一种新型居民客户智能用电管理终端的制作方法

本发明涉及智能电表管理技术领域，具体地说是一种新型居民客户智能用电管理终端。

背景技术：

近年来，各供电公司加大智能电能表的推广应用，智能电能表覆盖率达到了99％以上。智能电能表具有强大的功能和丰富的用电数据，由于电能表安装在客户室外(如单元楼道、配电间、地下室等位置)，均在客户不容易观察到的地方，因而智能电能表的这些功能和数据，没用被用来规范客户的日常用电行为及指导客户进行安全和合理的用电，智能电能表的功能没有被充分应用。

例如智能电能表的日用电量数据。济南供电公司居民客户是两个月缴纳一次电费，对应的是上两个月的用电量(如9月份缴纳的是7、8月的用电量)，在夏秋、冬春季节交替时，客户往往会感觉电费高，怀疑电能表跑快而进行申请校表，对自己上两个月每天的用电设备使用情况(比如空调等)却没有太多印象。如果客户能够了解自己每天的用电量，这种申请校表的情况将会大大减少，从而减轻供电部门现场校表的工作量

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种新型居民客户智能用电管理终端，用于解决现有的智能电表没用被用来规范客户的日常用电行为及指导客户进行安全和合理的用电的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种新型居民客户智能用电管理终端，用于与智能电表相连，采集智能电表的信息，进行用电管理，其特征是，终端为方形立体结构，在终端的正面设置有显示区和设置区，在终端内部设置有处理器，在终端的一侧插拔安装有通信模块；所述的显示区包括用于显示用电量、文字报警提示和实时用电状态的显示屏和灯光报警提示的报警灯，所述的设置区包括用于进行设置、查询操作的按键和用于接外部存储的外部存储接口；所述的显示屏、报警灯、外部存储接口和按键与处理器相连，处理器通过通信模块与智能电表相连；所述的处理器包括一种新型居民客户智能用电管理系统。

进一步地，所述的通信模块与智能电表通过OFDM载波进行通讯；所述的按键包括用于解除灯光报警提示的报警解除键，和用于设置参数时输入相应数值的数字键，和用于参数设置时移动光标或选择参数可选项的“↑、↓、←、→”键，和用于对输入或选择的参数进行确认或取消的“确认”键和“取消”键，和用于进入参数显示界面、实时用电量显示界面、日电量显示界面、月电量显示界面和年电量显示界面的参数键、实时键、日电量键、月电量键和年电量键，和用于进行翻页显示的“︽”键和“︾”键，和用于删除所有用电量数据、所有参数恢复至默认值的初始化键。

进一步地，所述的参数包括智能电表的485地址、抄表周期、电价、日期、时间、阶梯电量方式、第1阶梯电量、第2阶梯电量、1阶梯电价、2阶梯电价、3阶梯电价、过电压报警值、欠电压报警值、过电流报警值、漏电流报警值、1阶梯电量报警值、2阶梯电量报警值；

所述的实时用电状态包括实时电压、实时电流、实时功率、电量、电费估算；所述的日电量显示包括历史日用电量情况及相应的电费估算，月电量显示包括历史月用电量情况及相应的电费估算，年电量显示包括历史年用电量情况及相应的电费估算。

进一步地，所述的漏电流报警值只在单相电能表中设置，在三相电能表中不做设置；

所述的阶梯电量方式包括年阶梯、月阶梯和无阶梯；当为年阶梯时，第1阶梯电量设置为2520KW/H，第1阶梯电量报警值设为600KW/H，第2阶梯电量设置为4800KW/H，第2阶梯电量报警值设为1000KW/H；当为月阶梯时，第1阶梯电量设置为210KW/H，第1阶梯电量报警值设为60KW/H，第2阶梯电量设置为400KW/H，第2阶梯电量报警值设为100KW/H；当为无阶梯时，第1阶梯电量、第1阶梯电量报警值、第2阶梯电量、第2阶梯电量报警值均不可设；

