一種多網融合的智能電網需求側管理終端的制作方法

專利名稱：一種多網融合的智能電網需求側管理終端的制作方法
技術領域：
本發明屬于智能用電領域，尤其涉及一種多網融合的智能電網需求側管理終端。
背景技術：
現有技術中電表數據采集的傳輸介質為RS485、電力載波、無線傳輸或者是無線模 塊加RS485組合的方式，存在需鋪設線路或者傳輸數據出現丟包、漏抄等現象。供電公司對 未交費的用電用戶只能采用人工到現場斷電的方法，或者是用電用戶采用高額的多功能控 制電能表。供電公司每調整電價結算用電金額時，需另行編程讓系統主站執行新的程序才 能按照新的電價進行統計數據。電量數據傳輸只能依靠傳統的電力光纖或者付費的GPRS 傳輸，數據傳輸不穩定，用電用戶無法自己統計分析自己用電情況來調節用電設備使用狀 況。在專利號為“94212680. 7”的專利中，提供了一種多用戶集中計量、自動抄表的智 能電度表，是將電流傳感器、電壓傳感器、檢測顯示儀表、抄表器裝在一個全封閉節能表箱 內；不足之處是需要更換原來的功能單一的電表，而更換原有的電表會造成資源的浪費。在專利號為“CN 201018284Y”的專利中，提供了一種經濟職能型綜合配電裝置，具 有低壓配電、遠程抄表、負荷監測等功能，但此裝置運用到配電站中，不能對終端用戶的用 電信息進行實時采集。

發明內容
本發明為了解決上述技術的不足，提出一種多網融合的智能電網需求側管理終 端，使多網融合，并且不需要重復建設，同時將功能單一的電表變為多功能電表，實現自動 抄表、遠停遠送這一技術問題。一種多網融合的智能電網需求側管理終端，包括CPU模塊、AC/DC轉換模塊、停送 模塊、采集模塊、Cable Modem模塊、以太網模塊(包括但不限以太網、rapidIO等各類網絡 類型)、存儲模塊、電源供電模塊和指示燈模塊；其中AC/DC轉換模塊、停送模塊、采集模塊、以太網模塊、存儲模塊、指示燈模塊分 別與CPU模塊連接，Cab 1 e Modem模塊的出口和以太網模塊的入口連接，CATV出口與Cab 1 e Modem模塊的入口連接，停送模塊的輸出口和采集模塊的輸出口分別與總線上的電表連接， 電源供電模塊與各個模塊連接供電；具體的信號轉換關系為Cable Modem模塊與有線電 視網絡進行高速數據接入，將上行的數字信號轉換成模擬射頻信號，接收下行信號時Cable Modem模塊將其轉換為數字信號，將數字信號通過以太網模塊傳輸至CPU模塊；具體的工作模式為供電公司發送抄表指令時傳輸至Cable Modem模塊，通過 Cable Modem模塊將其轉換為數字信號，CPU模塊接收到指令后，控制采集模塊通過總線向 電表發送采集指令，電表收到采集指令，讀取表中的讀數，返回數據至CPU模塊，CPU模塊取 到電表讀數后通過Cable Modem模塊傳輸到供電公司；供電公司通過網絡發送停送指令時，數據傳輸至Cable Modem模塊，通過Cable
4Modem模塊把它轉換為數字信號，CPU模塊接收到指令后，控制停送模塊對總線電路進行合 閘跳閘操作；當需要側分析統計時，具體工作模式有A.智能分析該終端能夠在線實時統計分析數據，供電公司實時的通過Cable Modem模塊5或 者以太網模塊6給CPU模塊1發送指令，CPU模塊1經過采集模塊4的實時采集，將數據在 CPU模塊1中按照提前設定的統計方式，進行統計，然后在經過Cable Modem模塊5或者以 太網模塊6傳輸回供電公司。B.實時在線統計該終端時時進行在線統計電能表的數據，并且可以實時的傳遞回供電公司；當接收到供電公司的實時采集的指令后，該終端實時的通過Cable Modem模塊5 或者以太網模塊6給CPU模塊1發送指令，CPU模塊1經過采集模塊4進行實時采集；C.分時段統計該終端按照不同時段的劃分來對用戶的用電情況進行統計分析，可以將供電公司 設定好的時間遠程發送到該終端，該終端便會通過Cable Modem模塊5或者以太網模塊6 給CPU模塊1發送指令，CPU模塊1經過采集模塊4進行采集，按照供電公司設置的時間段 來將數據統計結果回傳到供電公司。