一种计量箱表前开关装置及计量箱的制作方法

1.本发明属于电能计量技术领域，具体涉及一种计量箱表前开关装置及计量箱。


背景技术：

2.我国电能计量领域已实现智能电能表全覆盖，智能电能表是智能电网的终端，除了具备传统电能表基本电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用它还具有计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模型的双向数据通信功能等智能化的功能。
3.现有的计量箱中设置有多个电能表，可实现对一栋楼以及该栋楼里的各个用户实现电能的计量。该计量箱还包括设置在每个电能表与用户之间的各供电支路上的表后开关，以对各个用户的供电与否进行控制，以及一个表前开关，这个表前开关设置在供电干路上，以对该栋的整体供电与否进行控制。
4.通常情况下，各个电能表均有通信模块，能够与台区终端进行数据交互，将自身采集的计量数据上送给台区终端，供台区终端进行数据分析、计算，以使台区终端依据各个电能表的海量数据进行分析、计算、处理，得到整个台区的用电量信息、台区中各个小区的用电量信息、各个小区中各个用户的用电量信息、各个电能表的计量误差、台区窃电情况等各种信息，这无疑使得台区终端的处理压力极大，对台区终端的计算速度和能力有较高要求，从而使得控制指令下发不及时。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种计量箱表前开关装置及计量箱，用以解决现有技术中将所有数据均上送至台区终端处理造成的台区终端处理压力大的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明的技术方案和有益效果为：
7.本发明的一种计量箱表前开关装置，包括表前处理模块、边缘计算模块、第一通信模块、第二通信模块和表前通断电执行模块；所述表前处理模块控制连接所述表前通断电执行模块，使表前通断电执行模块执行表前处理模块所发指令以控制供电干路的通断；还获取供电干路的总电能数据，将获取的计量箱的总电能数据发送给边缘计算模块，并接收边缘计算模块返回的计算分析结果；还通过第一通信模块用于与台区终端相连，以在计算分析结果为异常时进行上送；所述边缘计算模块通过第二通信模块用于与各电能表通信连接，以获取各电能表采集的分电能数据，并与总电能数据进行比对，以计算各电能表的计量误差和对反窃电进行分析，将计算分析结果返回给表前处理模块。
8.本发明的一种计量箱，包括计量箱表前开关装置、至少一个电能表和与电能表对应的计量箱表后开关装置，所述计量箱表前开关装置包括表前处理模块、边缘计算模块、第一通信模块、第二通信模块、第三通信模块和表前通断电执行模块；所述计量箱表后开关装置包括表后处理模块、第四通信模块和表后通断电执行模块；所述表前处理模块控制连接所述表前通断电执行模块，使表前通断电执行模块执行表前处理模块所发指令以控制供电干路的通断；还获取供电干路的总电能数据，将获取的计量箱的总电能数据发送给边缘计
算模块，并接收边缘计算模块返回的计算分析结果；还通过第一通信模块用于与台区终端相连，以在计算分析结果为异常时进行上送；还通过所述第三通信模块用于与各表后开关装置的第四通信模块通信连接；所述边缘计算模块通过第二通信模块用于与各电能表通信连接，以获取各电能表采集的分电能数据，并与总电能数据进行比对，以计算各电能表的计量误差和对反窃电进行分析，将计算分析结果返回给表前处理模块；所述表后处理模块与第四通信模块相连，以与计量箱表前开关装置进行数据交互；还控制连接所述表后通断电执行模块，使表后通断电执行模块执行表后处理模块所发指令以控制供电支路的通断。
9.其有益效果：本发明在计量箱表前开关装置中设置有边缘计算模块，该边缘计算模块可将表前处理模块获取的总电能数据与各个电能表上送的各分电能数据进行比较，以计算各电能表的计量误差和对反窃电进行分析，得到计算分析结果，并在计算分析结果异常时才上送给台区终端。本发明将对各电能表的计量误差计算以及反窃电分析放置在计量箱的表前开关装置中进行分析计算处理，即进行就地化处理，为电能表精准替换提供支撑，可以大量减轻台区终端的处理压力，使台区终端的功耗降低，保证了台区终端的处理速度。
10.作为开关装置的进一步改进，该装置还包括第三通信模块，表前处理模块通过所述第三通信模块用于与各表后开关装置通信连接，以获取各表后开关装置中的表后通断电执行模块的执行通断电情况。
11.作为开关装置的进一步改进，所述表前处理模块还获取表前通断电执行模块的执行通断电情况，并依据表前通断电执行模块和各表后通断电执行模块的执行通断电情况，判断是否有异常情况，在异常时以通过第二通信模块将异常情况上送至台区终端。
12.作为开关装置的进一步改进，所述第一通信模块为载波通信模块。
13.作为开关装置的进一步改进，所述第二通信模块为rs-485模块。
14.作为开关装置的进一步改进，所述第三通信模块为蓝牙模块。