所述的电价包括1阶梯电价、2阶梯电价和3阶梯电价，当阶梯电量方式为无阶梯时，2阶梯电价和3阶梯电价不设置；

过电压报警值为250V，欠电压报警值为190V，过电流报警值为30A，漏电流报警值为0.5A。

进一步地，所述的一种新型居民客户智能用电管理系统包括用于监测当前电压、电流、功率用电状况以及预算将要支出电费的用电状况监测模块；和，

当用电出现异常情况时及时报警，并指导安全合理用电的用电报警模块；和，

对电费进行计算，当电费余额不足或欠费时，将供电公司的催费信息及时通知的电费计算、缴纳提醒模块；和，

用于将电能表的时间与管理终端的时间相同步的时钟同步模块；和，

将近期用电量情况、报警信息进行显示的展示模块。

进一步地，所述的用电状况包括三相电表的三相数据、单相电表的单相数据、当前电能表示值、本月用电量、上月用电量、本年用电量、1阶梯剩余电量、2阶梯剩余电量、日用电量、月用电量、年用电量、电表累积总/谷；

所述当前电能表示值显示电能表当前组合有功电量示值，仅显示总、谷；

所述的电表累积总/谷，指自电能表安装时起至当天天零点，电能表当天零点时的日冻结正向有功总(谷)电量示值；

截止当天零时，本月用电量的计算方式为：

a)本月无电能表更换，即电能表的RS485地址未变更时：

本月用电量总＝当天零点的日冻结正向有功总电量示值-本月1日零点的日冻结正向有功总电量示值；

本月用电量谷＝当天零点的日冻结正向有功谷电量示值-本月1日零点的日冻结正向有功谷电量示值；

b)本月有电能表更换，即电能表的RS485地址发生变更时：

本月用电量＝旧表电量+新表电量；

旧表总电量＝换表日零点的日冻结正向有功总电量示值-本月1日零点的日冻结正向有功总电量示值；

旧表谷电量＝换表日零点的日冻结正向有功谷电量示值-本月1日零点的日冻结正向有功谷电量示值；

新表总电量＝当天零点的日冻结正向有功总电量示值-0；

新表谷电量＝当天零点的日冻结正向有功谷电量示值-0；

c)日冻结电量未抄读成功时：

如果本月1日零点的日冻结电量未抄读成功，则用本月最早抄读到的日冻结电量计算；如果当天零点的日冻结电量未抄读成功，则用当天最早抄读到的当前电能表表码计算；

截止当天零点，本年用电量的计算方式：

本年用电量等于本年度1月至本月当前日的月累计用电量之和；

所述的1阶梯剩余电量，是指第1阶梯剩余可用的电量，按总电量计算，计算方式如下：

a)执行“年阶梯”时：

1阶梯剩余电量＝第1阶梯电量-本年用电量；(本年用电量≥第1阶梯电量时，1阶梯剩余电量＝0)

b)执行“月阶梯”时：

1阶梯剩余电量＝第1阶梯电量-本月用电量；(本月用电量≥第1阶梯电量时，1阶梯剩余电量＝0)

c)“无阶梯”时，则不做计算；

所述的2阶梯剩余电量，是指第2阶梯剩余可用的电量，按总电量计算，计算方式如下：

a)执行“年阶梯”且“本年用电量≤第1阶梯电量”时：

2阶梯剩余电量＝第2阶梯电量-第1阶梯电量；

b)执行“年阶梯”且“本年用电量＞第1阶梯电量”时：

2阶梯剩余电量＝第2阶梯电量-本年用电量；(本年用电量≥第2阶梯电量时，2阶梯剩余电量＝0)

c)执行“月阶梯”且“本月用电量≤第1阶梯电量”时：

2阶梯剩余电量＝第2阶梯电量-第1阶梯电量；

d)执行“月阶梯”且“本月用电量＞第1阶梯电量”时：

2阶梯剩余电量＝第2阶梯电量-本月用电量；(本月用电量≥第2阶梯电量时，2阶梯剩余电量＝0)

e)“无阶梯”时，则不做计算；

所述的日用电量为当天零点的日冻结电量示值，即，当天日用电量的起码，也是昨天日用电量的止码；

所述的月用电量为当月1日零点的日冻结电量示值，即，当月月用电量的起码，也是上一个月月用电量的止码；

所述的年用电量显示近8年的年用电量；

所述三相电表的三相数据包括三相电压、三相电流和三相有功功率；

所述单相电表的单相数据包括单相电压、火线电流、零线电流和单相有功功率。

进一步地，所述的日冻结电量抄度的步骤具体包括：

步骤1)、每日零点5分读取电能表内的上一次日冻结电量；

步骤2)、管理终端判断读取到的日冻结电量时标与管理终端当前日期是否一致；如果一致，则保存数据，当天不再读取电能表内的日冻结电量，否则，执行步骤3)操作；

步骤3)、不保存数据，下一周期抄表时，读取电能表内的上一次日冻结电量。

进一步地，用电报警包括漏电流报警、过电流报警、过电压报警、欠电压报警、阶梯电量报警和电费报警；

所述的漏电流报警只对单相电能表进行报警，对三相电表不报警；所述的阶梯电量报警包括第1阶梯电量报警和第2阶梯电量报警，当“第1阶梯剩余电量”大于零且小于设定的“第1阶梯电量报警值”时，终端发出报警信息，提醒客户注意节约用电；当“第2阶梯剩余电量”大于零且小于设定的“第2阶梯电量报警值”时，终端发出报警信息，提醒客户注意节约用电；

