[发明专利]一种可模块化扩展的多路电能量计量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可模块化扩展的多路电能量计量装置及方法。

背景技术

智能电表是智能电网的智能终端，除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用，它还具有用电信息存储、双向多种费率计量、用户端控制、多种数据传输模式的双向数据通信等智能化的功能。在我国，随着国家坚强智能电网建设的推进，作为用户端的智能电表的需求也在不断增长。当前，低压居民用户普遍采用一户一表的安装方式，对于城市小区居民用户而言，同一楼栋的用户电表往往集中安装于楼道走廊、电表井或配电房中。数十块电表分别配置有采集、存储、计算、显示、通讯、读卡、控制等功能，性能得不到充分的利用。因此，针对低压居民用户集中装表的场合，有必要设计一种可采集多路用电信息的电能计量装置，并根据用户数量的变化灵活扩展配置，达到功能与经济性的平衡。

发明内容

为了克服现有的技术的不足,本发明提供一种可模块化扩展的多路电能量计量装置及方法。

本发明技术方案如下所述：

一种可模块化扩展的多路电能量计量装置，其特征在于，包括中央处理单元、红外单元、读卡单元、存储单元、电池单元、液晶显示单元、键盘单元、电压采集单元、多路电流采集模块以及通讯单元，所述中央处理单元分别与所述红外单元、所述读卡单元、所述存储单元、所述电池单元、所述液晶显示单元、所述键盘单元、所述电压采集单元、所述多路电流采集模块以及所述通讯单元连接，其中，

所述中央处理单元负责调用整个系统的任务，管理所有系统外设，

所述红外单元支持外部设备通过红外线通信端口读取装置内的相关用户用电信息，

所述读卡单元支持用户通过用户卡读取计量装置内存储的和用户相关的用电信息，

所述存储单元用于存储从计量自动化系统或者营销管理信息系统获得的用户档案信息、各电压、所述电流采集模块采集的用户用电数据、所述中央处理单元的计算结果及相关历史数据，

所述电池单元为整个装置提供备用电源，用于停电发生时维持装置正常持续运行，

所述液晶显示单元用于显示键盘输入对应的各设置项，用于显示用户查询的用电信息，

所述键盘包括参数设置键和多功能方向键，所述参数设置键用于系统的设置输入，所述多功能方向键用于设置光标的位置、显示屏翻页，

所述通讯单元用于与主站、集中器进行通讯，

所述电压采集单元用于实时采集计量装置安装位置处的线路电压瞬时数据，

所述电流采集模块采集用户线路上的电流瞬时量，并提供给所述中央处理单元用于用户的电能计量和用电分析。

进一步的，所述中央处理单元、所述红外单元、所述读卡单元、所述存储单元、所述电池单元、所述液晶显示单元、所述键盘单元、所述电压采集单元以及所述通讯单元组装成一体结构，该一体结构为装置主机。

更进一步的，所述装置主机设置于用户线路进线的干线上，所述电流采集模块设于用户线路进线的支线上。

更进一步的，所述电流采集模块和所述装置主机通过信号线进行连接。

更进一步的，所述装置主机还包括电源管理单元，所述电源管理单元两端分别连接所述电池单元和所述中央处理单元，所述电源管理单元将电池单元输出的电压或者线路上的电压转换成稳定的系统供电电压。

进一步的，所述电流采集模块内设有霍尔电流传感器和MCU芯片，所述霍尔电流传感器将采集到的用户线路上的电流瞬时量传递给所述MCU芯片，所述MCU芯片利用其上集成的AD将霍尔电流传感器输出的模拟量转换成数字信号提供给所述中央处理单元。

更进一步的，所述MCU芯片上设有SPI接口，所述电流数字信号通过所述SPI接口进行传递。

本发明还提供一种利用上述可模块化扩展的多路点能量计量装置的计量方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）电压采集单元和电流采集模块分别采集计量装置安装处和用户线路上的电压瞬时数据和电流瞬时数据；

（2）A/D转换器将步骤（1）采集到的各个模拟信号转换成数字信号，中央处理单元通过数字乘法器将电压采样信号与各路电流采样信号进行相乘，得到各路用户的瞬时功率；

（3）通过数字低通滤波器获取各路用户在△t时刻内的平均有功功率；

（4）中央处理单元对各用户的有功功率对时间进行离散数字积分，得到用户有供电量；

（5）将最终结果存储后供用户查询显示或经通讯单元上传。