所述智能电表及用户间数据传输进行加密的安全芯片，与所述嵌入式主控制器连接；

用于测量所述智能电表温度的温度传感器，与所述嵌入式主控制器连接；

用于记录时间的实时时钟，与所述嵌入式主控制器连接；

用于在用户欠费或紧急限电时切断用户负载总开关的继电器，与所述嵌入式主控制器连接。

进一步的，所述通信模块包括：电力线载波通信接口、RS485通信接口、无线接口。

进一步的，所述显示模块包括点阵式液晶显示屏。

进一步的，所述存储模块包括新型非易失性铁电存储器。

进一步的，所述实时时钟连接有备用电源电路，以保证所述实时时钟的时间连续。

进一步的，所述嵌入式主控制器为8位或16位的单片机。

进一步的，所述控制模块还包括：

用于在所述智能电表异常时发出警告的报警指示灯，与所述嵌入式主控制器连接；

用于在用户用电量异常时发出警告的蜂鸣器，与所述嵌入式主控制器连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型提供的一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表，采用的计量芯片具有双向计量的功能，不仅能对电网电能进行计量，而且能对分布式能源产生的电能进行计量。

(2)本实用新型提供的一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表，计量精度高，能实现电动汽车充电设施的电费计量以及智能充放电。

(3)本实用新型提供的一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表，设置了通信模块，能与电网企业进行通信，使用户可以查看用电信息或节能方案，使用电更加透明化。

(4)本实用新型提供的一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表，设置了通信模块，能与电网企业进行通信，电网企业可以根据用户的用电情况规划电力设备的建设，节省大量的资源。

(5)本实用新型提供的一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表，设置了存储模块，记录并保存用户历史数据，家中电路故障时，即可从存储模块中调出数据进行故障分析。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型所述的三向智能电表整体结构示意图；

图2是本实用新型所述的三向智能电表详细结构示意图。

标记说明：

1、接口；11、第一接口；12、第二接口；2、采集模块；3、计量模块；31、计量芯片；4、控制模块；41、嵌入式主控制器；42、安全芯片；43、温度传感器；44、实时时钟；441、备用电源电路；45、报警指示灯；46、蜂鸣器；47、继电器；471、用户负载总开关；5、显示模块；6、通信模块；61、电力载波通信接口；62、RS485通信接口；63、无线接口；7、存储模块；8、电源模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型公开了一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表，如图1所示，包括：接口1、采集模块2、计量模块3、控制模块4、显示模块5、通信模块6、存储模块7、电源模块8。

其中，接口1用于接入待测量交流信号；采集模块2与接口1连接，用于用于采集待测交流信号；计量模块3与采集模块2连接，用于对交流信号进行双向采集；控制模块4与计量模块连接，用于控制三向智能电表动作；显示模块5与控制模块4连接，用于显示用电信息；通信模块6与控制模块4连接，用于与电网主站进行通信；存储模块7与控制模块4连接，用于保存用户数据；电源模块8分别与采集模块2、计量模块3、控制模块4、显示模块5、通信模块6、存储模块7连接，用于为采集模块2、计量模块3、控制模块4、显示模块5、通信模块6及存储模块提7供电源。

在本实用新型中，采集模块2的电流采样为电流测量线圈通过互感测量初级电流，相对于其他电流测量方法，其具有测量频带宽、测量范围大、隔离性好、体积小、重量轻、成本低和对大电流测量准确的特点，能大大提高测量的精度。

进一步的，接口1包括：用于接入电网交流信号的第一接口11；用于接入新能源发电或电动汽车充电设备的第二接口12；两个接口的设置，使得三向智能电表能同时对电网及分布式能源接入的电能进行计量。

计量模块3包括带数字处理功能的计量芯片31，能依据采集模块2的测量值，计算出电气参数的有效值、瞬时值、频率和电能量等参数。

更具体的，控制模4块包括：嵌入式主控制器41、安全芯片42、温度传感器43、实时时钟44、报警指示灯45、蜂鸣器46、继电器47。

其中，嵌入式主控制器41用于控制三向智能电表动作；安全芯片42与所述嵌入式主控制器连接，用于对电网主站、所述智能电表及用户间数据传输进行加密，确保数据不会受到人为的篡改；温度传感器42与嵌入式主控制器连接41，用于测量三向智能电表温度，防止三向智能电表由于温度过高而被烧毁；实时时钟44与所述嵌入式主控制器连接，用于记录时间，即约定特定时间上传用电量数据与电费；报警指示灯45与嵌入式主控制器连接，用于在所述智能电表异常时发出警告，即当三向智能电表温度过高、线路缺相或失流失压的情况下，报警指示灯45会出现闪烁；蜂鸣器46与所述嵌入式主控制器连接，用于在用户用电量异常时发出警告，即用户用电量超过预设的限值时，蜂鸣器46会发出鸣叫；继电器47与所述嵌入式主控制器连接，用于在用户欠费或紧急限电时切断用户负载总开关，使用户暂时处于断电状态。