当电压值超过250V，则进行过电压报警，当电压小于190V，则进行欠电压报警，当电流大于30A，则进行过电流报警，当火线电流与零线电流的差值大于0.5A，则进行漏电流报警；

所述用电报警模块的报警方式包括进行文字显示的文字报警和通过报警灯报警的灯光报警；当出现报警情况时，报警灯频闪，并进行文字显示，如有多项报警情况，则文字进行滚动显示。

进一步地，电费计算、缴纳提醒模块计算电费的方法为：

本月电费的计算方式如下：

1)、执行“年阶梯”时：

a)截止当天零点，当“本年用电量≤第1阶梯电量”时：

本月电费＝本月用电量×1阶梯电价；

b)当“第1阶梯电量＜本年用电量≤第2阶梯电量”时：

b1)：截止上一个月的月电量，本年用电量≤第1阶梯电量：

本月电费＝本月未超过第1阶梯的部分电量×1阶梯电价+本月超过第1阶梯的部分电量×2阶梯电价；

b2)：截止上一个月的月电量，本年用电量＞第1阶梯电量：

本月电费＝本月用电量×2阶梯电价；

c)当“本年用电量＞第2阶梯电量”时：

c1)：截止上一个月的月电量，本年用电量≤第2阶梯电量：

本月电费＝本月未超过第2阶梯的部分电量×2阶梯电价+本月超过第2阶梯的部分电量×3阶梯电价；

c2)：截止上1月电量，本年用电量＞第2阶梯电量：

本月电费＝本月用电量×3阶梯电价。

进一步地，所述的时钟同步模块在每个月定期与电能表进行一次时钟同步，时钟同步模块同步时间的最小单位是“日”。

本发明的有益效果是：本发明将智能电能表的数据实时展现给客户，向客户提供安全、节能、科学、合理的用电行为指导，成为客户用电的智能管家，主要实现以下功能：

(1)用电状况监测。让客户了解当前的电压、电流、功率等用电状况以及预算将要支出的电费。

(2)历史用电量展示。让客户了解近期的日、月、年用电量情况。

(3)异常用电报警。当客户用电出现异常情况时及时进行报警，指导客户安全、合理用电。报警信息包括电压偏高、电压偏低、负荷过高、漏电等。

(4)阶梯电量报警。当客户的累计用电量接近阶梯电量值时，报警提示客户注意节约用电，从而减少电费支出。

(5)电费缴纳提醒。当客户电费(电量)余额不足或欠费时，将供电公司的催费信息(在电能表中显示为“请购电”提示)及时通知到用电客户。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的模块结构连接图；

图3为本发明日冻结电量抄读流程图；

图中：1、显示屏，2、报警灯，3、通信模块，4、外部存储接口。

具体实施方式

一种新型居民客户智能用电管理终端，用于与智能电表相连，采集智能电表的信息，进行用电管理。如图1所示，终端为方形立体结构，在终端的正面设置有显示区和设置区，在终端内部设置有处理器，在终端的一侧插拔安装有通信模块3，通信模块采用插拨式安装，便于更换以保持与智能电能表模块相适应；显示区包括用于显示用电量、文字报警提示和实时用电状态的显示屏1和灯光报警提示的报警灯2，设置区包括用于进行设置、查询操作的按键和用于接外部存储的外部存储接口4。

如图2所示，显示屏1、报警灯2、外部存储接口4和按键与处理器相连，处理器通过通信模块3与智能电表相连。

通信模块与智能电表通过OFDM载波进行通讯；按键包括用于解除灯光报警提示的报警解除键，和用于设置参数时输入相应数值的数字键，和用于参数设置时移动光标或选择参数可选项的“↑、↓、←、→”键，和用于对输入或选择的参数进行确认或取消的“确认”键和“取消”键，和用于进入参数显示界面、实时用电量显示界面、日电量显示界面、月电量显示界面和年电量显示界面的参数键、实时键、日电量键、月电量键和年电量键，和用于进行翻页显示的“︽”键和“︾”键，和用于删除所有用电量数据、所有参数恢复至默认值的初始化键。