具體可以按照日時段、月時段劃分，支持周修日、節假 日時段；D.引導用戶合理用電該終端支持網絡查看功能，用電用戶可以通過服務中心模塊自行查看該終端的在 線統計數據及分析報表，來合理的安排用電設備的使用。此外終端還有雙向互動模式A.按照電價調整數據統計方式該終端可以根據供電公司發布的電價信息指令，隨著電價的變化，而自行的改變 數據統計方式。B.將抄寫的數據實時的發送到供電公司該終端可以將因電價變化而改變的數據實時的傳遞回供電公司，使供電公司能夠 及時的了解該用戶的用電費用。所述的停送模塊由最多16路繼電器組成，工作電壓為9伏特，最大電流為60安 培，每路繼電器使用2路電平控制。所述采集模塊采用RS485總線與各個電表連接。本發明的有益效果1、該終端整合電力網、電信網、以太網等多網融合在一起，提供多種數據傳輸方 式，避免了為尋求數據傳輸載體，而重復建設、重復投資。2、該終端可以對用電用戶的用電數據進行實時在線統計，并且實時分析，將用電 數據精確的傳回供電公司，并且可以分時段的自動進行數據統計以供供電公司進行分析調 度；同時該終端接收供電公司的供電信息指令，根據電價的調整自動改變電價抄寫模式。3、該終端基于傳統485電表的情況下把功能單一的電表變為多功能電表，實現遠 停遠送等功能，具備布線簡單、維護成本低、傳輸實時性能高的優點。
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4.在用電管理方面，采用自動抄表技術，不僅節約了人力資源，更重要的是提高了 抄表的準確性，減少賬單出錯，供用電管理部門及時準確獲得數據信息。


圖1為本裝置的系統框圖；圖2為數據采集流程3為遠停遠送流程圖
具體實施例方式本發明實現了系統指標1.建立基于有線電視網絡數據傳輸，高效實時的數據采集平臺。2.任何情況下抄讀電量準確率大于等于99. 9 %。3.正常運行的工作環境溫度-25°C _+55°C。4.系統網路速率100Mbps ；計算機遠程通信的通道速率64Mbps-2Mbps。5.數據檢索響應時間小于3秒；畫面調用響應時間小于3秒。6.由于系統各部件主要設備裝設于外部環境中，因此應當具備相當能力的抗人為 及自然破壞能力和相當能力的抗沖擊及防污閃能力。7.在任意1分鐘內，占用服務器CPU的平均負荷率小于等于35 % ；占用工作站CPU 的平均負荷率小于等于40% ；占用主站局域網的平均負荷率小于等于20%。該終端具有客戶信息設置、實時數據采集、抄表日數據上傳，集抄地理信息管理等 功能；1.客戶信息設置如所在小區、地址、聯系方式、電能表編號等；2.實時數據采集供電公司向終端發送采集指令，終端通過CPU模塊向采集模塊 下達采集指令；3.抄表日數據上傳終端自動從采集模塊讀取凍結的抄表日電能表讀數并上傳 給供電公司；4.集抄地理信息管理終端以電子地形圖為背景，在其上構造出集抄用戶分布區 域，并能表示具體已部署遠抄小區的具體分布情況；如圖1所示，一種多網融合的智能電網需求側管理終端，包括CPU模塊1、AC/DC轉 換模塊2、停送模塊3、采集模塊4、Cable Modem模塊5、以太網模塊6、存儲模塊7、電源供 電模塊8和指示燈模塊9 ；其中AC/DC轉換模塊2、停送模塊3、采集模塊4、以太網模塊6、 存儲模塊7、指示燈模塊9分別與CPU模塊1連接，Cable Modem模塊5的出口和以太網模 塊6的入口連接，CATV出口與Cable Modem模塊5的入口連接，停送模塊3的輸出口和采 集模塊4的輸塊4的輸出口與總線上的電表連接，電源供電模塊8與各個模塊連接供電；其 中Cable Modem模塊5與有線電視網絡進行高速數據接入，將上行的數字信號轉換成模擬 射頻信號，接收下行信號時Cable Modem模塊5將其轉換為數字信號，將數字信號通過以太 