一种电能表用电信息参数转发的装置及方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410326162.4

申请日:

2014.07.10

公开号:

CN104077907A

公开日:

2014.10.01

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G08C 17/02申请日:20140710|||著录事项变更IPC(主分类):G08C 17/02变更事项:申请人变更前:国家电网公司变更后:国家电网公司变更事项:地址变更前:100031 北京市西城区西长安街86号变更后:300010 天津市河北区五经路39号变更事项:申请人变更前:国网天津市电力公司变更后:国网天津市电力公司|||公开

IPC分类号:

G08C17/02; G08C19/00; G08C23/06; G01R22/06

主分类号:

G08C17/02

申请人:

国家电网公司; 国网天津市电力公司

发明人:

於砚福

地址:

100031 北京市西城区西长安街86号

优先权:

专利代理机构:

天津盛理知识产权代理有限公司 12209

代理人:

王来佳

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内容摘要

本发明公开了一种电能表用电信息参数转发的装置及方法,在原有电能表中加装电能表用电信息参数转发装置,通过通信接收设定模块确定光纤通信模式、无线通信模式、电力载波模式、485通信模式;实时接收电力系统下发的用电信息,利用电力载波技术转发给电力线载波用电参数接收和用电负荷错峰控制装置,实现用电负荷错峰控制;设置单片机、电源模块、光纤通信模块、无线通信模块、电力载波模块及接口电路、故障报警模块、看门狗电路和485通信模块、通信接收设定模块。本发明有利于保证电网削峰填谷的负荷错峰控制达到最佳状态。从而减少电网运行的峰谷负荷差,实现了节能降耗的目的。

权利要求书

1.  一种电能表用电信息参数转发的装置,其特征在于,该电能表用电信息参数转发的装置包括:单片机、电源模块、光纤通信模块、无线通信模块、电力载波模块及接口电路、故障报警模块、看门狗电路和485通信模块、通信接收设定模块; 
单片机,与电源模块、电力载波模块及接口电路、故障报警模块、通信模块、看门狗电路连接,用于实现电力线载波系统用电参数接收和用电负荷错峰控制转发功能,用电参数接收和用电负荷错峰控制装置与单片机连接,用于实现用电负荷错峰控制; 
电源模块,采用三端稳压块稳压,选用低温漂稳压二极管进行二级稳压; 
光纤通信模块,与电力0.4KV配网通信系统连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的光纤通讯子程序,通过光纤网实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息; 
无线通信模块,与电力0.4KV配网通信系统连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的无线通讯子程序,通过无线网实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息; 
电力载波模块及接口电路,通过I2C总线的时钟信号线SCL、数据线SDA与单片机连接,外围接口电路包括功率放大电路、滤波整形电路、谐振电路及二次滤波电路;功率放大电路是用来将载波芯片产生的载波调制信号进行功率放大后耦合到电力线上;载波功能被使能后,载波信号由输出口PSK_out输出,波形为0-5V变化的方波,包含丰富的谐波; 
故障报警模块,与单片机连接,采用声光报警,由发光二极管,扬声器及驱动电路组成,用于系统故障时实现声光报警; 
485通信模块,同智能电表通信接口连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的485通讯子程序,485通讯子程序指的是从智能电表中实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息; 
看门狗电路,与单片机连接,用于防止系统受干扰而使程序丢失或走进死循环; 
通信接收设定模块,与单片机连接,由两位设置开关组成;键值00为485通信接收模式用于同智能表通讯接收智能表中用电信息,键值01为无线通信接收模式,键值10为光纤通信接收模式,键值11为电力载波通信接收模式。 

2.
  如权利要求1所述的电能表用电信息参数转发装置,其特征在于:该电能表用电信息参数转发装置安装于电能表内,IN1、IN2同第一电能表端子和第三电能表端子连接,OUT1、OUT2同第二电能表端子和第四电能表端子连接,485通信接口同智能电表内部通信接口连接,光纤通信接口同电力系统0.4KV配网通信系统连接,无线通信接口同电力系统0.4KV配网通信系统连接。 

3.
  如权利要求1所述的电能表用电信息参数转发装置,其特征在于,该电能表用电信息参数转发装置通过光纤通信模块、无线通信模块、电力载波模块及接口电路、485通信模块、通信接收设定模块实现了多模式通信接收。 

4.
  如权利要求1所述的电能表用电信息参数转发装置,其特征在于,功率放大电路是用来将载波芯片产生的载波调制信号进行功率放大后耦合到电力线上。 

5.
  一种电能表用电信息参数转发方法,其特征在于,该电能表用电信息参数转发的方法通过通信接收设定模块选择光纤通信模式、无线通信模式、电力载波模式、485通信模式之一,实时接收电力系统下发的用电信息,利用电力载波技术转发给电力用户侧的电力线载波用电参数接收和负荷错峰控制装置实现用电负荷的错峰控制。 

