摘要:分析了國內外遠程(chéng)費(fèi)控電(diàn)能表(biǎo)的研究(jiū)現狀。依據遠程費控電(diàn)能表的功(gōng)能需求與參(cān)數要(yào)求(qiú)，對遠(yuǎn)程費控(kòng)電能表(biǎo)進(jìn)行設計(jì)與(yǔ)研究。從功(gōng)能(néng)劃分角度(dù)出發，對電(diàn)能(néng)表硬(yìng)件電(diàn)路(lù)係統作了模(mó)塊(kuài)化(huà)設(shè)計。對(duì)電能表的功(gōng)能程序軟(ruǎn)件(jiàn)進(jìn)行研(yán)究，實現了計量，記(jì)錄，監控采(cǎi)集以及通(tōng)信功能(néng)。通(tōng)過(guò)主(zhǔ)站(zhàn)係(xì)統下達指(zhǐ)令可對遠程(chéng)費控(kòng)電能(néng)表進(jìn)行(háng)控製。測試結(jié)果表明，基(jī)於智能(néng)卡的遠(yuǎn)程費(fèi)控(kòng)電能表(biǎo)實現了(liǎo)電能(néng)數據(jù)的(dí)主動上傳，有(yǒu)助於(yú)主站(zhàn)係統依(yī)靠遠(yuǎn)程(chéng)費控電(diàn)能(néng)表(biǎo)對(duì)電(diàn)能數(shù)據進行(háng)遠程(chéng)監控。

關鍵(jiàn)詞:智能卡;智(zhì)能(néng)電能表(biǎo);遠程費(fèi)控;用電信息采(cǎi)集;費控(kòng)策(cè)略;窄(zhǎi)帶(dài)物(wù)聯(lián)網(wǎng)

引言(yán)

電(diàn)力行(háng)業作為我(wǒ)國經濟發展中的行業(yè)，其地位是(shì)十分重(zhòng)要的(dí)。電力企業(yè)的供(gōng)電質(zhì)量，服務水平以及服(fú)務方式的(dí)升級(jí)已(yǐ)成(chéng)為電(diàn)力行業發展(zhǎn)的主(zhǔ)要(yào)方向(xiàng)。隨(suí)著(zhuó)信(xìn)息(xī)化的(dí)普(pǔ)及，電力全(quán)覆(fù)蓋，費用全控(kòng)製(zhì)已逐漸成為我國(guó)電力(lì)行業發(fā)展的重要目(mù)標。電(diàn)力企業的(dí)計費，收(shōu)費(fèi)係(xì)統開(kāi)始向智(zhì)能(néng)化(huà)轉(zhuǎn)變(biàn)。美國於2003年(nián)提(tí)出(chū)了“電網2030規劃"，其(qí)目(mù)的是促進智(zhì)能電(diàn)網的(dí)建設(shè)，實(shí)現數(shù)字化(huà)供電(diàn)服(fú)務(wù)，並於科(kē)羅(luó)拉多(duō)州(zhōu)建設(shè)了(liǎo)一座(zuò)智能電(diàn)網(wǎng)城市。歐盟(méng)則(zé)是依(yī)據一(yī)整套能源政策，積極推動綠(lǜ)色(sè)能源(yuán)的(dí)發(fā)展。歐盟的智能電網依(yī)靠各類終端對公共(gòng)部門(mén)，寫(xiě)字(zì)樓(lóu)的(dí)用(yòng)電情況(kuàng)進行(háng)監測，逐漸改(gǎi)變(biàn)了客(kè)戶的用(yòng)電(diàn)習(xí)慣。中(zhōng)國在智能(néng)電(diàn)網領(lǐng)域也(yě)在(zài)積(jī)極地開展與部(bù)署(shǔ)相(xiāng)關項目。中(zhōng)國(guó)電(diàn)網(wǎng)以特高壓電(diàn)網為骨(gǔ)幹(gān)網，各級(jí)電網進行協同，開(kāi)展了(liǎo)“三集五大"的工作(zuò)部署(shǔ)。我國(guó)電網行業(yè)正(zhèng)在加(jiā)快(kuài)產業轉型升級，實現(xiàn)電能表(biǎo)遠(yuǎn)程費控(kòng)的(dí)全覆蓋。

1，遠程費(fèi)控(kòng)電(diàn)能(néng)表(biǎo)的(dí)關(guān)鍵技(jì)術

1.1遠程費控電能表概述(shù)