如表1所示，参数包括智能电表的485地址、抄表周期、电价、日期、时间、阶梯电量方式、第1阶梯电量、第2阶梯电量、1阶梯电价、2阶梯电价、3阶梯电价、过电压报警值、欠电压报警值、过电流报警值、漏电流报警值、1阶梯电量报警值、2阶梯电量报警值；阶梯电量方式包括年阶梯、月阶梯和无阶梯；当为年阶梯时，第1阶梯电量设置为2520KW/H，第1阶梯电量报警值设为600KW/H，第2阶梯电量设置为4800KW/H，第2阶梯电量报警值设为1000KW/H；当为月阶梯时，第1阶梯电量设置为210KW/H，第1阶梯电量报警值设为60KW/H，第2阶梯电量设置为400KW/H，第2阶梯电量报警值设为100KW/H；当为无阶梯时，第1阶梯电量、第1阶梯电量报警值、第2阶梯电量、第2阶梯电量报警值均不可设；过电压报警值为250V，欠电压报警值为190V，过电流报警值为30A，漏电流报警值为0.5A，对于单相电能表来说，理论上漏电流应为零，即火线电流与零线电流相等，考虑到火线、零线的电流测量元件存在误差，因此设定一个限值，超过此限值时，即可认为客户的用电设备或线路存在漏电情况，终端发出报警信息，提醒客户检查用电设备及线路，确保用电安全，对于三相电能表来说，三相电能表中不存在零线电流，因此不做此项判断。

表1

如表2所示，实时用电状态包括实时电压、实时电流、实时功率、电量、电费估算；日电量显示包括历史日用电量情况及相应的电费估算，月电量显示包括历史月用电量情况及相应的电费估算，年电量显示包括历史年用电量情况及相应的电费估算。

表2

电价包括1阶梯电价、2阶梯电价和3阶梯电价，当阶梯电量方式为无阶梯时，2阶梯电价和3阶梯电价不设置；

处理器包括一种新型居民客户智能用电管理系统。

一种新型居民客户智能用电管理系统包括用于监测当前电压、电流、功率用电状况以及预算将要支出电费的用电状况监测模块；和，

当用电出现异常情况时及时报警，并指导安全合理用电的用电报警模块；和，

对电费进行计算，当电费余额不足或欠费时，将供电公司的催费信息及时通知的电费计算、缴纳提醒模块；和，

用于将电能表的时间与管理终端的时间相同步的时钟同步模块；和，

将近期用电量情况、报警信息进行显示的展示模块。

用电状况包括三相电表的三相数据、单相电表的单相数据、当前电能表示值、本月用电量、上月用电量、本年用电量、1阶梯剩余电量、2阶梯剩余电量、日用电量、月用电量、年用电量、电表累积总/谷；

当前电能表示值显示电能表当前组合有功电量示值，仅显示总、谷；

电表累积总/谷，指自电能表安装时起至当天零点，电能表当天零点时的日冻结正向有功总(谷)电量示值；

截止当天零时，本月用电量的计算方式为：

a)本月无电能表更换，即电能表的RS485地址未变更时：

本月用电量总＝当天零点的日冻结正向有功总电量示值-本月1日零点的日冻结正向有功总电量示值；

本月用电量谷＝当天零点的日冻结正向有功谷电量示值-本月1日零点的日冻结正向有功谷电量示值；

b)本月有电能表更换，即电能表的RS485地址发生变更时：

本月用电量＝旧表电量+新表电量；

旧表总电量＝换表日零点的日冻结正向有功总电量示值-本月1日零点的日冻结正向有功总电量示值；

旧表谷电量＝换表日零点的日冻结正向有功谷电量示值-本月1日零点的日冻结正向有功谷电量示值；

新表总电量＝当天零点的日冻结正向有功总电量示值-0；

新表谷电量＝当天零点的日冻结正向有功谷电量示值-0；

c)日冻结电量未抄读成功时：

如果本月1日零点的日冻结电量未抄读成功，则用本月最早抄读到的日冻结电量计算；如果当天零点的日冻结电量未抄读成功，则用当天最早抄读到的当前电能表表码计算；

截止当天零点，本年用电量的计算方式：

本年用电量等于本年度1月至本月当前日的月累计用电量之和；

1阶梯剩余电量，是指第1阶梯剩余可用的电量，按总电量计算，计算方式如下：

a)执行“年阶梯”时：

1阶梯剩余电量＝第1阶梯电量-本年用电量；(本年用电量≥第1阶梯电量时，1阶梯剩余电量＝0)