6.
  如权利要求5所述的电能表用电信息参数转发方法,其特征在于,该电能表用电信息参数转发方法多模式通信接收,采用电力载波通信转发。 

说明书

一种电能表用电信息参数转发的装置及方法
技术领域
本发明属于延伸电力系统需求侧管理技术领域,尤其涉及一种电能表用电信息参数转发的装置及方法。
背景技术
目前公知的各种电能表主要用于电能量的计量,虽然载波智能电表,具有信息接收、转发功能,但实现电力信息接收、转发功能需要换装现行电能表,另外,载波智能表无无线、光纤通信接收方式,缺少同电力系统0.4KV配网通信系统的连接方式。
需求侧管理:在政府法规和政策的支持下,采取有效的激励和引导措施以及适宜的运作方式,通过发电公司、电网公司、能源服务公司、社会中介组织、产品供应商、电力用户等共同协力,提高终端用电效率和改变用电方式,在满足同样用电功能的同时减少电量消耗和电力需求,达到节约资源和保护环境,实现社会效益最好、各方受益、最低成本能源服务所进行的管理活动。
削峰填谷:把一部分高峰负荷挪到低谷时段,从而减少电网运行的峰谷负荷差,实现了节约能源的目的。
错峰控制:根据电力系统用电信息,降低尖、峰段用电量,提高谷段用电量的负荷控制方式。错峰控制包括错峰关断、错峰调压、错峰调参三种方式。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种电能表用电信息参数转发的装置及方法,旨在解决实现电力信息接收、转发功能需要换装现行电能表的问题。
本发明实施例是这样实现的,一种电能表用电信息参数转发的装置,该电 能表用电信息参数转发的装置包括:单片机、电源模块、光纤通信模块、无线通信模块、电力载波模块及接口电路、故障报警模块、看门狗电路和485通信模块、通信接收设定模块;
单片机,与电源模块、电力载波模块及接口电路、故障报警模块、通信模块、看门狗电路连接,用于编写完整的控制程序,实现电力线载波系统用电参数接收和用电负荷错峰控制转发功能;用电参数接收和用电负荷错峰控制装置与单片机连接,用于实现用电负荷错峰控制;
电源模块,采用三端稳压块稳压,选用低温漂稳压二极管进行二级稳压;
光纤通信模块,同电力系统0.4KV配网通信系统连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的光纤通讯子程序,通过光纤网实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;
无线通信模块,同电力系统0.4KV配网通信系统连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的无线通讯子程序,通过无线网实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;
电力载波模块及接口电路,通过I2C总线的时钟信号线SCL、数据线SDA与单片机连接,外围接口电路包括功率放大电路、滤波整形电路、谐振电路及二次滤波电路;功率放大电路是用来将载波芯片产生的载波调制信号进行功率放大后耦合到电力线上;载波功能被使能后,载波信号由输出口PSK_out输出,波形为0-5V变化的方波,包含丰富的谐波;
故障报警模块,与单片机连接,采用声光报警,由发光二极管,扬声器及驱动电路组成,用于系统故障时实现声光报警;
485通信模块,同智能电表通信接口连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的485通讯子程序,从智能电表中实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;
看门狗电路,与单片机连接,用于防止系统受干扰而使程序丢失或走进死循环,造成系统死机,而加入的硬件电路,以保证系统的可靠性和稳定性;
通信接收设定模块,与单片机连接,由两位设置开关组成;键值00为485通信接收模式用于同智能表通讯接收智能表中用电信息,键值01为无线通信接收模式,键值10为光纤通信接收模式,键值11为电力载波通信接收模式。
进一步,该电能表用电信息参数转发装置安装于电能表内,IN1、IN2同第一电能表端子和第三电能表端子连接,OUT1、OUT2同第二电能表端子和第四电能表端子连接,485通信接口同智能电表接口连接,光纤通信接口同电力系统0.4KV配网通信系统连接,无线通信接口同电力系统0.4KV配网通信系统连接。
进一步,该电能表用电信息参数转发装置通过光纤通信模块、无线通信模块、电力载波模块及接口电路、485通信模块、通信接收设定模块实现了多模式通信接收。
本发明的另一目的在于提供一种电能表用电信息参数转发方法,该电能表用电信息参数转发的方法通过通信接收设定模块选择光纤通信模式、无线通信模式、电力载波模式、485通信模式之一,实时接收电力系统下发的用电信息,利用电力载波技术转发给电力用户侧的接收装置实现用电负荷的错峰控制。电能表通过加装电能表用电信息参数转发装置,利用该装置的通信接收设定模块选择光纤通信模式、无线通信模式、电力载波模式、485通信模式之一,通过电力0.4KV配网通信系统,实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息,利用电力载波技术转发给电力用户侧的接收装置实现用电负荷的错峰控制。
进一步,多模式通信接收,采用电力载波通信转发。
