單相遠程預(yù)付費智能電能表的設(shè)計探究與選型

時間：2021-04-16作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：339

周曉麗
安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801
 
摘要：傳統(tǒng)的電子式電能表和感應(yīng)式電能表不具備**的遠程功能和分時計費功能，只是有計量電能的功能，而且般都采用人工抄表的方法。為了解決和補充這種電能表的不足和缺陷本文將主要分析和研究新型的單相遠程費控智能電能表的設(shè)計方法。
關(guān)鍵詞:單相；遠程費控；智能電能表；設(shè)計
 
0引言
單相遠程費控智能電能表是目前新型的一種電能表它的工作原理主要是將要被測定的交流電壓和交流電流在通過很高精度的采集樣本以后便會將其傳輸?shù)?*的電能計量片上面同時運用相對應(yīng)的數(shù)字化處理方法，把采集樣本變成和相關(guān)功率是正比關(guān)系的脈沖信號用此方法，可以為脈沖輸出提供便利，當(dāng)其輸出以后智能電能表的微處理器就會把所有的信號根據(jù)句具體的時段做出對應(yīng)地分時累計，從而能夠獲取不同時段的電量和電量 EEPROM將會把所有的結(jié)果保存，同時進行數(shù)據(jù)顯示和完成遠程上位機的通訊功能。
 
1 單相遠程費控智能電能表應(yīng)該具備的功能
1.1應(yīng)具備計量功能  
計量功能是單相遠程電能表主要的功能之一除要具備正方向的功能電能的計量還要具備反方向功能電能的計量，并且還要實現(xiàn)大量儲存有關(guān)數(shù)據(jù)信息并把這些信息按照一定標(biāo)準(zhǔn)進行組合的功能。
1.2 應(yīng)具備費控功能  
智能電能表的費控功能一般用本地費控和遠程費控兩種方法實現(xiàn)本地費控通過CP卡和射頻卡一些固定的介質(zhì)實現(xiàn)遠程費控通過運用載波以及RS485一些虛擬的介質(zhì)或者是遠程售電系統(tǒng)實現(xiàn)。
1.3 應(yīng)具備費率、時段還有電價功能 
智能電能表一般自身都具備兩套費率時段表在起初約定好的時間，可以實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換同時，這兩套費率都可以對四單獨的費率實現(xiàn)支持。
1.4 應(yīng)具備安全認(rèn)證加密功能售電
管理系統(tǒng)在通過運用IC卡的基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)對智能電能表的相對應(yīng)的參數(shù)設(shè)置、電費存儲、數(shù)據(jù)信息還有向下發(fā)出遠程控制指令可是在實現(xiàn)這些過程時，一定要有密碼驗證或者是ESAM模塊的安全認(rèn)證，運用這種方法，就能夠很好地保證信息輸出的安全。
1.5 應(yīng)具備記錄事件和凍結(jié)的功能 
智能電能表應(yīng)具備記錄和凍結(jié)事件的功能，以實現(xiàn)對電能表清零的具體時間和大量信息的準(zhǔn)確記錄。
1.6應(yīng)具備報警和顯示的功能智能
電能表的報警功能就是指如果有特殊狀況發(fā)生，LCD可以立刻顯示出警告顯同時背光燈會裂立刻發(fā)亮智能電能表的顯示功能指的就是可以顯示目前的余額每個時間段的電能總數(shù)電流以及電壓等。
 
