一体化智能电能表及电力计量与控制保护系统的制作方法

文档序号:12618712阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一体化智能电能表,其特征在于,包括:

计量检测模块、线路保护模块、主控模块和电源模块;

所述计量检测模块包括分别连接所述主控模块的电量检测单元、计量单元、时钟单元、人机交互单元;所述电量检测单元用于检测电流、电压模拟信号并经A/D转换为数字信号;所述计量单元用于测量电路功率及能量参数;所述时钟单元用于提供高精度时间信息,以及输出时钟脉冲信号;所述人机交互单元包括用于显示电能表工作状态、计量数据、时钟信息及通信连接信息的显示单元,以及用于信息输入的操作单元;

所述线路保护模块用于根据所述主控模块的指令进行自动分闸、合闸操作;

所述主控模块包括中央处理器单元、存储单元和通信单元;所述中央处理器单元用于处理所述计量检测模块的测量数据,控制所述线路保护模块进行分、合闸操作,以及通过所述通信单元与外部设备或远程终端进行信息交互;所述存储单元用于存储所述中央处理器单元处理的电量信息及配置或交互信息;所述通信单元用于所述主控模块与外部终端之间的数据交互。

2.如权利要求1所述的一体化智能电能表,其特征在于,所述线路保护模块包括接线单元、开关单元、过零检测单元及状态检测单元,所述接线单元用于电力线路的接入,所述开关单元用于完成自动分、合闸操作,所述过零检测单元用于检测电压、电流过零点,所述状态检测单元用于检测分/合闸机构的工作状态,并在检测到异常状态时将报警信息发送给所述主控模块。

3.如权利要求1所述的一体化智能电能表,其特征在于,所述计量单元测量的电路参数包括电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、谐波、有功能量及无功能量,并提供独立的有功功率和有效值、电压电流有效值、线频率及过零中断。

4.如权利要求1所述的一体化智能电能表,其特征在于,所述存储单元为FLASH、EPPROM或铁电存储芯片中的一种。

5.如权利要求1所述的一体化智能电能表,其特征在于,所述显示单元包括自发光显示屏、操作按键和指示灯。

6.如权利要求1所述的一体化智能电能表,其特征在于,所述时钟单元为支持总线的低功耗、高精度时钟芯片,且内置温度补偿晶振。

7.如权利要求2所述的一体化智能电能表,其特征在于,所述开关单元包括分/合闸电源和分/合闸机构,所述分/合闸机构为由电机带动的动触点与静触点接触或者电磁吸合动触点与静触点接触或者电源激励永磁体吸合动触点与静触点接触或者SCR/IGBT/MOSFET/GTR半导体器件中的至少任意一种。

8.如权利要求7所述的一体化智能电能表,其特征在于,所述过零检测单元用于检测电压、电流过零点,且所述开关单元在电压为零时合闸,在电流为零时分闸。

9.如权利要求1-8任一项所述的一体化智能电能表,其特征在于,所述通信单元采用RS-232、RS-485、红外IR传输、TCP/IP以太网通信、wifi无线通信、Zigbee无线通信、Z-Wave无线通信中的一种或几种。

10.如权利要求1-8任一项所述的一体化智能电能表,其特征在于,所述通信单元采用电力线通信。

11.如权利要求10所述的一体化智能电能表,其特征在于,所述通信单元包括电力线载波发送模块和接收模块。

12.如权利要求9-11任一项所述的一体化智能电能表,其特征在于:所述通信单元和中央处理器单元之间设有加密单元。

13.如权利要求12所述的一体化智能电能表,其特征在于:所述加密单元包括对称加密单元和非对称加密单元,所述对称加密单元使用对称密钥组加密所述通信单元发送的数据,所述非对称加密单元用于根据固件信息或外部即时数据产生所述对称密钥组。

14.一种电力计量与控制保护系统,其特征在于:包括至少一个如权利要求1-13任一项所述的智能电能表,以及汇接模块、远程终端和客户端,所述电能表通过所述通信单元与所述汇接模块通信,所述汇接模块通过有线或无线网络与所述远程终端进行数据交互,所述远程终端通过有线或无线网络与所述客户端进行数据交互;

所述智能电能表与所述汇接模块通信的内容包括电能表状态信息、通讯状态信息、用电账户实时用电量信息、电能质量信息、用电异常信息、电能表在线通讯状态信息、电能表操作日志信息、分/合闸指令信息及报警信息;

所述远程终端用于监测、存储及管理用户数据,生成并执行节能用电方案,以及分析用户数据,生成优化供电方案;

所述客户端用于用户与系统进行交互,包括查询用电信息、管理绑定用户、控制线路保护模块进行分/合闸操作,以及生成或选择节能用电方案。

15.如权利要求14所述的电力计量与控制保护系统,其特征在于:所述智能电能表上的通信单元与所述汇接模块之间的通信方式为电力线载波通信。

16.如权利要求15所述的电力计量与控制保护系统,其特征在于:所述通信单元与汇接模块之间的通信信道在授权频率内分成多个独立的正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,各子载波并行传输数据。

17.如权利要求14所述的电力计量与控制保护系统,其特征在于:所述汇接模块与远程终端之间的通信网络包括电力线载波通信网络、光纤网络、同轴电缆网络、公众互联网和无线通信网络。

18.如权利要求14-17任一项所述的电力计量与控制保护系统,其特征在于:所述远程终端为云计算网络中心,所述云计算网络中心包括服务器和硬件隔离装置;所述服务器包括数据存储服务器、弹性计算服务器、数据分析服务器和实时控制服务器;所述服务器和硬件隔离装置连接于数据总线上,所述硬件隔离装置与数据存储服务器、弹性计算服务器、数据分析服务器和实施控制服务器一一对应。

19.如权利要求18所述的电力计量与控制保护系统,其特征在于:所述客户端为PC终端或移动终端,通过安装于所述PC终端上的应用程序或者移动终端上的APP访问所述云计算网络中心。

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