本发明提供的电能表用电信息参数转发的装置及方法,在原有电能表中加装电能表用电信息参数转发装置,通过通信接收设定模块确定光纤通信模式、无线通信模式、电力载波模式、485通信模式之一,实时接收电力系统下发的用电信息,利用电力载波技术转发给电力用户侧的接收装置实现用电负荷错峰控制。本发明使现装电能表能够用于接收电力系统下发的用电信息并转发给电 力线载波用电参数接收和负荷错峰控制装置,使电力用户选择的用电设备控制方式,有利于保证电网削峰填谷的负荷错峰控制达到最佳状态。从而减少电网运行的峰谷负荷差,实现了节能降耗的目的。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电能表的结构示意图;
图中:1、第一电能表端子;2、第二电能表端子;3、第三电能表端子;4、第四电能表端子;5、电能表显示屏;6、电能表用电信息参数转发装置;7、485通信接口;8、无线电通信接口;9、光纤通信接口;
图2是本发明实施例提供的电能表用电信息参数转发的装置结构示意图;
图中:10、通信接收设定模块;11、485通信模块;12、单片机;13、光纤通信模块;14、无线通信模块;15、电力载波模块及接口电路;16、故障报警模块;17、看门狗电路;18、通信接收设定模块;19、电源模块;
图3是本发明实施例提供的电力载波模块及接口电路图。
图4是本发明实施例提供的电能表用电信息参数转发的方法流程图。
图5是本发明实施例提供的电力载波通信的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示,该装置安装于电能表内,装置的IN1、IN2同第一电能表端子1和第三电能表端子3连接,OUT1、OUT2同电能表端子第二电能表端子2、第四电能表端子4连接;485通信接口同智能电表通信接口连接,光纤通信接口同电力系统0.4KV配网通信系统连接,无线通信接口同电力系统0.4KV配 网通信系统连接。
如图2所示,是为电力系统需求侧管理提供的一种电能表用电信息参数转发装置。装置硬件包括单片机12、电源模块19、光纤通信模块13、无线通信模块14、电力载波模块及接口电路15、故障报警模块16、485通信模块11、看门狗电路17和通信接收设定模块10组成;电源模块19采用三端稳压块稳压,选用低温漂稳压二极管进行二级稳压;故障报警模块16采用声光报警,由发光二极管,扬声器及驱动电路组成,当系统故障时,单片机12发出故障报警信号,将驱动LED发光二极管和扬声器实现声光报警。看门狗电路17是为了防止系统受干扰而使程序丢失或走进死循环,造成系统死机,而加入的硬件电路,以保证系统的可靠性和稳定性。本发明采用的X5045是一种集看门狗、电压监控和串行E2PROM三种功能于一体的可编程电路。通信接收设定模块由两位设置开关组成。键值00为485通信接收模式用于同智能表通讯接收智能表中用电信息,键值01为无线通信接收模式,键值10为光纤通信接收模式,键值11为电力载波通信接收模式;
单片机,与电源模块、电力载波模块及接口电路、故障报警模块、通信模块、看门狗电路连接,用于编写完整的控制程序,实现电力线载波系统用电参数接收和用电负荷错峰控制转发功能;用电参数接收和用电负荷错峰控制装置与单片机连接,用于实现用电负荷错峰控制;
电源模块,采用三端稳压块稳压,选用低温漂稳压二极管进行二级稳压;
光纤通信模块,同电力系统0.4KV配网通信系统连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的光纤通讯子程序,通过光纤网实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;
无线通信模块,同电力系统0.4KV配网通信系统连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的无线通讯子程序,通过无线网实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;
电力载波模块及接口电路,通过I2C总线的时钟信号线SCL、数据线SDA 与单片机连接,外围接口电路包括功率放大电路、滤波整形电路、谐振电路及二次滤波电路;功率放大电路是用来将载波芯片产生的载波调制信号进行功率放大后耦合到电力线上;载波功能被使能后,载波信号由输出口PSK_out输出,波形为0-5V变化的方波,包含丰富的谐波;
故障报警模块,与单片机连接,采用声光报警,由发光二极管,扬声器及驱动电路组成,用于系统故障时实现声光报警;
485通信模块,同智能电表通信接口连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的485通讯子程序,从智能电表中实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;
看门狗电路,与单片机连接,用于防止系统受干扰而使程序丢失或走进死循环,造成系统死机,而加入的硬件电路,以保证系统的可靠性和稳定性;
通信接收设定模块,与单片机连接,由两位设置开关组成;键值00为485通信接收模式用于同智能表通讯接收智能表中用电信息,键值01为无线通信接收模式,键值10为光纤通信接收模式,键值11为电力载波通信接收模式。
