智能电能表的设计与研究

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智能电能表停复电主动上报方法研究

智能电能表停复电主动上报方法研究鄢段晓萌丨，罗冉冉丨，郭清营丨，姬云涛丨，徐韬2(1.中国电力科学研究院有限公司，北京100192；2.国网浙江省电力有限公司，浙江杭州310007)摘要：及时获取电力用户的停电信息是电网运维抢修的关键。

提出一种由电能表感知并产生停电事件、由通信模块转发的主动上报方案，解决现有电能表停电事件主动上报方案兼容性、扩展性差的缺陷。

提出一种复电主动上报并且广播校时的方案，实现了停电运维抢修作业的闭环管理，解决了由于时钟电池欠压导致的电能表停电后时钟错乱的问题。

介绍新一代智能电能表的设计理念，并提出停复电事件主动上报方法与校时策略在新一代智能电能表上的实现方案，为能源互联网建设中新一代智能电能表的推广应用提供了解决方案。

关键词：电能表；停电事件；复电事件；主动上报；广播校时；新一代智能电能表中图分类号：TN91文献标识码：A DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200285中文引用格式：段晓萌,罗冉冉,郭清营,等.智能电能表停复电主动上报方法研究[J].电子技术应用,2021,47(1):52-56.英文弓I用格式：Duan Xiaomeng,Luo Ranran,Guo Qingying,et al.Research on outage and power recovery voluntary report method of smart meter[J].Application of Electronic Technique,2021,47(1)：52-56.Research on outage and power recovery voluntary report method of smart meterDuan Xiaomeng1,Luo Ranran1,Guo Qingying1,Ji Yuntao1,Xu Tao2(1.China Electric Power Research Institute,Beijing100192,China；2.State Grid Zhejiang Electric Power Co.,Ltd.,Hangzhou310007,China)Abstract:It's meaningful for electricity power company to get the outage information on time.This paper proposed a new voluntary report method:Electricity energy meter generated outage event log,communication module transferred it.In order to solve the compatibility and expansibility disadvantages of current scheme,this paper proposed a power recovery voluntary report and broadcast timing method,realized closed loop management of outage maintenance and repair,and solved the wrong clock problem caused by battery low voltage after outage.This paper introduced the design thoughts of next generation smart meter,and put forward an outage and recovery voluntary report and timing strategy implementation plan in next generation smart meter.This paper provides a solve plan for next generation smart meter popularization,and it's helpful for construction of electricity energy Internet.Key words:electricity energy meter；outage event；power recovery event；voluntary report；broadcast timing；next generation smart meter0引言随着电力科技的迅猛发展和信息化进程的不断加快,全球正在深入推进优化能源结构、实现能源战略转型新一轮变革,智能电网已成为国际电力发展的重要趋势。

基于单片机的智能电表的模块化设计初探

２．Ｄｅｐｔ．ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｈａｎｇｈａｉＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｈＳｏｏｌ，ＪｉｎｓｈａｎＤｉｓｔｒｉｃｔ２０１５１２，Ｓｈａｎｇｈａｉ，Ｃｈｉｎａ）
随着微电子技术和单片机的发展和普及，新型智能化测控技术迅速发展。传统感应式电能表受其结构和原理上的制约，通常存在着测量范围
小，稳定性差，精度低等缺点而不能适应社会发展
用到软、硬件相结合的知识，学生掌握起来难度较
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｂａｓｉｃｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍｆｏｒｔｈｅｍａｊｏｒｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌｅｎ
ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．ＩｎｏｒｄｅｒｆｏｒｔｈｅｓｔｕｄｅｎｔｓｔＯｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｏｆｌｅａｒｎｉｎｇｔｈｉｓｃｏｕｒｓｅ，ｗｅｕｓｅｍｏｄｕｌａｒｔｅａｃｈｉｎｇ，ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｍａｒｋｅｔｉｎｇｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ａｎｄｄｅｖｅｌｏｐａｋｉｎｄｏｆｓｍａｒｔｍｅｔｅｒｓ．

单相电能表自动化检定流水线及智能立库系统的设计与应用

单相电能表自动化检定流水线及智能立库系统的设计与应用摘要：随着市场经济的发展和电力体制的改革,形成了电能计量装置集中检验、统一配送的新型管理模式,对电能计量装置的检定速度提出了更高的要求。