遠程費控電(diàn)能表一般(bān)包括數(shù)據采(cǎi)集，數據傳(chuán)輸，電能計量，數(shù)據清(qīng)零，數據(jù)存儲，數據(jù)凍(dòng)結，事件(jiàn)記(jì)錄(lù)告警(jǐng)等功能。例如(rú)，三相用(yòng)電的(dí)電(diàn)能表(biǎo)計(jì)量功(gōng)能(néng)，通常涉(shè)及(jí)三(sān)相電(diàn)流(liú)和(hé)電(diàn)壓(yā)，頻率的測(cè)量等等，並(bìng)且還(huán)包(bāo)括自(zì)定(dìng)義費率的功能(néng)。遠(yuǎn)程費控(kòng)電(diàn)能(néng)表可以針對不(bù)同時段和不同(tóng)時區進行(háng)有(yǒu)效的費(fèi)率定義(yì)，並且具備(bèi)電量的(dí)監(jiān)控功能，可(kě)以(yǐ)記錄(lù)*近(jìn)發生的(dí)失壓(yā)，過(guò)壓，掉電(diàn)和(hé)上(shàng)電(diàn)等(děng)告警事件。

1.2智(zhì)能(néng)無綫通(tōng)信技術

電能表(biǎo)的(dí)通信控(kòng)製網(wǎng)絡采用(yòng)的是(shì)基於窄帶(dài)物聯網(wǎng)(narrowbandinternetofthings，NB－IoT)的無綫通信(xìn)技術。NB－IoT的係統(tǒng)鏈路一(yī)般分(fēn)為上行鏈(liàn)路與(yǔ)下行鏈路。本文(wén)研究(jiū)的NB－IoT係統(tǒng)取消下(xià)行(háng)通(tōng)道鏈路。網絡(luò)的(dí)上行鏈路采用相(xiāng)移(yí)鍵控(kòng)(phase－shiftkeying，PSK)調製方(fāng)式(shì)，並(bìng)利(lì)用單(dān)載(zǎi)波頻分多址技(jì)術對數據進行(háng)傳(chuán)輸。為了(liǎo)提高(gāo)覆蓋增加效益(yì)，通常(cháng)會(huì)設置(zhì)成(chéng)3．75kHz的(dí)子(zǐ)載(zǎi)波間(jiān)隔(gé)，將傳(chuán)輸(shū)速(sù)率設(shè)置在160kbit/s到200kbit/s之(zhī)間(jiān)。該(gāi)網絡主(zhǔ)要是(shì)基(jī)於4GLTE的(dí)通信架構(gòu)，可以(yǐ)滿(mǎn)足低(dī)功耗和大(dà)連(lián)接(jiē)的(dí)應用(yòng)場景需(xū)求(qiú)，並(bìng)且(qiě)在(zài)NB－IoT網(wǎng)絡上實(shí)現(xiàn)用(yòng)戶電(diàn)能數據直傳至(zhì)省(shěng)主站係統(tǒng)的功能。NB－IoT可以部(bù)署(shǔ)在(zài)不(bù)同(tóng)的無綫頻(pín)帶上，分(fēn)為獨(dú)立(lì)部(bù)署，保護(hù)帶部(bù)署(shǔ)，帶內部署3種(zhǒng)情(qíng)況(kuàng)。NB－IoT物聯網平台的(dí)架構如圖1所(suǒ)示(shì)。

2，遠程費控(kòng)電能表的(dí)硬件(jiàn)原(yuán)理與設計

2.1遠(yuǎn)程(chéng)費(fèi)控電能表的(dí)功能與參(cān)數(shù)

遠(yuǎn)程費控電能表具(jù)有(yǒu)計量功能，記錄功能(néng)，監(jiān)控功能和通信(xìn)功能。電能表不僅能(néng)實現電(diàn)能(néng)計(jì)量，還可進行費(fèi)率的設置，同(tóng)時可對功率(shuài)，電(diàn)壓(yā)，電流(liú)，頻率，相角，功率(shuài)因(yīn)數，視在功(gōng)率等(děng)進(jìn)行(háng)測(cè)量。通信(xìn)功能(néng)是基於NB－IoT通(tōng)信(xìn)技(jì)術實現的(dí)，窄(zhǎi)帶(narrowband，NB)通信模組提(tí)供(gōng)可(kě)查詢的AT指(zhǐ)令(líng)，用於(yú)查詢數(shù)據(jù)流(liú)量。當每(měi)次(cì)連(lián)接上網絡(luò)後，NB通信(xìn)模組開(kāi)始自動記錄數(shù)據流量，直到連接斷(duàn)開才終(zhōng)止(zhǐ)流(liú)量(liáng)記(jì)錄。NB通信的工(gōng)作頻段和天(tiān)綫接口特征阻(zǔ)抗的(dí)參(cān)數見表1，其覆蓋(gài)頻(pín)段(duàn)較寬(kuān)。電能(néng)表對於(yú)超(chāo)過(guò)閾值(zhí)的事(shì)件(jiàn)，會產(chǎn)生告警(jǐng)信息，並(bìng)依(yī)靠(kào)通(tōng)信技(jì)術將監(jiān)控數(shù)據和存儲(chǔ)信息(xī)傳(chuán)輸到(dào)雲平(píng)台上(shàng)。