如图3所示,是为装置提供电力载波通信功能的电力载波模块和接口电路。图中的IN1、IN2同电能表端子1、3连接,OUT1、OUT2同电能表端子2、4连接。在图3中载波芯片通过SCL、SDA与单片机连接,其外围接口电路包括功率放大电路、滤波整形电路、谐振电路及二次滤波电路。功率放大电路是用来将载波芯片产生的载波调制信号进行功率放大后耦合到电力线上。载波功能被使能后,载波信号由PSK_out输出,波形为0-5V变化的方波,包含丰富的谐波;经过推挽电路进行功率放大后,PSK_out点的方波信号被放大后经电感L1、电容C3完成整形滤波后,再通过耦合线圈T2耦合到低压电力线上,双向二极管D87起保护作用。电路中D3、D4起嵌位作用、吸收低压电力线上的尖峰干扰。在图3的接收回路中,R3在接收本地强发射信号时可以有效吸收衰减;电感L2、电容C6组成并联谐振回路,谐振以中心频率为120KHz设计,完成对有效信号的带通滤波;良好的选频回路可以有效提高载波接收灵敏 度。二极管D5、D6的作用是将接收信号的电位钳制在±0.7V。接收信号经过电容C4后引入到芯片内部进行混频处理,SIGIN被内部上拉后平移到2.5V±0.7V,以利于后续处理。在载波信号的后处理电路中,并联谐振后接收的载波信号经SIGIN脚进入芯片。由于陶瓷滤波器通频带只能在中频附近,所以芯片内部将接收到的120KHz信号与内部的600KHz本振信号进行混频,得到80KHz中频带宽的差频信号。混频信号由FLTI脚输入到陶瓷滤波器的输入脚,陶瓷滤波器滤波后再送回芯片的FLTO脚进行内部限幅放大。然后由芯片内的硬件解扩电路进行有效数据的还原;数据解扩完成后将数据位锁存到数据管脚,同时产生同步信号HEAD;
功率放大电路是用来将载波芯片产生的载波调制信号进行功率放大后耦合到电力线上。载波功能被使能后,载波信号由输出口PSK_out输出,波形为0-5V变化的方波,包含丰富的谐波;经过推挽电路进行功率放大后,输出口PSK_out点的方波信号被放大,电路中D3、D4起嵌位作用、吸收低压电力线上的尖峰干扰。载波发射功率的大小与VHH电源幅值的高低、电源电流提供能力密切相关,一定范围内提高电源幅值、增大电源功率,可以有效加大发射功率、从而延长通信距离。由于放大后的信号波形富含谐波,为减少对电网的谐波污染,需进行滤波整形。电路中电感L1、电容C3完成整形滤波后,再通过耦合线圈T2耦合到低压电力线上,双向二极管D87起保护作用。
如图4所示,本发明的电能表用电信息参数转发的方法流程图;通过通信接收设定模块的模式控制字确定电能表用电信息参数转发装置的接收方式,调用相应的通信子程序将电力系统用电信息接收存储后,调用电力载波通信服务子程序将用电信息转发给电力用户侧装置,控制用电负荷启停参数,从而调节峰谷用电量,实现用电需求侧管理控制。整体功能通过主程序、光纤通讯子程序、无线通讯子程序、485通讯子程序、电力载波通信服务子程序等配合实现。
如图5所示是系统的电力载波通信临床程序;判断载波通信中断要求。当电力载波通信处于接收状态时,载波通信控制单元解扩出1bit数据后,产生一 次中断。接收时首先采用16bits接收窗口、1bit滑动方式来接收通信的同步帧头0X09、0XAF,帧头接收成功后,后续数据按每8bits一个字节的方式进行截取,得到传送的有效数据;接收过程中,按有关的通信协议进行地址判别、长度接收、校验计算。地址相同的模块对符合通信协议的数据进行应答,后转入发送态。当载波通信处于发送态时。用于载波通信的主叫方发出命令、或接收方的应答。载波通信控制单元发送完1bit的扩频数据后,自动产生一次中断,允许下1bit数据发送。根据捕获和同步过程需要,首先发送至少40bits的全“1”;然后按比特发送同步帧头0X09、0XAF;之后根据用户的有关通信协议按比特发送通信地址、数据长度、数据体、校验等字节。数据全部发送完成后,载波模块即可转入接收态。但为确保待发送数据的最后一个比特发送成功,必须在发送完最后1bit数据后等到下一次发送中断到来后,才可以转换载波发送态到接收态。载波发送未将全部数据发送完成前,CPU必须及时向PLM_RST寄存器写入“A2H”,使计数器复位,避免自动复位提前进入载波接收态。
本发明的有益结果是提供了电能表用电信息转发装置。使现装电能表能够用于接收电力系统下发的用电信息并转发给电力线载波用电参数接收和负荷错峰控制装置,使电力用户选择的用电设备错峰控制方式,有利于保证电网削峰填谷的负荷错峰控制达到最佳状态。从而减少电网运行的峰谷负荷差,实现了节能降耗的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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1、10申请公布号CN104077907A43申请公布日20141001CN104077907A21申请号201410326162422申请日20140710G08C17/02200601G08C19/00200601G08C23/06200601G01R22/0620060171申请人国家电网公司地址100031北京市西城区西长安街86号申请人国网天津市电力公司72发明人於砚福74专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司12209代理人王来佳54发明名称一种电能表用电信息参数转发的装置及方法57摘要本发明公开了一种电能表用电信息参数转发的装置及方法,在原有电能表中加装电能表用电信息参数转发装置,。