同时电力需求侧的管理现代化发展水平越来越高,市场化也要求进一步减少人为差错对电能计量的损失。

因此,机电一体化的全自动计量检定设备才能满足新形式的要求,真正实现减员增效。

关键词：电能表自动检定流水线研究系统应用随着智能电网建设的大力推进,智能电能表将大量应用,随之带来表计检定量骤然倍增,而采用传统的人工作业方式,仓储、搬运、检定、数据处理、出入库、配送管理等多个环节均需大量人力资源。

传统检定模式不仅效率低,而且浪费了大量的人力、物力和财力,将不能适应工作需要。

同时大量的、规格繁多的各种电能计量器具的进出,对计量装置仓储管理提出了更高的要求。

由于涉及电能计量装置的数量大,工作繁琐,为保证电能计量资产管理的准确无误,降低差错率,实现电能计量资产和计量器具库房的科学管理是一个非常重要的环节。

针对这种发展趋势,建设“自动化检定、智能化仓储、物流化配送”的计量中心势在必行。

应充分利用自动化技术和现代物流理论,建设全自动检定流水线和智能仓储设施。

1 系统总体设计单相电能表自动化检定流水线及智能立库系统由单相电能表自动检定流水线、智能立体仓库、AGV(自动导引运载装置)三大子系统构成。

1.1 智能立库系统智能立体仓库有3个巷道、6排货架、33列货位,总共可储存15000只单相电能表、5000只三相电能表、3000只低压电流互感器。

物流处理上,配有3台堆垛机和2台穿梭车等机械设备。

系统构成如图1所示。

智能立库系统利用立体货架、巷道堆垛机、往复式升降输送机、往复式穿梭车、自动输送系统、输送电控系统以及计算机系统实现计量设备的智能存储与输送。

能够接收营销系统下达的出库、入库、配送、电能表检定等任务,自动完成电能表的存储与输送。

物理上与流水线自动化检定系统连接,送入待检电能表,接收检定完毕的电能表。

智能电能表数据分析方法以及应用分析

智能电能表数据分析方法以及应用分析摘要：伴随时代的飞速发展，智能电表的相关数据分析方法已经获得了广泛的运用，且取得了不错的运用成效，这有利于促进国内智能电网以及智慧家庭的建设。