2.2遠(yuǎn)程(chéng)費控(kòng)電能(néng)表(biǎo)的硬件(jiàn)原理(lǐ)

對遠(yuǎn)程(chéng)費控電能(néng)表的硬件(jiàn)係統展開設計時，需(xū)根據(jù)其功(gōng)能(néng)進行(háng)劃(huá)分。電能(néng)表(biǎo)的硬件(jiàn)架構(gòu)包含(hán)信號(hào)處(chǔ)理模塊，電能(néng)計(jì)量模塊(kuài)，NB－IoT通信(xìn)模(mó)塊和外(wài)圍電路(lù)模塊(kuài)，遠程(chéng)費控電能表(biǎo)基本(běn)硬件(jiàn)架構如圖(tú)2所示。這些模塊由硬(yìng)件(jiàn)電路組(zǔ)成，由(yóu)對(duì)應(yīng)的軟(ruǎn)件程序(xù)進(jìn)行功(gōng)能的實(shí)現(xiàn)。電源模塊為(wéi)各(gè)個子(zǐ)模(mó)塊供(gōng)電(diàn)，而輔助(zhù)電(diàn)源則用於防止(zhǐ)因(yīn)主電源的損壞影(yǐng)響電(diàn)能表的正常監控(kòng)功能。

2.3遠(yuǎn)程費(fèi)控電能(néng)表的(dí)模(mó)塊設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)關(guān)鍵(jiàn)電路(lù)模塊時，應基於遠(yuǎn)程費(fèi)控(kòng)電能表的基本(běn)架構。其中遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表(biǎo)信號處(chǔ)理模塊主要(yào)是依賴(lài)數據(jù)采(cǎi)集(jí)ADC模塊(kuài)來進行采樣(yàng)。采(cǎi)樣(yàng)功(gōng)能以電流采(cǎi)樣(yàng)電路為(wéi)例進(jìn)行(háng)說(shuō)明，該(gāi)電路(lù)是將各相電流(liú)進(jìn)行(háng)轉(zhuǎn)換，其基本原理(lǐ)是(shì)依靠電流互感(gǎn)器，將(jiāng)電(diàn)路的一側(cè)接地，另(lìng)一(yī)側(cè)與(yǔ)係(xì)統相(xiāng)連接來完(wán)成采樣。其(qí)具體(tǐ)原理(lǐ)圖如圖(tú)3所示(shì)。由於(yú)對計(jì)量(liáng)芯片的(dí)要求是保(bǎo)證2．5mA的電(diàn)流幅(fú)值，因(yīn)此通過(guò)該(gāi)采(cǎi)樣電(diàn)路可(kě)將5a電(diàn)流(liú)轉換(huàn)成(chéng)2．5mA的電(diàn)流，完(wán)成電流－電壓的轉換目(mù)的。

計(jì)量功能(néng)模塊以計量芯(xīn)片(piàn)ADE7878為(wéi)核(hé)心，該芯片的功(gōng)能十分(fēn)*，具備(bèi)很(hěn)好(hǎo)的信號(hào)處理(lǐ)能力。對於電(diàn)能表(biǎo)的(dí)電壓和電流有效值(zhí)的測(cè)量(liáng)，有(yǒu)功(gōng)功率和視在功(gōng)率(shuài)的測(cè)量，該芯片具(jù)有(yǒu)十分(fēn)明(míng)顯的計量(liáng)優(yōu)勢。芯片(piàn)的正常(cháng)模式，省電(diàn)模式(shì)和低(dī)功(gōng)耗模式滿(mǎn)足電(diàn)能(néng)表對節能降耗(hào)的(dí)要求。該芯片輸(shū)入電(diàn)壓的變化幅(fú)值範圍(wéi)為－0．5～0．5V，晶(jīng)振(zhèn)頻率為16．4MHz。芯片(piàn)的RSET管腳是復位輸入(rù)管(guǎn)腳，芯片的(dí)CF1管(guǎn)腳和(hé)CF3管腳是(shì)頻率校準的邏(luó)輯(jí)輸出(chū)管腳。CF1管腳(jiǎo)和(hé)CF3管腳完(wán)成(chéng)頻率(shuài)校準(zhǔn)邏輯輸出(chū)的功能。計(jì)量芯片(piàn)的基本電(diàn)路原理圖如(rú)圖(tú)4所示。