2、通过通信接收设定模块确定光纤通信模式、无线通信模式、电力载波模式、485通信模式;实时接收电力系统下发的用电信息,利用电力载波技术转发给电力线载波用电参数接收和用电负荷错峰控制装置,实现用电负荷错峰控制;设置单片机、电源模块、光纤通信模块、无线通信模块、电力载波模块及接口电路、故障报警模块、看门狗电路和485通信模块、通信接收设定模块。本发明有利于保证电网削峰填谷的负荷错峰控制达到最佳状态。从而减少电网运行的峰谷负荷差,实现了节能降耗的目的。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图4页10申请公布号CN10407。

3、7907ACN104077907A1/2页21一种电能表用电信息参数转发的装置,其特征在于,该电能表用电信息参数转发的装置包括单片机、电源模块、光纤通信模块、无线通信模块、电力载波模块及接口电路、故障报警模块、看门狗电路和485通信模块、通信接收设定模块;单片机,与电源模块、电力载波模块及接口电路、故障报警模块、通信模块、看门狗电路连接,用于实现电力线载波系统用电参数接收和用电负荷错峰控制转发功能,用电参数接收和用电负荷错峰控制装置与单片机连接,用于实现用电负荷错峰控制;电源模块,采用三端稳压块稳压,选用低温漂稳压二极管进行二级稳压;光纤通信模块,与电力04KV配网通信系统连接,用于调用电能表。

4、用电信息参数转发装置的光纤通讯子程序,通过光纤网实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;无线通信模块,与电力04KV配网通信系统连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的无线通讯子程序,通过无线网实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;电力载波模块及接口电路,通过I2C总线的时钟信号线SCL、数据线SDA与单片机连接,外围接口电路包括功率放大电路、滤波整形电路、谐振电路及二次滤波电路;功率放大电路是用来将载波芯片产生的载波调制信号进行功率放大后耦合到电力线上;载波功能被使能后,载波信号由输出口PSK_OUT输出,波形为05V变化的方波,包含丰富的谐波;故。

5、障报警模块,与单片机连接,采用声光报警,由发光二极管,扬声器及驱动电路组成,用于系统故障时实现声光报警;485通信模块,同智能电表通信接口连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的485通讯子程序,485通讯子程序指的是从智能电表中实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;看门狗电路,与单片机连接,用于防止系统受干扰而使程序丢失或走进死循环;通信接收设定模块,与单片机连接,由两位设置开关组成;键值00为485通信接收模式用于同智能表通讯接收智能表中用电信息,键值01为无线通信接收模式,键值10为光纤通信接收模式,键值11为电力载波通信接收模式。2如权利要求1所述的电能表用电信。

6、息参数转发装置,其特征在于该电能表用电信息参数转发装置安装于电能表内,IN1、IN2同第一电能表端子和第三电能表端子连接,OUT1、OUT2同第二电能表端子和第四电能表端子连接,485通信接口同智能电表内部通信接口连接,光纤通信接口同电力系统04KV配网通信系统连接,无线通信接口同电力系统04KV配网通信系统连接。3如权利要求1所述的电能表用电信息参数转发装置,其特征在于,该电能表用电信息参数转发装置通过光纤通信模块、无线通信模块、电力载波模块及接口电路、485通信模块、通信接收设定模块实现了多模式通信接收。4如权利要求1所述的电能表用电信息参数转发装置,其特征在于,功率放大电路是用来将载波芯。

7、片产生的载波调制信号进行功率放大后耦合到电力线上。5一种电能表用电信息参数转发方法,其特征在于,该电能表用电信息参数转发的方法通过通信接收设定模块选择光纤通信模式、无线通信模式、电力载波模式、485通信模式之一,实时接收电力系统下发的用电信息,利用电力载波技术转发给电力用户侧的电力线权利要求书CN104077907A2/2页3载波用电参数接收和负荷错峰控制装置实现用电负荷的错峰控制。6如权利要求5所述的电能表用电信息参数转发方法,其特征在于,该电能表用电信息参数转发方法多模式通信接收,采用电力载波通信转发。权利要求书CN104077907A1/5页4一种电能表用电信息参数转发的装置及方法技术领。

8、域0001本发明属于延伸电力系统需求侧管理技术领域,尤其涉及一种电能表用电信息参数转发的装置及方法。背景技术0002目前公知的各种电能表主要用于电能量的计量,虽然载波智能电表,具有信息接收、转发功能,但实现电力信息接收、转发功能需要换装现行电能表,另外,载波智能表无无线、光纤通信接收方式,缺少同电力系统04KV配网通信系统的连接方式。0003需求侧管理在政府法规和政策的支持下,采取有效的激励和引导措施以及适宜的运作方式,通过发电公司、电网公司、能源服务公司、社会中介组织、产品供应商、电力用户等共同协力,提高终端用电效率和改变用电方式,在满足同样用电功能的同时减少电量消耗和电力需求,达到节约资源。