2 單相遠程費控智能電能表的設(shè)計方法研究
2.1 電能的計量
1）計量瞬時功率每當(dāng)電源U(T)對負(fù)載實行供電功能時在負(fù)載中就有電流IT)經(jīng)過，在某一個時間T把電源作用在負(fù)載的功率稱之為瞬時功率其可由以下計算得出。
P(T)=U(T)xI(T)  (1)
相對于正弦電路而言
U(T)=Um sin(wt)  (2)
I(T)=Im sin(wt-q)  (3)
在上面的式子中，q表示的是電壓和電流之間的信號的相位差因此，可以得知，正弦電路中的瞬時功率是：P(T)Um Im sin(wt)x sin(wt-q)=Ulcosq-UIcos(2wt-q)  (4）
   2）有功功率、無功功率、視在功率計量有功概率指的是每一個周期內(nèi)所有瞬時功率積分的平均數(shù)值在正線電路中讓可以用以下公式出來：P=1/Tp(t)dt=1/TUl[cosq-cos(2wt-q）dt=UIcosq (5)
智能表的有功功率經(jīng)常也就是平均功率具體來講就是電能作用在做工面時所耗損的功率同時也反映電阻耗損的那些功率電源不僅要提供非負(fù)載有功功率同時也要提供另外的一個額外功率,所提供額外功率一般不做功因此把它成為無功功率在正弦電路中它的定義以用下面的公式表示:Q=UIsinq（6）視在功率就是指單口兩面電壓和電流的數(shù)值乘積它的定義表示為：S=UI（7）
3）電能功率的計算要實現(xiàn)對有功概率的計算，首先把電壓和電流做乘法運算，得出瞬時功率其次依據(jù)公式(4)用積分進行平均計算把這個計算過程可以等同為一個低通濾波電路然后把功率和頻率進行轉(zhuǎn)換，同時輸出脈沖信號，做出功率的累計。
2.2 設(shè)計智能電能表的系統(tǒng)硬件
在具體進行單相遠程費控智能電能表的硬件系統(tǒng)設(shè)計時，主要運用模塊化的方法實現(xiàn)硬件系統(tǒng)設(shè)計主要有：輸出信號采樣、電能表電能計量、微控制器的設(shè)計、設(shè)計液晶顯示屏、紅外通信裝置、脈沖信號安全運行功能、PS485通信接口設(shè)計、智能電能表電源設(shè)計和電源存儲等整體的電能表系統(tǒng)中控制中心是微處理器。
2.3 設(shè)計智能電能表的系統(tǒng)軟件
1）股設(shè)計系統(tǒng)軟件主程序軟件程序的主要作用是控制各微控制器，同時通過協(xié)調(diào)和控制每個不同的電路模塊，使其達到自身的功能主要有：電能表總量的分時計量、設(shè)計不同用戶用電信息的儲存和顯示等。
2）計系統(tǒng)軟件的初始化程序包括有：存儲器、指令系統(tǒng)和定時器等。
3)設(shè)計數(shù)據(jù)儲存程序。主要借助 EEPROM實現(xiàn)數(shù)據(jù)儲存程序的設(shè)計。
 
3安科瑞AcrelCloud-3200預(yù)付費水電云平臺
3.1 系統(tǒng)方案
系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，主要包括**管理網(wǎng)站和后臺集抄服務(wù)，配合公司的預(yù)付費電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶計量箱ADF300L系列，實現(xiàn)電能計量和電費管理等功能。另外可以選配遠傳閥控水表組成水電一體預(yù)付費系統(tǒng)，達到先交費后用水的目的，剩余水量用完自動關(guān)閥。
 
 
3.2 系統(tǒng)功能
AcrelCloud-3200預(yù)付費水電云平臺由云平臺-網(wǎng)關(guān)-預(yù)付費電能表組成，通過通信網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)到表的充值、查詢、監(jiān)控、控制及短信報警等功能。
   本系統(tǒng)適用于一些大集團和大物業(yè)，往往需要將多個物業(yè)環(huán)境、分散于各地的物業(yè)集中式收費和管理，面臨著數(shù)據(jù)公網(wǎng)傳輸，財務(wù)操作分散，在線支付，總部財務(wù)扎口等復(fù)雜的需求。
 
遠程集中抄表：抄表信息通過網(wǎng)關(guān)實時上傳到云平臺，便捷，免去人工抄表 。
水表預(yù)付費:可是查看某區(qū)域水表的實時狀態(tài)信息，并可以進行單表或批量設(shè)置水價控閥等操作。
遠程售電:財務(wù)集中管理，電量實時下發(fā)，并比對充值次數(shù)防止作弊，方便快捷。
 
 
 
