一种电能表停复电事件的处理方法与流程

本发明涉及电能计量技术领域，具体涉及一种电能表停复电事件的处理方法。

背景技术：

电能表是用电信息采集系统的重要设备，它能够为配变异常运行状态监测与评估管控、停电事件实时研判与主动服务、户变连接关系自动识别与精准校验等提供重要的数据支持。但是现有的电能表在发生停电故障后就无法传输数据，为及时修复故障，目前多采用人工排查的方式来确定电能表停电事件，不利于主站及时得知停电事件并针对停电事件实施快速抢修，同时在修复故障后，主站也无法及时获知电能表复电情况，易造成抢修任务的重复下达，不利于对抢修故障进行合理调度。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种电能表停复电事件的处理方法，能够进行停复电事件的主动上报，利于停电事件的快速抢修和抢修资源的合理调度。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种电能表停复电事件的处理方法，包括以下步骤：

1)电能表检测到停电后，备用电源自动启动以给电能表供电；

2)电能表记录停电事件，并将停电事件主动上报至上层采集终端，由上层采集终端将停电事件上报至主站；

3)主站接收停电事件后下达检修任务以修复电路故障，当电路故障修复后，电能表恢复供电，备用电源停止供电；

4)电能表主动记录复电事件，并将复电事件主动上报至上层采集终端，由上层采集终端将复电事件上报至主站。

所述步骤2)中，电能表将停电事件通过通信模块或rs485总线上报至上层采集终端。

所述无线通信模块包括载波通信、微功率无线通信、无线公网通信或者载波-微功率无线双模通信。

所述步骤2)中，电能表将停电事件通过rs485总线上报至上层采集终端的方法包括以下步骤：

s1)电能表监测rs485总线的通讯状态是否处于空闲状态，若判断为处于空闲状态，则执行步骤s2)；否则执行步骤s3)；

s2)电能表将停电事件对应的停电数据帧通过rs485总线上报给上层采集终端，上层采集终端接收停电数据帧并针对停电数据帧做出应答帧，并将应答帧通过rs485总线传输给电能表，电能表接收到应答帧后结束停电事件上报；

s3)电能表停止停电数据帧的上报，并进行延时处理后再重复步骤1)。

所述步骤s2)中，电能表将停电事件对应的停电数据帧通过rs485总线上报给上层采集终端的过程中，若还有其他电能表向rs485总线发送停电数据帧时，则所有电能表均停止上报，各个电能表根据退避算法确定下一个上报时间后，再次执行步骤s1)；

电能表将停电事件对应的停电数据帧通过rs485总线上报给上层采集终端的过程中，若始终没有其他电能表向rs485总线发送停电数据帧，则rs485总线将接收到的停电数据帧成功地上报给上层采集终端。

所述步骤4)中，电能表将复电事件主动上报至上层采集终端时，还判断电能表内部时钟是否合法，若判断为不合法，则记录为时钟故障事件，并将时钟故障事件和复电事件一同上报至上层采集终端以申请一次校时，并由上层采集终端将时钟故障事件和复电事件一同上报至主站，若判断为合法，则只将复电事件主动上报至上层采集终端，并由上层采集终端将复电事件上报至主站。

电能表判断电能表内部时钟是否合法的方法为：若电能表内部时钟的复电时间超前于停电时间、复电时间滞后于停电时间1000天以上、时钟出现乱码、时钟出现非日期格式数据或者时钟电池欠压，则判断为电能表内部时钟不合法，否则判断为合法。

电能表在将时钟故障事件上报至上层采集终端之后的等待校时期间，还进行电量冻结、暂停费率电能累计和暂停剩余金额扣减。

所述备用电源采用超级电容。

本发明具有以下有益效果：本发明的电能表停复电事件的处理方法，能够在停电故障时主动将停电事件上报至主站，便于主站实现停电事件的快速抢修，提高提高抢修效率，并且电能表还具备复电主动上报功能，便于确保供电回路恢复正常后不再下达抢修任务，更利于对现场抢修故障进行更加合理的调度，便于资源合理利用。

附图说明

图1是本发明的电能表的结构示意图；

图2是本发明中电能表通过rs485总线上报停电事件的流程图；

图3是本发明中rs485总线防冲突机制的原理图；

图4是本发明中电能表时钟时间的分布图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，电能表内部设置有主电源和备用电源，本实施例公开了一种电能表停复电事件的处理方法，包括以下步骤：