網模塊6傳輸至CPU模塊1處理；供電公司發送抄表指令時傳輸至Cable Modem模塊5，通 過Cable Modem模塊5將其轉換為數字信號，CPU模塊1接收到指令后，控制采集模塊4通 過總線向電表發送采集指令，電表收到采集指令，讀取表中的讀數，返回數據至CPU模塊1 ；CPU模塊1取到電表讀數后通過Cable Modem模塊5傳輸到供電公司；供電公司通過網絡 發送停送指令時，數據傳輸至Cable Modem模塊5，通過Cable Modem模塊5把其轉換為數 字信號，CPU模塊1接收到指令后，控制停送模塊3對總線電路進行合閘跳閘操作。如圖2所示，該終端通過485串口連接到電表的485端口上，通過該端口可以對 多臺(最多16臺)電能表的數據采集，可以采用兩種傳輸方式將采集到的數據傳輸到供 電公司，第一種將數據發送到以太網模塊6，通過網口直接將采集到的用電數據傳輸給供電 公司。第二種采集模塊4將采集到的信息傳輸到以太網模塊6，由以太網模塊6再傳輸到 Cable Modem模塊5，經過Cable Modem模塊5傳輸到供電公司。用戶或者供電公司根據實 際情況可以實際選擇任意一種方式進行數據傳輸。如圖3所示，供電公司根據用電用戶的繳費情況對用電用戶的供電實行停送電工 作，傳統的停送電方式需要人工到用戶的電表箱內進行手動操作，該終端通過以太網模塊6 或者Cable Modem模塊5接收到供電公司的停送電指令后，將指令信息實時的傳輸到CPU 模塊1 (單片機，控制中樞)，CPU模塊1經過AC/DC轉換將控制信號發送到停送模塊中的相 應繼電器的線圈觸點，通過控制繼電器的通斷來控制相應用戶的停送電。采集模塊采用ARM CPU芯片，外掛Flash、SDRAM存儲器，接口上提供LED、 Ethernet (包括與Cable Modem通訊網口及調試網口)、串口 485總線(連接電表)、RTC (實 時時鐘)等，該終端通過采集模塊利用485總線采集電表數據，通過該端口可以對多臺(最 多16臺)電能表的數據采集。Cable Modem模塊主要包括MIPS CPU芯片，外掛Flash、SDRAM存儲器，CATV調試 解調器，以太網轉化芯片等。當CPU模塊動作時，指示燈模塊中的指示燈就會亮，顯示出CPU模塊在工作。本發明的實現具有以下功能1)需求側分析統計A.智能分析該終端能夠在線實時統計分析數據，供電公司可以實時的通過Cable Modem模塊 5或者以太網模塊6給CPU模塊1發送指令，CPU模塊1經過采集模塊4的實時采集，將數 據在CPU模塊1中按照提前設定的統計方式，進行統計，然后在經過Cable Modem模塊5或 者以太網模塊6傳輸回供電公司。B.實時在線統計該終端可以每時每刻的進行在線統計電能表的數據，并且可以實時的傳遞回供電 公司；當接收到供電公司的實時采集的指令后，該終端實時的通過CableModem模塊5或者 以太網模塊6給CPU模塊1發送指令，CPU模塊1經過采集模塊4進行實時采集；C.分時段統計該終端可以按照不同時段的劃分來進行數據統計，比如供電公司設定每天凌晨、 中午和下午三個階段要對用戶的用電情況進行統計分析，可以將供電公司設定好的時間遠 程發送到該終端，該終端便會通過Cable Modem模塊5或者以太網模塊6給CPU模塊1發 送指令，CPU模塊1經過采集模塊4進行采集，按照供電公司設置的時間段來將數據統計結 果回傳到供電公司。具體可以按照日時段、月時段劃分，支持周修日、節假日時段；D.引導用戶合理用電