基于此，本文首先探究了有效开展智能电表数据分析工作的意义，然后介绍了智能电表的几种数据分析方法，最后探究了智能电表数据分析的相关应用实践，以供参考。

关键词：智能电表；数据分析方法；应用近几年，智能电网技术获得了可持续的发展，高级量测体系在电力系统中获得了十分普遍的运用。

各电力公司安装了很多的智能电表，导致采集数据频率越来越高（大约1次/15min），这些数据都具有一定的实时性。

这些数据中既涵盖用电量，也涵盖各采集点的电流与电压、功率因数、实时功率等运行参数。

各电力公司每天都积累了很多的电能数据，怎样规范、合理地使用这些信息资源是各电力研究单位与电力公司关注的重点。

1智能电表数据分析方法1.1相关分析相关分析是探究现象之间是不是存在某一种联系的一类统计手段。

相关分析包含线性相关分析以及偏相关分析等，前者在智能电表的相关数据分析中最常见，它分析了两个变量之间的关系程度，以相关系数R来表示。

能够凭借温度以及负荷的相关关系，将天气情况结合起来对负荷的高峰进行预测。

也能够借助于智能电表的实际电压测量值对某一组电表的相关性进行探究。

1.2聚类分析聚类分析是按照一些固定标准来收集相关数据。

比如，电表能够借助于聚类分析来充分明确变压器的具体负荷。

虚拟电表可以聚类拥有相同属性的电表的相关数据，一种拥有代表性的虚拟电表是利用聚类相关电表来开展区域研究以及规划。

1.3异常分析异常分析主要是指对异常情况或者事件开展原因追溯的分析手段。

异常分析在用电异常以及设备故障诊断等方面可以施展关键的作用。

比如对变压器出现故障前的一连串数据实施统计，对其开展抽样以及建模，就可以很好地预测变压器的相关故障，进而第一时间更换或者检修。

1.4趋势分析趋势分析是比较若干期连续的相同指标，获得它们的增减变动幅度、数额以及方向，以充分显示事物变化趋势以规律的一种探究手段。

电力机车用智能化电能表的设计

维普资讯
第
６２００６
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ＣＮＡＬＥＵＡＡＳＡＮＴ沙ＣＯＬ学ＣＩＬＲＨＥ长Ｖ职技Ｄ学ＣＣＥＪＬＣ航ＩＡＴＮＬ空Ｎ院
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全隔离。测量模块中当电压和电流的相位差大与
收稿日期：０６—０２２０５— ３作者简介：陈特放（９７一，１５）湖南涟源，教授，研究方向：自动化技术、铁路机车电力牵引。
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维普资讯
长沙航空职业技术学院学报
ＡｂｔａｔＡｃｒｉｇｔｈｐｃａｎｉｎｎｆｌｃｍｏｉｅｉｄｉｔｌｇｎｎｒｙｍｅｅｓｓｒｃ：ｃｏｄｎｏｔｅｓｅｉｌｅｖｒｍｅｔｏｏｏｔ，ａｋｎｎｅｌｅｔｅｅｇｔｒｉｏｖｉｄｖｌｐｄｉｉｐｐｒｅｅｏｅｎｔｓａｅ，ｗｈｃａｈｕｃｉｎｏｉｉｃｉｎｌａｄｚｎｈｉｈｈｓｔｅｆｎｔｆｂ —ｄｒｔａｎｏｅ—ｃｏｓｇｍｅｅａｅＴｅｏｅｏｒｓｉｔｒｇ．ｈｎｐｉｃｐｅｏｎｒｔｒｇＩｒｎｉｌｆｅｇｍｅｅｉＣＡＤＥ７５ａｄｔｅｓｒｃｕｅｏｅｉｔｌｇｎｌｃｒｉｔｒａｅｐｒｉｅｙｎ７５ｎｈｔｔｒｆｈｅｌｅｔｅｅｔｃｔｍｅｅｒａｔｕｔｎｉｉｙｃ
１电能表的结构和工作原理
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具有分时计费的数字智能电表的设计

具有分时计费的数字智能电表的设计发表时间：2019-02-11T16:56:58.637Z 来源：《知识-力量》2019年4月中作者：闫敏1 陈广华2 [导读] 本次设计是基于单片机AT89C51的多功能数字智能电表的设计。

具有双向计量功能，用户端控制功能，双向数据传输功能等。

（1.河南科技学院新乡职业技术学院；2.河南科技学院）摘要：本次设计是基于单片机AT89C51的多功能数字智能电表的设计。

具有双向计量功能，用户端控制功能，双向数据传输功能等。

关键词：智能电表；AT89C51；程序设计引言伴随着工业生产水平的日益提高，大量的电力设备对电能质量的问题日益显著，首先应要保证电网的安全运行，其次也要经济的运行，避免网损，电能的浪费，此时电网需要一种可以实时，精准，高效率，多功能地监测电能的质量的技术来解决这一问题。

在国内，智能电网体系还处于起步阶段,很多技术尚不成熟,现有的电表功能还很单一,有部分地区的电表还需要使用人工进行抄表,用户不能实时了解自己的用电情况。

在国外，现在已经发展了基于智能电表而构建的AMI—高级量测体系和自动抄表系统。

这种类型的体系可以实时向用户提供详细的用户用电信息,这样用户就可以通过了解当前使用的电量情况，费用等信息,然后根据自己的用电情况合理分配用电量,这样用户不但节省了电费而且可以减少污染，更加环保。

1总体设计方案图1-1 多功能电能表硬件框图现在的智能电表的设计基本上大部分都具有微处理器或微控制器，然后在其周围进行设备的拓展，与其他模块进行连接。

本次硬件设计一共设计了9个模块。

由CPU模块、电压、电流数据采集模块、电能计量芯片CS5460模块、时钟模块、存储器模块、通讯模块、按键模块、显示模块等几部分共同组成。

多功能数字智能电表的总体硬件框架图如上图1-1所示： 2智能电表的硬件设计2.1 CPU模块单片机AT89C51是一种低电压、高性能的CMOS 8位微处理器，俗称单片机[7]。

电气工程中电能计量技术的创新研究

电气工程中电能计量技术的创新研究在当今社会，电能作为一种重要的能源形式，其计量的准确性和可靠性对于电力系统的运行、电力市场的公平交易以及用户的合理用电都具有至关重要的意义。