NB－IoT無綫通(tōng)信模塊采(cǎi)用移遠(yuǎn)公司(sī)的BC95－B5通(tōng)信(xìn)模組(zǔ)，該(gāi)通信(xìn)模組具備超(chāo)低功耗的特(tè)點，接收頻率(shuài)保持在869～894MHz，發(fā)送(sòng)頻(pín)率(shuài)的(dí)範圍(wéi)為(wéi)824～849MHz，該模組可(kě)擴展串口(kǒu)，內(nèi)置(zhì)芯片式(shì)用戶(hù)身份識別(bié)(embeddedsubscriberidentitymodule，eSIM)卡接口等應(yīng)用接口(kǒu)。模(mó)組(zǔ)內(nèi)部(bù)不僅(jǐn)包含(hán)Flash和靜態(tài)隨(suí)機(jī)存取存儲(chǔ)器(qì)(staticrandom－accessmemory，SRAM)，還(huán)擁有射(shè)頻電(diàn)路(lù)和(hé)eSIM卡(qiǎ)座電路。該(gāi)無綫通(tōng)信模(mó)塊(kuài)的降壓穩壓電(diàn)路如(rú)圖5所示。

電能(néng)表的智能卡采(cǎi)用eSIM內嵌的插(chā)卡(qiǎ)方(fāng)式進行(háng)通信，取消(xiāo)了傳(chuán)統(tǒng)用戶識(shí)別模(mó)塊(kuài)(subscriberidentitymodule，SIM)卡(qiǎ)的插(chā)拔(bá)式(shì)動作，實現(xiàn)了(liǎo)電能表(biǎo)直(zhí)接(jiē)通信的方式(shì)。通過將(jiāng)eSIM卡與電能(néng)表(biǎo)綁定，電(diàn)能(néng)表(biǎo)在645協(xié)議(yì)基礎(chǔ)上擴展數據(jù)項，並(bìng)在出(chū)廠時就將eSIM卡號(即手(shǒu)機(jī)號)寫(xiě)入(rù)到電表(biǎo)內部，通(tōng)過(guò)擴展的(dí)645協(xié)議進行(háng)讀取。eSIM卡(qiǎ)的尺寸(cùn)為(wéi)6mm×5mm，並以(yǐ)外置貼片的方(fāng)式焊接到(dào)電路板上，有助(zhù)於eSIM卡發生故障(zhàng)後(hòu)的(dí)維修與更(gēng)換(huàn)，便(biàn)於(yú)電(diàn)能(néng)表與(yǔ)eSIM卡(qiǎ)的台賬明細(xì)管理。

3，遠程費(fèi)控電(diàn)能表(biǎo)的(dí)軟(ruǎn)件(jiàn)架(jià)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1架構及程(chéng)序(xù)設(shè)計(jì)

電能(néng)表的(dí)軟(ruǎn)件(jiàn)架構設(shè)計是依(yī)據硬(yìng)件電路係(xì)統而形成的，先設計核心主(zhǔ)程序，再依照核心(xīn)主程(chéng)序(xù)一(yī)次性(xìng)地設(shè)計(jì)各(gè)模塊(kuài)的子(zǐ)程序(xù)，其(qí)軟(ruǎn)件(jiàn)架構(gòu)如(rú)圖(tú)6所示。

遠程(chéng)費(fèi)控(kòng)電能表的(dí)計(jì)量子(zǐ)程序(xù)，主(zhǔ)要(yào)用來(lái)完成(chéng)對實時時(shí)鐘(zhōng)數(shù)據的讀(dú)取(qǔ)以及用戶端(duān)使用(yòng)電量(liáng)的分(fēn)階段(duàn)計量。在(zài)電(diàn)能計量(liáng)方麵(miàn)，子程序(xù)要分別(bié)針(zhēn)對有功電(diàn)能(néng)，無功電(diàn)能(néng)進(jìn)行計(jì)量(liáng)，具(jù)有正向有(yǒu)功，反向有功(gōng)電(diàn)能計量功能，可設(shè)置，組(zǔ)合有功電(diàn)能(néng);而(ér)無(wú)功電(diàn)能可設(shè)置成(chéng)任意4個象限(xiàn)的(dí)量(liáng)之和，並可設(shè)置(zhì)，組合(hé)無功電(diàn)能。信號(hào)處(chǔ)理程(chéng)序(xù)首先(xiān)要(yào)求電能(néng)表使用者進行認(rèn)證;其次(cì)依照初(chū)始(shǐ)化命(mìng)令對電(diàn)能表(biǎo)進(jìn)行初(chū)始化工作(zuò)，對電能表進行(háng)模式選擇(zé);然後啟動(dòng)無綫通(tōng)信功(gōng)能(néng)，遠(yuǎn)程(chéng)接收命令，並在讀取(qǔ)芯片(piàn)數(shù)據後，通過LCD將結果(guǒ)顯(xiǎn)示出來。遠程費(fèi)控電(diàn)能(néng)表(biǎo)的(dí)計(jì)量子程序流(liú)程如(rú)圖7所示。在計量費(fèi)控方麵，可以(yǐ)實現(xiàn)遠(yuǎn)程(chéng)費(fèi)控和本地(dì)費(fèi)控的(dí)功(gōng)能。當(dāng)電能表(biǎo)的(dí)金額(é)小於設定的報(bào)警(jǐng)金(jīn)額，電(diàn)能表的LCD屏(píng)會顯示(shì)或(huò)者報警燈亮起(qǐ)，提(tí)醒(xǐng)用戶(hù)續繳電費。