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該終端支持網絡查看功能，用電用戶可以通過服務中心模塊自行查看該終端的在 線統計數據及分析報表，來合理的安排用電設備的使用。2)雙向互動A.按照電價調整數據統計方式該終端可以根據供電公司發布的電價信息指令，隨著電價的變化，而自行的改變 數據統計方式。B.將抄寫的數據實時的發送到供電公司該終端可以將因電價變化而改變的數據實時的傳遞回供電公司，使供電公司能夠 及時的了解該用戶的用電費用。3)多功能操作用電用戶或者供電公司不需要改變原有的功能單一的485電能表就可以實現多 功能的操作，如可以實現遠程控制停電、送電，失壓、失流、電壓合格、全失壓電流檢測和記 錄功能等。本發明包括但不限于以上實施例，凡是在本發明的精神和原則之下進行的任何局 部改動或等同替換，都將視為在本發明的保護范圍之內。
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權利要求
一種多網融合的智能電網需求側管理終端，包括CPU模塊(1)、AC/DC轉換模塊(2)、停送模塊(3)、采集模塊(4)、Cable Modem模塊(5)、以太網模塊(6)、存儲模塊(7)、電源供電模塊(8)和指示燈模塊(9)；其特征在于AC/DC轉換模塊(2)、停送模塊(3)、采集模塊(4)、以太網模塊(6)、存儲模塊(7)、指示燈模塊(9)分別與CPU模塊(1)連接，Cable Modem模塊(5)的出口和以太網模塊(6)的入口連接，CATV出口與Cable Modem模塊(5)的入口連接，停送模塊(3)的輸出口和采集模塊(4)的輸出口分別與總線上的電表連接，電源供電模塊(8)與各個模塊連接供電；
2.根據權利要求1所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在于供 電公司發送抄表指令時傳輸至Cable Modem模塊(5)，通過Cable Modem模塊(5)將其轉 換為數字信號，CPU模塊(1)接收到指令后，控制采集模塊(4)通過總線向電表發送采集指 令，電表收到采集指令，讀取表中的讀數，返回數據至CPU模塊⑴；CPU模塊⑴取到電表 讀數后通過Cable Modem模塊(5)傳輸到供電公司；供電公司通過網絡發送停送指令時，數 據傳輸至CableModem模塊(5)，通過Cable Modem模塊(5)把其轉換為數字信號，CPU模塊 ⑴接收到指令后，控制停送模塊⑶對總線電路進行合閘跳閘操作。
3.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在于 Cable Modem模塊(5)與有線電視網絡進行高速數據接入，將上行的數字信號轉換成模擬 射頻信號，接收下行信號時Cable Modem模塊(5)將其轉換為數字信號，將數字信號通過以 太網模塊(6)傳輸至CPU模塊⑴處。
4.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在于 所述的停送模塊(3)由16路繼電器組成，工作電壓為9伏特，最大電流為60安培，每路繼 電器使用2路電平控制。
5.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在于 所述采集模塊采用RS485總線與各個電表連接。
6.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在于 通過該端口對電能表的數據采集時，采用兩種傳輸方式將采集到的數據傳輸到供電公司， 第一種將數據發送到以太網模塊(6)，通過網口直接將采集到的用電數據傳輸給供電公司； 第二種采集模塊⑷將采集到的信息傳輸到以太網模塊(6)，由以太網模塊(6)再傳輸到 Cable Modem模塊(5)，經過Cable Modem模塊(5)傳輸到供電公司。
7.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在于 該終端通過以太網模塊(6)或者Cable Modem模塊(5)接收到供電公司的停送電指令后， 將指令信息實時的傳輸到CPU模塊(1)，CPU模塊(1)經過AC/DC轉換將控制信號發送到停 送模塊中的繼電器的線圈觸點，通過控制繼電器的通斷來控制用戶的停送電。