能耗分析:用戶和管理員都可查詢預(yù)付費表或管控表每天的用能狀況；可提供能耗分析+財務(wù)軌跡一體式綜合管理報表，包含用戶表的能耗、財務(wù)數(shù)據(jù)、能耗和財務(wù)的期初期末值等數(shù)據(jù)。
在線支付:商戶可以通過小程序或者微信公眾號實現(xiàn)在線自助充值水電費，也可以實時關(guān)注商鋪用水用電情況。
短信提醒:金額不足或金額欠費提醒、電表充值到賬提醒，都可及時短信通知商戶。
 
 
遠程控制:可對任意一塊電表執(zhí)行遠程拉閘或保電等一系列遠程控制操作，方便管理。
 
 
3.3 產(chǎn)品選型
4結(jié)束語
本文介紹的單相遠程費控智能電能表是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，從電能的計量方法和硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)方面做出了分析該電能表可以有效把電能計量售費管理，用電過程管理等集于一體。
 
【參考文獻】
[1]劉靜.單相遠程費控智能電能表的設(shè)計探究.
[2]劉詩箋.單相智能費控電能表的設(shè)計與實現(xiàn)[J].福建電腦，2014,22(10):153-:54,166.
[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06
 

安科瑞電氣股份有限公司專注于智能照明控制系統(tǒng),數(shù)據(jù)中心能效管理系統(tǒng),電能質(zhì)量治理系統(tǒng),安科瑞電氣,智慧用電云平臺,智能母線監(jiān)控,低壓母線測溫裝置等, 歡迎致電 15216751208

• 詞條

  詞條說明

• 【小母線監(jiān)控】小母線介紹

  是控制電源，信號電源，保護電源，交流電壓，交流電源等共用匯積線，一般放在保護屏柜**，用銅棒、鋁排或電纜連接。起到匯集、分配電能的作用，屬于環(huán)網(wǎng)供電方式?？晒?jié)省二次電纜，使回路簡單化。缺點是有可能造成大范圍保護、控制回路直流電源消失。?電源回路還有用輻射式接線方式的，每個保護的電源、每個斷路器的控制電源直接由交直流分配屏（直流饋線屏）分別引接。?交流電壓有**的電壓分配屏，也采取

• 遠程費控電能表帶充值業(yè)務(wù)的應(yīng)用

  周曉麗安科瑞電氣股份有限公司??上海嘉定??201801摘要:針對本地費控智能電能表電費遠程充值失敗的問題,通過分析電費遠程充值原理及電費遠程下發(fā)過程各環(huán)節(jié)，確定其主要原因為電費下發(fā)流程出現(xiàn)錯誤。在此基礎(chǔ)上分析集抄功能和遠程充值功能的差別，提出電費遠程充值成功率指標(biāo),根據(jù)其彩響因素制訂提高遠程充值成功率的措施并應(yīng)用于實踐，充值成功率明顯提高。關(guān)鍵詞：費控電能

• 霍爾電流傳感器在直流列頭柜的應(yīng)用

  摘要：數(shù)據(jù)中心供電電源質(zhì)量的好壞直接影響到IT設(shè)備的安全運行，因此對數(shù)據(jù)中心直流列頭柜電源進出線實行監(jiān)測非常重要，而通過霍爾電流傳感器可以采集主進線電流、多路支路直流電流和漏電流。關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；直流列頭柜；霍爾電流傳感器0.概述直流列頭柜是一款針對數(shù)據(jù)中心機房能源末端，綜合采集所有能源數(shù)據(jù)的智能配電柜。為終端能源監(jiān)測系統(tǒng)提供高精度測量數(shù)據(jù)，通過顯示單元，實時反映電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，并通過?

• AFHK100-4G型環(huán)保數(shù)采儀在醫(yī)療污水監(jiān)管領(lǐng)域的應(yīng)用

  ?摘 要：AF-HK100 污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）數(shù)據(jù)采集傳輸儀，是按照《污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術(shù) 要求》（HJ 477-2009）的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的新一代智能數(shù)據(jù)采集器，滿足標(biāo)準(zhǔn)對采集器的各種要求。 AF-HK100 包含了多種常見的通信方式，技術(shù)要求和性能指標(biāo)達到并**標(biāo)準(zhǔn)中的要求。軟件上， AF-HK100 支持《污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》（HJ