本文(wén)的無綫(xiàn)通信子(zǐ)程序是重要的(dí)設計(jì)環節(jié)，NB－IoT網(wǎng)絡是借助(zhù)eSIM智能(néng)卡(qiǎ)進行(háng)無綫通信(xìn)，基(jī)於現有遠(yuǎn)程費控電能表(biǎo)的通信(xìn)規(guī)約(yuē)，製定係(xì)統(tǒng)主站(zhàn)和(hé)電(diàn)能表(biǎo)之間的數據傳輸(shū)幀(zhēn)格式(shì)，數據(jù)編碼(mǎ)及傳輸規則(zé)。在不(bù)同(tóng)通信燈閃(shǎn)爍時，遠程費控電能表(biǎo)與采集係(xì)統(tǒng)之間進(jìn)行(háng)數據(jù)交換(huàn)，其(qí)程(chéng)序(xù)流程圖如圖8所示。

3.2功能測試

基於eSIM智(zhì)能(néng)卡(qiǎ)遠程(chéng)費控電能表的基(jī)本功能(néng)實驗，主(zhǔ)要(yào)是針(zhēn)對(duì)電(diàn)能表(biǎo)核(hé)心(xīn)功(gōng)能進(jìn)行(háng)展(zhǎn)開(kāi)。這(zhè)些功(gōng)能實驗基本上與(yǔ)既(jì)定遠程(chéng)費控電(diàn)能表(biǎo)的需求相(xiāng)契(qì)合。為了(liǎo)使遠(yuǎn)程費控電能(néng)表的基本(běn)功能(néng)滿(mǎn)足正(zhèng)式(shì)上綫(xiàn)的運(yùn)行需(xū)求，利用主站的物(wù)聯網(wǎng)係統對電(diàn)能(néng)表進行控製(zhì)。實現基於(yú)物(wù)聯網表采集和(hé)通信的(dí)一體化(huà)資(zī)產管(guǎn)理(lǐ)，其(qí)基本實驗項(xiàng)目(mù)結果見(jiàn)表(biǎo)2。

*終，該遠程費控電能表(biǎo)的係(xì)統(tǒng)框(kuàng)架圖(tú)如(rú)圖9所示，采(cǎi)用(yòng)該遠程費控(kòng)電(diàn)能(néng)表(biǎo)的(dí)實現(xiàn)方案(àn)，可利(lì)用(yòng)NB通信直(zhí)接(jiē)與主(zhǔ)站實現交互。遠程費(fèi)控電能表實現(xiàn)了(liǎo)電(diàn)能數(shù)據(jù)的主動上(shàng)傳，可(kě)對(duì)電(diàn)能數據(jù)進行(háng)實時監控(kòng)，減少主(zhǔ)站係(xì)統的(dí)運(yùn)行采(cǎi)集壓(yā)力(lì)。

4，安(ān)科瑞(ruì)Acrel-3000WEB電(diàn)能(néng)管理(lǐ)解決方案

4.1概(gài)述

 用戶端消耗(hào)著整(zhěng)個電網80%的電(diàn)能(néng)，用(yòng)戶端(duān)智能(néng)化(huà)用電管(guǎn)理對(duì)用戶(hù)可靠，安全(quán)，節(jié)約用(yòng)電(diàn)有十(shí)分(fēn)重(zhòng)要的意(yì)義。構建智(zhì)能(néng)用(yòng)電服(fú)務體係，推(tuī)廣(guǎng)用(yòng)戶(hù)端智(zhì)能(néng)儀(yí)表，智(zhì)能用電管(guǎn)理終端等設備用(yòng)電管理(lǐ)解決方案，實(shí)現電網(wǎng)與用戶(hù)的雙向(xiàng)良(liáng)性互動。用戶端急(jí)需解決(jué)的研究內(nèi)容(róng)主(zhǔ)要(yào)包括(kuò)：表計(jì)，智能樓宇(yǔ)，智(zhì)能(néng)電器，增值服務，客戶用電(diàn)管理(lǐ)係統，需求側(cè)管理等(děng)課(kè)題。

 安科瑞(ruì)Acrel-3000WEB電(diàn)能管(guǎn)理(lǐ)解決(jué)方(fāng)案(àn)通過(guò)對用(yòng)戶(hù)端(duān)用電情(qíng)況(kuàng)進行細分(fēn)和統計，以直觀(guān)的數據和圖表向管(guǎn)理人(rén)員或(huò)決策(cè)層(céng)展(zhǎn)示各分項(xiàng)用電(diàn)的(dí)使(shǐ)用消(xiāo)耗(hào)情(qíng)況，便(biàn)於(yú)找出高耗能(néng)點(diǎn)或不(bù)合理的耗能(néng)習慣，有(yǒu)效(xiào)節約(yuē)電(diàn)能，為用戶進一步節能改造(zào)或設(shè)備升(shēng)級提供(gōng)準(zhǔn)確的(dí)數(shù)據支(zhī)撐。