9、和保护环境,实现社会效益最好、各方受益、最低成本能源服务所进行的管理活动。0004削峰填谷把一部分高峰负荷挪到低谷时段,从而减少电网运行的峰谷负荷差,实现了节约能源的目的。0005错峰控制根据电力系统用电信息,降低尖、峰段用电量,提高谷段用电量的负荷控制方式。错峰控制包括错峰关断、错峰调压、错峰调参三种方式。发明内容0006本发明实施例的目的在于提供一种电能表用电信息参数转发的装置及方法,旨在解决实现电力信息接收、转发功能需要换装现行电能表的问题。0007本发明实施例是这样实现的,一种电能表用电信息参数转发的装置,该电能表用电信息参数转发的装置包括单片机、电源模块、光纤通信模块、无线通信模块、。

10、电力载波模块及接口电路、故障报警模块、看门狗电路和485通信模块、通信接收设定模块;0008单片机,与电源模块、电力载波模块及接口电路、故障报警模块、通信模块、看门狗电路连接,用于编写完整的控制程序,实现电力线载波系统用电参数接收和用电负荷错峰控制转发功能;用电参数接收和用电负荷错峰控制装置与单片机连接,用于实现用电负荷错峰控制;0009电源模块,采用三端稳压块稳压,选用低温漂稳压二极管进行二级稳压;0010光纤通信模块,同电力系统04KV配网通信系统连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的光纤通讯子程序,通过光纤网实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;0011无线通信。

11、模块,同电力系统04KV配网通信系统连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的无线通讯子程序,通过无线网实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;0012电力载波模块及接口电路,通过I2C总线的时钟信号线SCL、数据线SDA与单片机说明书CN104077907A2/5页5连接,外围接口电路包括功率放大电路、滤波整形电路、谐振电路及二次滤波电路;功率放大电路是用来将载波芯片产生的载波调制信号进行功率放大后耦合到电力线上;载波功能被使能后,载波信号由输出口PSK_OUT输出,波形为05V变化的方波,包含丰富的谐波;0013故障报警模块,与单片机连接,采用声光报警,由发光二极管,扬。

12、声器及驱动电路组成,用于系统故障时实现声光报警;0014485通信模块,同智能电表通信接口连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的485通讯子程序,从智能电表中实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;0015看门狗电路,与单片机连接,用于防止系统受干扰而使程序丢失或走进死循环,造成系统死机,而加入的硬件电路,以保证系统的可靠性和稳定性;0016通信接收设定模块,与单片机连接,由两位设置开关组成;键值00为485通信接收模式用于同智能表通讯接收智能表中用电信息,键值01为无线通信接收模式,键值10为光纤通信接收模式,键值11为电力载波通信接收模式。0017进一步,该电能表用。

13、电信息参数转发装置安装于电能表内,IN1、IN2同第一电能表端子和第三电能表端子连接,OUT1、OUT2同第二电能表端子和第四电能表端子连接,485通信接口同智能电表接口连接,光纤通信接口同电力系统04KV配网通信系统连接,无线通信接口同电力系统04KV配网通信系统连接。0018进一步,该电能表用电信息参数转发装置通过光纤通信模块、无线通信模块、电力载波模块及接口电路、485通信模块、通信接收设定模块实现了多模式通信接收。0019本发明的另一目的在于提供一种电能表用电信息参数转发方法,该电能表用电信息参数转发的方法通过通信接收设定模块选择光纤通信模式、无线通信模式、电力载波模式、485通信模式。

14、之一,实时接收电力系统下发的用电信息,利用电力载波技术转发给电力用户侧的接收装置实现用电负荷的错峰控制。电能表通过加装电能表用电信息参数转发装置,利用该装置的通信接收设定模块选择光纤通信模式、无线通信模式、电力载波模式、485通信模式之一,通过电力04KV配网通信系统,实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息,利用电力载波技术转发给电力用户侧的接收装置实现用电负荷的错峰控制。0020进一步,多模式通信接收,采用电力载波通信转发。0021本发明提供的电能表用电信息参数转发的装置及方法,在原有电能表中加装电能表用电信息参数转发装置,通过通信接收设定模块确定光纤通信模式、无线通信模。

15、式、电力载波模式、485通信模式之一,实时接收电力系统下发的用电信息,利用电力载波技术转发给电力用户侧的接收装置实现用电负荷错峰控制。本发明使现装电能表能够用于接收电力系统下发的用电信息并转发给电力线载波用电参数接收和负荷错峰控制装置,使电力用户选择的用电设备控制方式,有利于保证电网削峰填谷的负荷错峰控制达到最佳状态。从而减少电网运行的峰谷负荷差,实现了节能降耗的目的。附图说明0022图1是本发明实施例提供的电能表的结构示意图;0023图中1、第一电能表端子;2、第二电能表端子;3、第三电能表端子;4、第四电能表说明书CN104077907A3/5页6端子;5、电能表显示屏;6、电能表用电信息。