当出现故障时，嵌入式主控制器41对采集模块2的数据进行分析，分析现有负荷情况以及负荷突然变化。并将其与存储模块7中的历史数据进行对比分析，找出出现故障的用电负荷。

通信模块6包括：电力线载波通信接口61、RS485通信接口62、无线接口63，采用多种通信方式，将三向智能电表电能采集的数据传输至台区集中器，也可以接受集中器发出的指令，实现信息的双向互动。

显示模块5包括点阵式液晶显示屏51，针对用户关心的重要数据以较大的字体采用常驻显示，对一些辅助数据以小字体加粗滚屏的方式显示，同时还可以显示一些告警或者提示图标，使得用户可以更加直观的看到相关信息。

存储模块7包括新型非易失性铁电存储器71，其读写速度快、擦写次数多、超低功耗的特点能够满足智能电能表的需要，能满足大量、密集采集和实时的储存需求。

实时时钟44连接有备用电源电路441，能在电源模块8不能为实时时钟44供电的情况下为实时时钟44供电，以维持实时时钟内部时间的连续。

嵌入式主控制器41为8位或16位的单片机，内置Flash芯片容量不大，通信接口较少。具有一定数量的集成电路总线、通用异步接收、发送装置、串行外设接口等，满足不同通信方式的需要。

基于上述结构的设置，使得三向智能电表精度提高，不仅能对电网电能进行计量，而且能对分布式能源产生的电能进行计量，能与电网企业建立通信，使用户可以查看用电信息或节能方案，电网企业可以根据用户的用电情况规划电力设备的建设，节省大量的资源，同时，还能记录并保存用户历史数据，家中电路故障时，即可从存储模块中调出数据进行故障分析。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例而已，并不用于限制。本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种计及分布式能源接入和智能故障诊断的三向智能电表，其特征在于，包括：

用于接入待测量交流信号的接口；

用于采集待测所述交流信号的采集模块，与所述接口连接；

用于对所述交流信号进行双向采集的计量模块，与所述采集模块连接；

用于控制所述三向智能电表动作的控制模块，与所述计量模块连接；

用于显示用电信息的显示模块，与所述控制模块连接；

用于与电网主站进行通信的通信模块，与所述控制模块连接；

用于保存用户数据的存储模块，与所述控制模块连接；

用于为所述采集模块、所述计量模块、所述控制模块、所述显示模块及、所述通信模块及存储模块提供电源的电源模块，分别与所述采集模块、所述计量模块、所述控制模块、所述显示模块、所述通信模块、所述存储模块连接。

2.根据权利要求1所述的三向智能电表，其特征在于，所述接口包括：

用于接入电网交流信号的第一接口；

用于接入新能源发电或电动汽车充电设备的第二接口。

3.根据权利要求1所述的三向智能电表，其特征在于，所述计量模块包括带数字处理功能的计量芯片。

4.根据权利要求1所述的三向智能电表，其特征在于，所述控制模块包括：

用于控制所述三向智能电表动作的嵌入式主控制器；

用于对电网主站、所述智能电表及用户间数据传输进行加密的安全芯片，与所述嵌入式主控制器连接；

用于测量所述智能电表温度的温度传感器，与所述嵌入式主控制器连接；

用于记录时间的实时时钟，与所述嵌入式主控制器连接；

用于在用户欠费或紧急限电时切断用户负载总开关的继电器，与所述嵌入式主控制器连接。

5.根据权利要求1所述的三向智能电表，其特征在于，所述通信模块包括：电力线载波通信接口、RS485通信接口、无线接口。

6.根据权利要求1所述的三向智能电表，其特征在于，所述显示模块包括点阵式液晶显示屏。

7.根据权利要求1所述的三向智能电表，其特征在于，所述存储模块包括新型非易失性铁电存储器。

8.根据权利要求4所述的三向智能电表，其特征在于，所述实时时钟连接有备用电源电路，以保证所述实时时钟的时间连续。

9.根据权利要求4所述的三向智能电表，其特征在于，所述嵌入式主控制器为8位或16位的单片机。

10.根据权利要求4所述的三向智能电表，其特征在于，所述控制模块还包括：

用于在所述智能电表异常时发出警告的报警指示灯，与所述嵌入式主控制器连接；

用于在用户用电量异常时发出警告的蜂鸣器，与所述嵌入式主控制器连接。