4.2應(yīng)用場(cháng)所

  （1）辦公建築(zhù)（商(shāng)務(wù)辦公(gōng)，大型公共建(jiàn)築等）；

  （2）商業(yè)建(jiàn)築（商(shāng)場，金融(róng)機構建築等）；

  （3）旅遊(yóu)建(jiàn)築(zhù)（賓館(guǎn)飯店(diàn)，娛樂場所等(děng)）；

  （4）科教(jiào)文(wén)衛(wèi)建築（文化(huà)，教育，科(kē)研(yán)，醫療衛生(shēng)，體育建(jiàn)築(zhù)等）；

  （5）通信建築(zhù)（郵(yóu)電，通(tōng)信，廣播，電(diàn)視(shì)，數據中心(xīn)等）；

  （6）交(jiāo)通運(yùn)輸建築（機場，車站，碼(mǎ)頭建築等(děng)）。

4.3係(xì)統結構

4.4係(xì)統(tǒng)功能

1）實時監測(cè)

係統人(rén)機界麵友好，以配電(diàn)一(yī)次圖(tú)的形式直觀顯(xiǎn)示配(pèi)電綫(xiàn)路的(dí)運(yùn)行狀(zhuàng)態，實時(shí)監測各(gè)回路電(diàn)壓，電(diàn)流，功(gōng)率，功率因(yīn)數(shù)，電能等電(diàn)參數信息，動態(tài)監視各(gè)配(pèi)電回路(lù)斷路器，隔離開關，地(dì)刀(dāo)等合，分狀(zhuàng)態(tài)，以及有(yǒu)關故(gù)障(zhàng)，告警(jǐng)等信(xìn)號。

2）電(diàn)能統(tǒng)計(jì)報表

係統以豐富的報表支撐(chēng)計量體係的(dí)完(wán)整性(xìng)。係(xì)統(tǒng)具(jù)備(bèi)定(dìng)時(shí)抄(chāo)表匯總統(tǒng)計功(gōng)能，用戶(hù)可以自由查詢自係統正(zhèng)常(cháng)運行以來(lái)任意時間(jiān)段內各配(pèi)電節點的(dí)用(yòng)電情(qíng)況(kuàng)，即(jí)該節點(diǎn)進綫用(yòng)電(diàn)量(liáng)與(yǔ)各分支回路(lù)消耗電量的統計分(fēn)析(xī)報(bào)表(biǎo)。該(gāi)功能(néng)使得用電(diàn)可(kě)視(shì)透明，並(bìng)在用電誤差偏大時(shí)可分析追(zhuī)溯(sù)，維護計量(liáng)體係的正確性。

3）詳(xiáng)細電(diàn)參(cān)量(liáng)查(chá)詢

在(zài)配電(diàn)一次(cì)圖(tú)中(zhōng)，當鼠標(biāo)移(yí)動到每個(gè)回路(lù)附近時(shí)，鼠標(biāo)指針變為手形(xíng)，鼠標單(dān)擊可查(chá)看(kàn)該回(huí)路詳(xiáng)細電參量(liáng)，包(bāo)括三(sān)相(xiāng)電(diàn)流，三相電(diàn)壓(yā)，三(sān)相總(zǒng)有(yǒu)功功率，總無(wú)功(gōng)功率，總(zǒng)功率(shuài)因數，正向(xiàng)有(yǒu)功電能，並(bìng)可以(yǐ)查看24小時(shí)相電流趨勢曲綫及24小(xiǎo)時電壓(yā)趨勢曲綫。

4）運行(háng)報(bào)表

係(xì)統具(jù)有實時(shí)電(diàn)力(lì)參(cān)數和歷(lì)史電力參數(shù)的存儲和(hé)管(guǎn)理(lǐ)功(gōng)能，所有(yǒu)實時采集的數據(jù)，順序(xù)事件(jiàn)記(jì)錄(lù)等均可保存到(dào)數(shù)據庫，在查詢(xún)界麵中(zhōng)能夠(gòu)自定義需(xū)要查(chá)詢的參(cān)數，時間(jiān)或選擇查詢更新的記錄(lù)數據等，並通(tōng)過報(bào)表方(fāng)式顯示(shì)出來。用戶可(kě)以根(gēn)據(jù)需要(yào)定製(zhì)運行(háng)日報(bào)，月報，支(zhī)持導(dǎo)出Excel格(gé)式文(wén)件，還可以根據用戶要求導出(chū)PDF格(gé)式(shì)文件。