16、参数转发装置;7、485通信接口;8、无线电通信接口;9、光纤通信接口;0024图2是本发明实施例提供的电能表用电信息参数转发的装置结构示意图;0025图中10、通信接收设定模块;11、485通信模块;12、单片机;13、光纤通信模块;14、无线通信模块;15、电力载波模块及接口电路;16、故障报警模块;17、看门狗电路;18、通信接收设定模块;19、电源模块;0026图3是本发明实施例提供的电力载波模块及接口电路图。0027图4是本发明实施例提供的电能表用电信息参数转发的方法流程图。0028图5是本发明实施例提供的电力载波通信的流程图。具体实施方式0029为了使本发明的目的、技术方案及优点更。

17、加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。0030下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。0031如图1所示,该装置安装于电能表内,装置的IN1、IN2同第一电能表端子1和第三电能表端子3连接,OUT1、OUT2同电能表端子第二电能表端子2、第四电能表端子4连接;485通信接口同智能电表通信接口连接,光纤通信接口同电力系统04KV配网通信系统连接,无线通信接口同电力系统04KV配网通信系统连接。0032如图2所示,是为电力系统需求侧管理提供的一种电能表用电信息参数转发装置。装置硬件包括单片机1。

18、2、电源模块19、光纤通信模块13、无线通信模块14、电力载波模块及接口电路15、故障报警模块16、485通信模块11、看门狗电路17和通信接收设定模块10组成;电源模块19采用三端稳压块稳压,选用低温漂稳压二极管进行二级稳压;故障报警模块16采用声光报警,由发光二极管,扬声器及驱动电路组成,当系统故障时,单片机12发出故障报警信号,将驱动LED发光二极管和扬声器实现声光报警。看门狗电路17是为了防止系统受干扰而使程序丢失或走进死循环,造成系统死机,而加入的硬件电路,以保证系统的可靠性和稳定性。本发明采用的X5045是一种集看门狗、电压监控和串行E2PROM三种功能于一体的可编程电路。通信接收。

19、设定模块由两位设置开关组成。键值00为485通信接收模式用于同智能表通讯接收智能表中用电信息,键值01为无线通信接收模式,键值10为光纤通信接收模式,键值11为电力载波通信接收模式;0033单片机,与电源模块、电力载波模块及接口电路、故障报警模块、通信模块、看门狗电路连接,用于编写完整的控制程序,实现电力线载波系统用电参数接收和用电负荷错峰控制转发功能;用电参数接收和用电负荷错峰控制装置与单片机连接,用于实现用电负荷错峰控制;0034电源模块,采用三端稳压块稳压,选用低温漂稳压二极管进行二级稳压;0035光纤通信模块,同电力系统04KV配网通信系统连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的光纤。

20、通讯子程序,通过光纤网实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;0036无线通信模块,同电力系统04KV配网通信系统连接,用于调用电能表用电信息说明书CN104077907A4/5页7参数转发装置的无线通讯子程序,通过无线网实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;0037电力载波模块及接口电路,通过I2C总线的时钟信号线SCL、数据线SDA与单片机连接,外围接口电路包括功率放大电路、滤波整形电路、谐振电路及二次滤波电路;功率放大电路是用来将载波芯片产生的载波调制信号进行功率放大后耦合到电力线上;载波功能被使能后,载波信号由输出口PSK_OUT输出,波形为0。

21、5V变化的方波,包含丰富的谐波;0038故障报警模块,与单片机连接,采用声光报警,由发光二极管,扬声器及驱动电路组成,用于系统故障时实现声光报警;0039485通信模块,同智能电表通信接口连接,用于调用电能表用电信息参数转发装置的485通讯子程序,从智能电表中实时接收电力系统根据负荷控制和需求侧管理制定的峰谷用电信息;0040看门狗电路,与单片机连接,用于防止系统受干扰而使程序丢失或走进死循环,造成系统死机,而加入的硬件电路,以保证系统的可靠性和稳定性;0041通信接收设定模块,与单片机连接,由两位设置开关组成;键值00为485通信接收模式用于同智能表通讯接收智能表中用电信息,键值01为无线通。

22、信接收模式,键值10为光纤通信接收模式,键值11为电力载波通信接收模式。0042如图3所示,是为装置提供电力载波通信功能的电力载波模块和接口电路。图中的IN1、IN2同电能表端子1、3连接,OUT1、OUT2同电能表端子2、4连接。在图3中载波芯片通过SCL、SDA与单片机连接,其外围接口电路包括功率放大电路、滤波整形电路、谐振电路及二次滤波电路。功率放大电路是用来将载波芯片产生的载波调制信号进行功率放大后耦合到电力线上。载波功能被使能后,载波信号由PSK_OUT输出,波形为05V变化的方波,包含丰富的谐波;经过推挽电路进行功率放大后,PSK_OUT点的方波信号被放大后经电感L1、电容C3完成。