b)执行“月阶梯”时：

1阶梯剩余电量＝第1阶梯电量-本月用电量；(本月用电量≥第1阶梯电量时，1阶梯剩余电量＝0)

c)“无阶梯”时，则不做计算；

2阶梯剩余电量，是指第2阶梯剩余可用的电量，按总电量计算，计算方式如下：

a)执行“年阶梯”且“本年用电量≤第1阶梯电量”时：

2阶梯剩余电量＝第2阶梯电量-第1阶梯电量；

b)执行“年阶梯”且“本年用电量＞第1阶梯电量”时：

2阶梯剩余电量＝第2阶梯电量-本年用电量；(本年用电量≥第2阶梯电量时，2阶梯剩余电量＝0)

c)执行“月阶梯”且“本月用电量≤第1阶梯电量”时：

2阶梯剩余电量＝第2阶梯电量-第1阶梯电量；

d)执行“月阶梯”且“本月用电量＞第1阶梯电量”时：

2阶梯剩余电量＝第2阶梯电量-本月用电量；(本月用电量≥第2阶梯电量时，2阶梯剩余电量＝0)

e)“无阶梯”时，则不做计算；

如表3所示，日用电量为当天零点的日冻结电量示值，即，当天日用电量的起码，也是昨天日用电量的止码。

表3

如表4所示，月用电量为当月1日零点的日冻结电量示值，即，当月月用电量的起码，也是上一个月月用电量的止码。

表4

如表5所示，年用电量显示近8年的年用电量。

表5

三相电表的三相数据包括三相电压、三相电流和三相有功功率；

单相电表的单相数据包括单相电压、火线电流、零线电流和单相有功功率。

如图3所示，日冻结电量抄度的步骤具体包括：

步骤1)、每日零点5分读取电能表内的上一次日冻结电量；

步骤2)、管理终端判断读取到的日冻结电量时标与管理终端当前日期是否一致；如果一致，则保存数据，当天不再读取电能表内的日冻结电量，否则，执行步骤3)操作；

步骤3)、不保存数据，下一周期抄表时，读取电能表内的上一次日冻结电量。

用电报警包括漏电流报警、过电流报警、过电压报警、欠电压报警、阶梯电量报警和电费报警；

漏电流报警只对单相电能表进行报警，对三相电表不报警；阶梯电量报警包括第1阶梯电量报警和第2阶梯电量报警，当“第1阶梯剩余电量”大于零且小于设定的“第1阶梯电量报警值”时，终端发出报警信息，提醒客户注意节约用电；当“第2阶梯剩余电量”大于零且小于设定的“第2阶梯电量报警值”时，终端发出报警信息，提醒客户注意节约用电；

当电压值超过250V，则进行过电压报警，当电压小于190V，则进行欠电压报警，当电流大于30A，则进行过电流报警，当火线电流与零线电流的差值大于0.5A，则进行漏电流报警；

用电报警模块的报警方式包括进行文字显示的文字报警和通过报警灯报警的灯光报警；当出现报警情况时，报警灯频闪，并进行文字显示，如有多项报警情况，则文字进行滚动显示。

电费计算、缴纳提醒模块计算电费的方法为：

本月电费的计算方式如下：

1)、执行“年阶梯”时：

a)截止当天零点，当“本年用电量≤第1阶梯电量”时：

本月电费＝本月用电量×1阶梯电价；

b)当“第1阶梯电量＜本年用电量≤第2阶梯电量”时：

b1)：截止上一个月的月电量，本年用电量≤第1阶梯电量：

本月电费＝本月未超过第1阶梯的部分电量×1阶梯电价+本月超过第1阶梯的部分电量×2阶梯电价；

b2)：截止上一个月的月电量，本年用电量＞第1阶梯电量：

本月电费＝本月用电量×2阶梯电价；

c)当“本年用电量＞第2阶梯电量”时：

c1)：截止上一个月的月电量，本年用电量≤第2阶梯电量：

本月电费＝本月未超过第2阶梯的部分电量×2阶梯电价+本月超过第2阶梯的部分电量×3阶梯电价；

c2)：截止上1月电量，本年用电量＞第2阶梯电量：

本月电费＝本月用电量×3阶梯电价。

时钟同步模块在每个月定期与电能表进行一次时钟同步，时钟同步模块同步时间的最小单位是“日”。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。