5）變(biàn)壓(yā)器運行(háng)監視(shì)

係統(tǒng)對配電係統(tǒng)總(zǒng)進綫(xiàn)，主變壓器(qì)，重(zhòng)要負(fù)荷出綫(xiàn)的運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)態(tài)進行在綫(xiàn)實時監(jiān)視，用曲綫顯示電流，變壓(yā)器(qì)運(yùn)行溫度(dù)，有功需(xū)量(liáng)，有(yǒu)功(gōng)功(gōng)率(shuài)，視(shì)在功率，變壓(yā)器(qì)負荷率等(děng)運行(háng)趨(qū)勢(shì)，分析(xī)變壓(yā)器負荷(hé)率(shuài)及損耗，方便(biàn)運行維(wéi)護人員及時(shí)掌握運(yùn)行水(shuǐ)平和用(yòng)電需求(qiú)，確保(bǎo)供電安全可靠。

6）實時(shí)報警

係統(tǒng)具有實時報(bào)警功(gōng)能(néng)，係(xì)統(tǒng)能夠對(duì)配(pèi)電(diàn)回路(lù)斷路器(qì)，隔(gé)離開關，接(jiē)地刀分，合(hé)動作等(děng)遙信變位(wèi)，保(bǎo)護(hù)動作，事故跳(tiào)閘，以(yǐ)及(jí)電(diàn)壓，電流(liú)，功(gōng)率，功(gōng)率因數越限等事(shì)件進行(háng)實時監(jiān)測(cè)，並(bìng)根(gēn)據(jù)事(shì)件(jiàn)等(děng)級(jí)發出告警。係統報(bào)警時(shí)自(zì)動(dòng)彈出(chū)實時報警窗(chuāng)口，並發出(chū)聲音或語(yǔ)音(yīn)提醒。

7）歷史事件(jiàn)查詢

係統能(néng)夠對遙(yáo)信變(biàn)位，保護(hù)動作，事(shì)故(gù)跳閘(zhá)，以及電壓(yā)，電流，功率，功率(shuài)因(yīn)數越(yuè)限等(děng)事件記錄(lù)進(jìn)行(háng)存儲(chǔ)和管理(lǐ)，方便用戶(hù)對係(xì)統事(shì)件和報(bào)警(jǐng)進(jìn)行歷(lì)史追溯(sù)，查詢統(tǒng)計，事(shì)故分析。

8）電能質(zhì)量監測(cè)

係統可以對整(zhěng)個配(pèi)電係統範圍內的電(diàn)能(néng)質量(liáng)進(jìn)行持續(xù)性(xìng)的監測，運行(háng)維護(hù)人員可以(yǐ)通過(guò)諧(xié)波(bō)分(fēn)析棒圖，報(bào)表掌(zhǎng)握進綫(xiàn)，變壓(yā)器，重(zhòng)要回(huí)路的電壓，電(diàn)流諧(xié)波畸變率(shuài)，諧(xié)波(bō)含量，電壓不平衡(héng)度等(děng)，及(jí)時(shí)采取(qǔ)相應的措施，降(jiàng)低諧波損(sǔn)耗(hào)，減(jiǎn)少(shǎo)因(yīn)諧(xié)波造成的(dí)異常和(hé)事故(該功能需要選(xuǎn)配帶諧波監(jiān)測功能的(dí)電力(lì)儀表，不(bù)需要(yào)可刪除(chú)。

9）遙(yáo)控(kòng)操(cāo)作(zuò)

係統(tǒng)支(zhī)持(chí)對(duì)斷路(lù)器，隔離開關(guān)，接地刀等進行(háng)分，合遙控操(cāo)作。係統(tǒng)具有嚴(yán)格(gé)的(dí)密碼保護和操作權限(xiàn)管理功能，對(duì)於每次(cì)遙控操作，係統(tǒng)自動生成操作記錄(lù)，記錄內(nèi)容包含(hán)操(cāo)作(zuò)人，操作(zuò)時(shí)間，操作(zuò)類(lèi)型等。實現該(gāi)功(gōng)能(néng)需要斷路(lù)器本身(shēn)具(jù)有電(diàn)操(cāo)機構及(jí)保護保測控裝(zhuāng)置具備遙控(kòng)功能等硬件設備的支持。

10）用(yòng)戶權限(xiàn)管理(lǐ)

係統為(wéi)保障(zhàng)係統安全(quán)穩(wěn)定運(yùn)行，設置(zhì)了用戶權限管(guǎn)理功能。通(tōng)過用戶(hù)權(quán)限管(guǎn)理能夠防(fáng)止未(wèi)經授權(quán)的操(cāo)作(zuò)（如配(pèi)電回路名稱修改等）。可(kě)以定義(yì)不同(tóng)級別(bié)用(yòng)戶(hù)的登(dēng)錄(lù)名，密碼(mǎ)及(jí)操作(zuò)權限，為係(xì)統運行，維護(hù)，管(guǎn)理提供可(kě)靠(kào)的(dí)安全(quán)保障。