1)电能表的停电检测电路检测到主电源停止供电后，备用电源自动启动以给电能表供电；

其中，备用电源采用超级电容，例如，图1中的第一超级电容和第二超级电容。

2)电能表主动记录停电事件，并将停电事件上报至上层采集终端，上层采集终端接收到的停电事件上报至主站；

其中，停电事件包括掉电时间(停电发生时间)、电能数据和电费数据。停电事件上报时是以数据帧的形式上报。

3)主站接收停电事件后下达检修任务以修复电路故障，当电路故障修复后，电能表的主电源恢复供电，备用电源停止供电；

其中电路故障包括输电线路故障或电能表本身原因导致的故障。

4)电能表主动记录复电事件，并将复电事件主动上报至上层采集终端，由上层采集终端将复电事件上报至主站。

其中，复电事件包括复电时间，也即复电发生时间。复电事件上报时是以数据帧的形式上报。

在其中一个实施方式中，电能表将停电事件通过通信模块或rs485总线上报至上层采集终端。

可以理解地，当电能表内部设置有通信模块时，则可以直接将停电事件通过通信模块上传至上层采集终端，当电能表内部未设置通信模块而仅使用rs485总线通信时，则直接将停电事件通过rs485总线上传至上层采集终端。

在其中一个实施方式中，通信模块包括载波通信、微功率无线通信、无线公网通信或者载波-微功率无线双模通信。

当电能表将停电事件通过通信模块上报至上层采集终端时，由第一超级电容给电能表内部的微控制单元(mcu)供电、模块通讯单元、数据存储单元等供电，以使得微控制单元能够完成停电事件的确认，重要电能、电费等数据的转存，并将整个停电事件的数据形成完整的停电数据帧后传输给通信模块。

在其中一个实施方式中，如图2-图3所示，步骤2)中，电能表将停电事件通过rs485总线上报至上层采集终端的方法包括以下步骤：

s1)电能表监测rs485总线的通讯状态是否处于空闲状态，若判断为处于空闲状态，则执行步骤s2)；否则执行步骤s3)；

s2)电能表将停电事件对应的停电数据帧通过rs485总线上报给上层采集终端，上层采集终端接收停电数据帧并针对停电数据帧做出应答帧，并将应答帧通过rs485总线传输给电能表，电能表接收到应答帧后结束停电事件上报；

可以理解的，当电能表接收到应答帧后，则表示上报成功。

其中，停电数据帧即为停电事件的数据格式，停电事件上报时是以数据帧的形式上报。

s3)电能表停止停电事件所对应的停电数据帧的上报，并进行延时处理(延时退避)后再重复步骤1)。

在其中一个实施方式中，如图3所示，上述步骤s2)中，电能表将停电事件对应的停电数据帧通过rs485总线上报给上层采集终端的过程中，若还有其他电能表向rs485总线发送停电数据帧时，则所有电能表均停止上报，各个电能表根据退避算法确定下一个上报时间后，也即进行冲突退避后，再次执行步骤s1)；

其中，图3中的串口初始化用于调用串口开始监测rs485总线,以监测rs485总线是否出现空闲。

电能表将停电事件对应的停电数据帧通过rs485总线上报给上层采集终端的过程中，若始终没有其他电能表向rs485总线发送停电数据帧，则rs485总线将接收到的停电数据帧成功地上报给上层采集终端。

上述实施方式方法即为防冲突机制，如果某个电能表进行停电事件上报时没有其他电能表往rs485总线上发送停电事件，该电能表才能成功实现停电事件的上报；否则就会在rs485总线上和其他电能表上报的停电事件发生总线冲突，一旦发生冲突，则需停止上报并进行冲突退避，退避后延时一定时间后再重新在下一次总线空闲时上报。通过防冲突机制，可避免多方数据冲突而影响通信。