8.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在于 采集模塊采用ARM CPU芯片，外掛Flash、SDRAM存儲器，接口上提供LED、Ethernet、串口 485總線連接電表、實時時鐘RTC。
9.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在于 Cable Modem模塊(5)主要包括MIPS CPU芯片，外掛Flash、SDRAM存儲器、CATV調試解調 器、以太網轉化芯片。
10.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在于該終端能夠在線實時統計分析數據，即供電公司實時通過CableModem模塊(5)或者以 太網模塊(6)等多種方式給CPU模塊(1)發送指令，CPU模塊(1)經過采集模塊(4)的實 時采集，將數據在CPU模塊(1)中按照提前設定的統計方式，進行統計，然后在經過Cable Modem模塊(5)或者以太網模塊(6)多種方式傳輸回供電公司。
11.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在 于該終端可以每時每刻的進行在線統計電能表的數據，并且可以實時的傳遞回供電公司； 當接收到供電公司的實時采集的指令后，該終端實時的通過Cable Modem模塊(5)或者以 太網模塊(6)等多種方式給CPU模塊(1)發送指令，CPU模塊(1)經過采集模塊(4)進行 實時采集。
12.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在 于該終端可以按照不同時段的劃分來進行數據統計，即供電公司將設定好的時間遠程發 送到該終端，該終端便會通過Cable Modem模塊(5)或者以太網模塊(6)等方式給CPU模 塊(1)發送指令，CPU模塊(1)經過采集模塊(4)進行采集，按照供電公司設置的時間段來 將數據統計結果回傳到供電公司。
13.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在 于該終端支持網絡查看功能，用電用戶通過服務中心模塊自行查看該終端的在線統計數 據及分析報表，來合理的安排用電設備的使用。
14.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在 于該終端能根據供電公司發布的電價信息指令，隨著電價的變化而自行的改變數據統計 方式，還能將因電價變化而改變的數據實時的傳遞回供電公司，使供電公司能夠及時的了 解該用戶的用電費用。
15.根據權利要求1或2所述的一種多網融合的智能電網需求側管理終端，其特征在 于當CPU模塊⑴動作時，指示燈模塊(9)中的指示燈就會亮，顯示出CPU模塊⑴在工 作。
全文摘要
本發明公開了一種多網融合的智能電網需求側管理終端，屬于智能電網管理領域。本發明包括CPU模塊，停送模塊，采集模塊等模塊；其中AC/DC轉換模塊、停送模塊、采集模塊、以太網模塊、存儲模塊、指示燈模塊分別與CPU模塊連接，Cable Modem模塊的出口和以太網模塊的入口連接，CATV出口與Cable Modem模塊的入口連接，停送模塊和采集模塊的輸出口分別與總線上的電表連接；該裝置提供多種數據傳輸方式，并且實時在線統計，將用電數據精確的傳回供電公司，將功能單一的電表變為多功能電表，實現遠停遠送等功能。
文檔編號H02J13/00GK101917068SQ20101026418
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月27日 優先權日2010年8月27日
發明者韋炳宇 申請人:北京華鑫志和科技有限公司