随着科学技术的不断发展，电气工程中的电能计量技术也在不断创新和进步，以适应日益复杂的电力需求和更高的计量要求。

电能计量技术的基本原理是通过测量电压、电流和功率因数等参数，来计算电能的消耗或产生。

传统的电能计量装置主要包括电磁式电能表和电子式电能表。

电磁式电能表基于电磁感应原理工作，具有结构简单、可靠性高的优点，但精度相对较低，且容易受到外界磁场的干扰。

电子式电能表则采用电子电路和数字技术，具有精度高、测量范围广、功能强大等优点，逐渐取代了电磁式电能表成为主流的电能计量装置。

然而，随着电力系统的智能化和信息化发展，传统的电能计量技术已经难以满足需求。

例如，在分布式能源接入电网的情况下，传统的电能计量装置无法准确计量双向电能流动；在智能电网中，需要实现对电能的实时监测和动态计量，传统技术也显得力不从心。

因此，电能计量技术的创新迫在眉睫。

近年来，一些新的电能计量技术应运而生。

其中，智能电能表是一项重要的创新成果。

智能电能表不仅具备高精度的电能计量功能，还可以实现远程抄表、负荷控制、电能质量监测等多种功能。

通过与通信技术的结合，智能电能表能够将电能数据实时传输到电力公司的管理系统，为电力系统的运行管理和用户的用电服务提供了有力支持。

此外，电能计量芯片的发展也为电能计量技术的创新提供了关键支撑。

高性能的电能计量芯片能够实现更加精确的电压、电流采样和功率计算，同时具备低功耗、抗干扰等优点。

一些先进的电能计量芯片还集成了数字信号处理功能，能够对电能信号进行滤波、校准等处理，进一步提高计量精度。

在电能计量技术的创新中，传感器技术的应用也发挥了重要作用。

例如，采用非接触式电流传感器可以避免传统电流互感器的饱和问题，提高电流测量的准确性和动态范围。

智能电能表时钟电池欠压分析及关键计量指标影响

智能电能表时钟电池欠压分析及关键计量指标影响1. 引言1.1 研究背景时钟电池欠压会导致智能电能表时钟显示不准确或者无法显示，给用户带来不便和困扰。

严重的情况下，时钟电池的欠压还可能导致智能电能表无法正常计量电能数据，对用户计费和用电管理造成不利影响。

研究智能电能表时钟电池欠压现象及其影响因素对提高电能表的性能和稳定性具有重要意义。

在当前的研究背景下，本文着重探讨智能电能表时钟电池欠压现象的原因和机理，分析其对智能电能表计量指标的影响和影响因素，提出解决方案并探讨相关研究进展，旨在为智能电能表的设计和使用提供有益的参考和指导。

1.2 研究目的研究目的：本文旨在探讨智能电能表时钟电池欠压现象及其对关键计量指标的影响，分析影响因素，并提出相应解决方案。

通过对相关研究进展的整理和总结，旨在为智能电能表时钟电池管理提供参考依据，同时为解决该问题提供一定的理论和实践支持。

通过本研究的开展，将有助于深入了解智能电能表时钟电池欠压的原因和影响，为提高电能表的精确计量和可靠性提供技术支持，并为未来相关研究提供新的思路和方向。

最终目的是为智能电能表时钟电池管理和电能计量领域的发展做出贡献，推动智能电能表技术的进步，提高电能计量的准确性和可靠性，确保能源数据的准确采集和实时监测。

2. 正文2.1 智能电能表时钟电池欠压现象分析智能电能表作为现代智能电网的核心组成部分，具有监测电能消耗、实现智能控制等重要功能。

其中时钟电池是智能电能表中一个关键的部件，其正常运行与否直接影响着电能表的计量准确性和稳定性。

在实际运行中常常遇到时钟电池欠压现象，即时钟电池电压不足导致时钟停止运行或计量数据丢失等情况。

时钟电池欠压现象的主要原因可以归结为以下几点：一是时钟电池自身老化或损坏，导致电压下降；二是外部环境的影响，如温度过高或过低会降低时钟电池的性能；三是设计不合理，如时钟电池容量过小或充电方式不当等。

针对时钟电池欠压现象，一些解决方案已经被提出。

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智能电能表的设计与研究
随着科技的不断发展，智能电能表作为新一代的计量仪表，正在逐渐取代传统
的电能表，成为现代家庭和工业领域中的主力计量设备。

智能电能表将传感器、微处理器、通信技术等多种技术融合在一起，具备了更加精确、高效、智能化的功能，并且可以实现对用电信息的实时监测和数据采集，有助于促进能源管理的科学化和电力系统的智能化。