上报电能表可在一定的时间间隙(如20～100ms)中设计几个时间窗口，根据退避算法确认不同电能表发起上报的时间窗口，尽量避免各表同时发起上报。

电能表向rs485总线发送数据时应在帧间空闲一定时间后才发送数据，如在rs485总线空闲的20ms后进行上报，以确保rs485总线处于空闲状态。

另外，当数据采集终端正在进行大量数据采集时发生个别表的停电上报，此时需优先响应停电数据帧，保证停电数据帧的及时上报。

当电能表将停电事件通过rs485总线上报至上层采集终端时，由第一超级电容给电能表内部的微控制单元(mcu)供电、模块通讯单元、数据存储单元等供电，以使得微控制单元能够完成停电事件的确认，重要电能、电费等数据的转存，并将整个停电事件的数据形成停电数据帧；同时由第二超级电容为rs485总线供电，以维持rs485总线的正常通信。

通过设置两个超级电容，即第一超级电容和第二超级电容，可将rs485总线供电和电能表内部的供电分隔开，使得两者的供电各自独立且互不影响。

在其中一个实施方式中，上述步骤4)中，电能表将复电事件主动上报至上层采集终端时，还判断电能表内部时钟是否合法，若判断为不合法，则记录为时钟故障事件，并将时钟故障事件和复电事件一同上报至上层采集终端以申请一次校时，并由上层采集终端将时钟故障事件和复电事件一同上报至主站，若判断为合法，则只将复电事件主动上报至上层采集终端，并由上层采集终端将复电事件上报至主站。

该过程通过对不合法时钟向上层采集终端申请校时，可以及时校正时钟，确保时钟的准确性。

在其中一个实施方式中，电能表判断电能表内部时钟是否合法的方法为：若电能表内部时钟的复电时间超前于停电时间、复电时间滞后于停电时间1000天以上、时钟出现乱码、时钟出现非日期格式数据或者时钟电池欠压，则判断为电能表内部时钟不合法，否则判断为合法。

其中，时钟出现乱码或非日期格式数据，是指读出的时钟数据，其年、月、日、时、分、秒的值出现非法编码或超出其应有范围。

如图4所示，电能表在a点掉电，在b点上电并申请校时，在c点校时成功，td表示掉电时间(也即停电时间)，tu表示复电时间，tc表示当前电能表时间，tes表示电能表时钟故障开始时间，tee表示电能表时钟故障结束时间，ts表示北京时间。

电能表在复电时若判断时钟不合法，可以使用td恢复tc，并记录电能表时钟故障事件，并将时钟故障事件跟随和复电事件一同上报至上层采集终端，并由上层采集终端将时钟故障事件和复电事件一同上报至主站，以提示主站下达校时指令而对该电能表校时。

主站可以每天对所辖电能表进行广播校时，并在电能表停电且复电后，进行多次广播校时操作。

校时过程中电能表处于时钟不可信状态。

电能表在将时钟故障事件上报至上层采集终端后就进入校时等待，在等待校时期间，还进行分钟冻结以冻结电量，以及暂停费率电能累计、暂停剩余金额扣减和暂停其他冻结功能。

在对电能表成功校时后，电能表通过△t对计量芯片在校时等待期间产生的分钟冻结数据的时钟进行修正，对电量进行修正，管理芯根据计量芯提供的修正后的分钟冻结数据计算费率电能、执行剩余金额扣减、按照掉电上电补冻结的原则(日冻结最多补7次，结算日冻结最多补12次)补冻结后开启各类冻结功能。

通过计算时间偏差△t＝tc-tee，且△t始终是大于0的值。校时等待区间bc为tes～tee，在c点电能表成功校时后，对于在bc期间产生的分钟冻结的时标都要加上△t。

当电能表处于时钟故障状态，处于时钟待校验期间，第2次停电上电后还未校时的，第1次时钟故障期间的时间已无法通过广播校时进行有效修正，按一个最便宜电价或最低费率补上数据。

本实施例的电能表能够在发生设备/线路故障时主动将停电事件上报至主站，使得主站及时获知停电事件和停电所在的电能表位置，提高了主站对停电事件的抢修速度和效率，并且电能表还具备复电主动上报功能，便于确保供电回路恢复正常后不再下达抢修任务，更利于对现场抢修故障进行更加合理的调度，避免资源浪费，同时，在复电时还可以对电能表时钟合法性进行校验，确保时钟的准确性。

本实施例的电能表停复电事件的处理方法，可适用于不同电能表类型和不同的停电方式，适用范围广。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。