15.作为计量箱的进一步改进，所述表前处理模块还通过所述第三通信模块用于与各表后开关装置的第四通信模块通信连接以获取各表后开关装置中的表后通断电执行模块的执行通断电情况。
16.作为计量箱的进一步改进，所述表前处理模块还获取表前通断电执行模块的执行通断电情况，并依据表前通断电执行模块和各表后通断电执行模块的执行通断电情况，判断是否有异常情况，在异常时以通过第二通信模块将异常情况上送至台区终端。
17.作为计量箱的进一步改进，所述第一通信模块为载波通信模块，所述第二通信模块为rs-485模块，所述第三通信模块为蓝牙模块，第四通信模块为蓝牙模块。
附图说明
18.图1是本发明的计量箱内部的整体连接示意图；
19.图2是本发明的计量箱的内部结构连接示意图；
20.图3是本发明的计量箱的得到计算分析结果的流程图；
21.图4是本发明的计量箱的判断状态感知的流程图。
具体实施方式
22.计量箱实施例：
23.该实施例提供了一种计量箱，如图1所示，该计量箱包括表前开关装置、两个电能表和两个表后开关装置，具体的电能表和表后开关装置的个数根据需求设置。表前开关装置和表后开关装置通信连接以实现数据交互，而且，表前开关装置还可与电能表通信连接以实现数据交互。
24.如图2所示，表前开关装置包括表前处理模块、表前通断电执行模块、边缘计算模块、第一通信模块(图2中为hplc模块)、第二通信模块(图2中为rs-485模块)和第三通信模块(图2中为蓝牙模块)。
25.表前处理模块为cpu模块，主要完成交流交流模拟量采集、电能量计算、开关状态感知、控制命令下发等功能，与hplc模块、rs-485模块、表前通断电执行模块、边缘计算模块有信息交互。
26.hplc模块主要完成表前处理模块与台区终端的数据交互，将计量箱的开关装置、计算分析结果(电能表误差计算及窃电分析结果)通过hplc方式上送至台区终端。
27.rs-485模块主要实现边缘计算模块与各电能表的数据交互，将各电能采集的分电能数据(包括电量、电流、电压等数据)传输给边缘计算模块。
28.边缘计算模块与表前处理模块和rs-485模块相连，从表前处理模块获取供电干路的总电能数据(包括电量、电流、电压等数据)，从rs-485模块获取各个电能表检测得到的分电能数据，通过对比总电能数据及各分电能数据，完成电能表的误差计算以及窃电分析，得到计算分析结果，并将该计算分析结果返回给表前处理模块。具体如何计算分析为现有技术，这里不再赘述。
29.表前通断电执行模块与表前处理模块相连，以根据表前处理模块的控制指令实现传统开关通断电功能，同时可将当前总开关状态(即表前通断电执行模块的执行通断电情况)上送至表前处理模块。
30.蓝牙模块实现表前开关装置与表后开关装置的数据交互，以将表后开关装置的分开关状态(即表后通断电执行模块的执行通断电情况)上送至表前处理模块，供表前处理模块依据总开关状态和分开关状态判断是否有异常，以完成开关状态感知。
31.如图2所示，表后开关装置包括表后处理模块、第四通信模块(图2中为蓝牙模块)和表后通断电执行模块。
32.表后处理模块与蓝牙模块、表后通断电执行模块均相连，主要实现表后开关状态感知、控制命令下发等功能。蓝牙模块主要实现表后处理模块与表前开关装置中表前处理模块的通信，以将分开关状态上送至表前处理模块。表后通断电执行模块主要执行表后处理模块下发的通断电控制命令，并将当前的分开关状态上送至表后处理模块。
33.下面上述计量装置能够实现的功能进行进一步说明，包括电能表的计量误差检测与反窃电分析功能、以及开关状态感知功能。
34.如图3所示，各个电能表将采集的分电能数据通过表前开关装置的rs-485模块上送至边缘计算模块，同时表前开关装置的表前处理模块将总电能数据也发送给边缘计算模块，边缘计算模块采用现有的算法(可为人工智能算法)进行电能表的计算误差监测与反窃电分析，若发现电能表的计量误差异常或窃电行为，立即将该信息发送表前处理模块，表前处理模块通过hplc模块上送至台区终端。该功能能够实现电能表计量误差在线监测，为电能表精准替换提供支撑。
35.如图4所示，表前开关装置中的表前通断电执行模块将自身的总开关状态发送给表前开关装置中的表前处理模块，同时，表后开关装置中的表后通断电执行模块也将自身的分开关状态发送给表后开关装置中的表后处理模块，表后处理模块将该信息通过蓝牙模块发送给表前开关装置中的表前处理模块，表前处理模块依据总开关状态及各分开关状态，判断是否有异常情况，若有异常情况，则将该异常情况通过hplc模块上送至台区终端。该功能可实现计量箱开关状态全感知，能够有效降低由于开关跳闸引起的客户投诉。
36.表前开关装置实施例：
37.该实施例提供了一种表前开关装置，该装置即为计量箱实施例中的表前开关装置，在计量箱实施例中对该装置的介绍已足够清楚，这里不再赘述。
38.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。