本文将探讨智能电能表的设计原理、技术特点以及相关研究进展。

一、智能电能表的设计原理
智能电能表的设计原理基于电力学和电子计量学的基础，主要包括测量电能的
方法、信号采集与处理、通信与数据存储等方面。

1. 测量电能的方法
传统的电能表通常采用旋转式铜铝齿轮来测量电能，由于机械件的摩擦和磨损，其精度和可靠性都受到一定程度的限制。

而智能电能表则采用了电子式的测量方法，通过传感器采集电流和电压信号，经过运算和积分得出真实的电能累积值。

这种方法能够提高计量的准确度和稳定性，并且可以实现对各项用电参数的精确测量。

2. 信号采集与处理
智能电能表通过传感器采集电流和电压的模拟信号，并且采用采样和数字转换
技术将其转换为数字信号，然后进行数据处理和计算。

为了提高信号的稳定性和抗干扰能力，智能电能表还需要对采集到的信号进行滤波和校准等处理。

此外，智能电能表还可以通过与其他传感器的结合，实现对温度、湿度等环境参数的监测，从而提供更多的相关数据供用户参考和分析。

3. 通信与数据存储
智能电能表通常具备一定的通信功能，能够实现与上位设备或电力系统的数据交互。

通信方式可以包括有线通信和无线通信，常见的有RS485、ZigBee、LoRa 等。

通过通信技术，智能电能表可以将实时的用电信息传输到上位设备，以便用户实现对用电的实时监测和远程管理。

同时，智能电能表还可以具备一定的数据存储功能，将历史用电数据存储在内部存储器或者外部存储卡中，以备用户查阅或统计分析。

二、智能电能表的技术特点
智能电能表相比传统电能表具有多项技术特点，主要包括准确性、安全性、稳定性以及智能化等方面。

1. 准确性
智能电能表采用了电子式的测量方法，能够提供更高的计量准确度。

通过精确的电流和电压测量，以及运算和积分的处理，智能电能表可以获得更精确的电能累积值。

这样可以避免传统机械式电能表由于磨损和摩擦而导致计量误差的问题，从而提高用电计量的准确性。

2. 安全性
智能电能表在安全性方面有着更高的要求。

智能电能表通常采用了多重安全保护措施，包括安全密钥、加密算法、防破解等技术手段，以防止非法篡改数据和擅自修改计量参数。

这样可以保障用电信息的安全性，并且有助于防止电力盗窃等违法行为的发生。

3. 稳定性
智能电能表具备较高的稳定性，能够适应不同环境和负载条件下的测量需求。

智能电能表通常具备一定的抗干扰和抗电磁干扰能力，可以稳定地采集和处理电能信息。

同时，智能电能表的外部环境参数监测功能也能够根据实际情况对电能计量进行更加精准的校准和补偿，提高计量结果的稳定性。

4. 智能化
智能电能表的智能化是其最大的特点之一。

通过与其他系统和设备的联网，智
能电能表可以实现远程监控、远程控制和远程配置等功能。

对于用户来说，智能电能表可以提供实时用电信息，帮助用户更好地了解用电情况、控制用电成本，并且提供用电统计和用电分析等辅助功能。

对于电力系统管理者来说，智能电能表可以实现对电网负荷、电能质量以及用电行为的监测和分析，有助于优化电力系统的管理和调度。

三、智能电能表的研究进展
智能电能表在近年来得到了广泛的研究和应用。

研究者们在智能电能表的设计
和开发中提出了许多创新的思路和技术，使智能电能表的性能得到了进一步的提升。

1. 基于人工智能的优化算法
人工智能技术在智能电能表领域的应用为提高智能电能表的性能和智能化水平
提供了新的思路。

研究者们通过应用神经网络、遗传算法、模糊逻辑等人工智能算法，对智能电能表的数据采集、数据分析和预测等方面进行了优化。

这些算法可以帮助智能电能表更好地对用电信息进行分析与评估，为用电管理提供更加科学和智能的决策参考。

2. 多功能集成设计
智能电能表除了传统的计量功能外，还可以集成多种附加功能。

研究者们提出
了各种不同的设计思路，将环境参数检测、电力质量监测、负荷控制等功能集成在智能电能表中。

这样可以充分利用智能电能表的计算和通信能力，提供更全面的用电监测和管理功能，为用户和电力系统管理者提供更多的参考和决策依据。

3. 数据隐私保护与网络安全
随着智能电能表的普及和使用范围的扩大，数据隐私和网络安全问题已经引起
了研究者们的关注。

研究者们提出了一些新的技术和方法，用于保护智能电能表中
的用电数据和用户隐私信息的安全。

同时，研究者们还研究了智能电能表网络的安全性，提出了相应的网络安全解决方案，以防止黑客入侵和数据泄露等风险。

四、结语
智能电能表作为新一代的计量仪表，将电子技术、通信技术和计量技术等多个领域的先进技术相结合，具备了更加准确、安全、稳定和智能化的特点。

智能电能表的设计原理和技术特点决定了它在用电监测、用电管理和电力系统调度等方面的重要作用。

随着智能电能表研究的不断深入和技术的不断创新，相信智能电能表将在未来发挥更大的作用，并为能源管理和电力系统的智能化发展做出更多的贡献。