23、整形滤波后,再通过耦合线圈T2耦合到低压电力线上,双向二极管D87起保护作用。电路中D3、D4起嵌位作用、吸收低压电力线上的尖峰干扰。在图3的接收回路中,R3在接收本地强发射信号时可以有效吸收衰减;电感L2、电容C6组成并联谐振回路,谐振以中心频率为120KHZ设计,完成对有效信号的带通滤波;良好的选频回路可以有效提高载波接收灵敏度。二极管D5、D6的作用是将接收信号的电位钳制在07V。接收信号经过电容C4后引入到芯片内部进行混频处理,SIGIN被内部上拉后平移到25V07V,以利于后续处理。在载波信号的后处理电路中,并联谐振后接收的载波信号经SIGIN脚进入芯片。由于陶瓷滤波器通频带只能在中。

24、频附近,所以芯片内部将接收到的120KHZ信号与内部的600KHZ本振信号进行混频,得到80KHZ中频带宽的差频信号。混频信号由FLTI脚输入到陶瓷滤波器的输入脚,陶瓷滤波器滤波后再送回芯片的FLTO脚进行内部限幅放大。然后由芯片内的硬件解扩电路进行有效数据的还原;数据解扩完成后将数据位锁存到数据管脚,同时产生同步信号HEAD;0043功率放大电路是用来将载波芯片产生的载波调制信号进行功率放大后耦合到电力线上。载波功能被使能后,载波信号由输出口PSK_OUT输出,波形为05V变化的方波,包含丰富的谐波;经过推挽电路进行功率放大后,输出口PSK_OUT点的方波信号被放大,电路中D3、D4起嵌位作。

25、用、吸收低压电力线上的尖峰干扰。载波发射功率的大小与VHH电源幅值的高低、电源电流提供能力密切相关,一定范围内提高电源幅值、增大电源功率,可以有说明书CN104077907A5/5页8效加大发射功率、从而延长通信距离。由于放大后的信号波形富含谐波,为减少对电网的谐波污染,需进行滤波整形。电路中电感L1、电容C3完成整形滤波后,再通过耦合线圈T2耦合到低压电力线上,双向二极管D87起保护作用。0044如图4所示,本发明的电能表用电信息参数转发的方法流程图;通过通信接收设定模块的模式控制字确定电能表用电信息参数转发装置的接收方式,调用相应的通信子程序将电力系统用电信息接收存储后,调用电力载波通信服。

26、务子程序将用电信息转发给电力用户侧装置,控制用电负荷启停参数,从而调节峰谷用电量,实现用电需求侧管理控制。整体功能通过主程序、光纤通讯子程序、无线通讯子程序、485通讯子程序、电力载波通信服务子程序等配合实现。0045如图5所示是系统的电力载波通信临床程序;判断载波通信中断要求。当电力载波通信处于接收状态时,载波通信控制单元解扩出1BIT数据后,产生一次中断。接收时首先采用16BITS接收窗口、1BIT滑动方式来接收通信的同步帧头0X09、0XAF,帧头接收成功后,后续数据按每8BITS一个字节的方式进行截取,得到传送的有效数据;接收过程中,按有关的通信协议进行地址判别、长度接收、校验计算。地。

27、址相同的模块对符合通信协议的数据进行应答,后转入发送态。当载波通信处于发送态时。用于载波通信的主叫方发出命令、或接收方的应答。载波通信控制单元发送完1BIT的扩频数据后,自动产生一次中断,允许下1BIT数据发送。根据捕获和同步过程需要,首先发送至少40BITS的全“1”;然后按比特发送同步帧头0X09、0XAF;之后根据用户的有关通信协议按比特发送通信地址、数据长度、数据体、校验等字节。数据全部发送完成后,载波模块即可转入接收态。但为确保待发送数据的最后一个比特发送成功,必须在发送完最后1BIT数据后等到下一次发送中断到来后,才可以转换载波发送态到接收态。载波发送未将全部数据发送完成前,CPU。

28、必须及时向PLM_RST寄存器写入“A2H”,使计数器复位,避免自动复位提前进入载波接收态。0046本发明的有益结果是提供了电能表用电信息转发装置。使现装电能表能够用于接收电力系统下发的用电信息并转发给电力线载波用电参数接收和负荷错峰控制装置,使电力用户选择的用电设备错峰控制方式,有利于保证电网削峰填谷的负荷错峰控制达到最佳状态。从而减少电网运行的峰谷负荷差,实现了节能降耗的目的。0047以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN104077907A1/4页9图1图2说明书附图CN104077907A2/4页10图3说明书附图CN104077907A103/4页11图4说明书附图CN104077907A114/4页12图5说明书附图CN104077907A12。

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