11）通訊狀態圖(tú)

係統(tǒng)支持(chí)實(shí)時(shí)監視(shì)接入(rù)係(xì)統的各(gè)設(shè)備的通(tōng)訊狀態(tài)，能夠(gòu)完整的顯(xiǎn)示(shì)整個係統網絡(luò)結(jié)構(gòu)；可(kě)在綫診(zhěn)斷設(shè)備通訊(xùn)狀(zhuàng)態，發生網絡異常時(shí)能(néng)自動(dòng)在(zài)界麵(miàn)上(shàng)顯(xiǎn)示故障設(shè)備或元件(jiàn)及(jí)其故(gù)障部(bù)位。從而(ér)方便運行維護人員實(shí)時(shí)掌(zhǎng)握現場各設備(bèi)的(dí)通(tōng)訊狀態(tài)，及(jí)時維護出(chū)現異常的(dí)設備，保(bǎo)證係(xì)統的(dí)穩定運行(háng)。

12）視(shì)頻(pín)監(jiān)控

視頻(pín)監控展示(shì)了當(dāng)前實(shí)時畫麵（視(shì)頻直播(bō)），選中某(mǒu)一(yī)個(gè)變配(pèi)電(diàn)站，即可查看該變配電站(zhàn)內視頻(pín)信息。

13）用戶報告

用戶報告(gào)頁麵(miàn)主要用於對選定的變(biàn)配電(diàn)站(zhàn)自動(dòng)匯總一個月的(dí)運行數據，對(duì)變(biàn)壓(yā)器負荷，配電回(huí)路(lù)用(yòng)電量(liáng)，功率因(yīn)數，報警(jǐng)事(shì)件等進(jìn)行統(tǒng)計分(fēn)析。

14）APP支(zhī)持

電(diàn)力(lì)運維手機(jī)支(zhī)持“監控(kòng)係(xì)統(tǒng)"，“設(shè)備檔(dàng)案(àn)"，“待辦事項"，“巡(xún)檢記(jì)錄"和“缺陷(xiàn)記(jì)錄(lù)"五(wǔ)大模(mó)塊(kuài)，支(zhī)持(chí)一次圖，需(xū)量(liáng)，用電量，視(shì)頻，曲綫，溫濕度(dù)，同比，環(huán)比(bǐ)，電能(néng)質量(liáng)，各(gè)種(zhǒng)事(shì)件(jiàn)報警(jǐng)查詢(xún)，設(shè)備(bèi)檔(dàng)案(àn)查詢(xún)，待(dài)辦事(shì)件處(chǔ)理(lǐ)，巡檢記錄查詢(xún)等(děng)。

4.5係統硬件配置清單(dān)

5，結(jié)束語

本(běn)文(wén)設計(jì)的(dí)遠程(chéng)費(fèi)控電能表實(shí)現了(liǎo)電能(néng)數(shù)據的(dí)采集，存儲，計(jì)量(liáng)和上(shàng)傳(chuán)功能，為(wéi)實現基(jī)於智能卡(qiǎ)的電能(néng)表(biǎo)設計提(tí)供了一種新的(dí)解(jiě)決(jué)方(fāng)案。但在(zài)試驗過(guò)程(chéng)中也發現(xiàn)，遠程費(fèi)控電能表在(zài)長久(jiǔ)運(yùn)行的(dí)穩定性(xìng)和(hé)可(kě)靠性(xìng)方麵(miàn)仍(réng)然存在著一些不(bù)穩定(dìng)的(dí)因素，主(zhǔ)要(yào)體現(xiàn)在終端有時會掉綫，造成(chéng)主(zhǔ)站(zhàn)係統無法(fǎ)采(cǎi)集到終端的(dí)數(shù)據(jù)，因此(cǐ)無法(fǎ)準(zhǔn)確(què)地計(jì)算電(diàn)能。後續還(huán)需要(yào)進(jìn)一(yī)步提高(gāo)電能(néng)表(biǎo)數(shù)據采集(jí)的(dí)穩定性(xìng)，以滿足遠程(chéng)費控(kòng)業(yè)務(wù)智(zhì)能(néng)化的(dí)發展要(yào)求(qiú);在(zài)符(fú)合國家(jiā)標(biāo)準(zhǔn)與規範的條(tiáo)件下(xià)，滿(mǎn)足運(yùn)行需求(qiú)。

參考(kǎo)文(wén)獻(xiàn):

.       鐘雯(wén)倩.基於智(zhì)能(néng)卡的遠程費控電能(néng)表(biǎo)的設(shè)計(jì)與(yǔ)應用(yòng)研究(jiū)[J].機械(xiè)設計與(yǔ)製(zhì)造工程(chéng),2022,51(04):110-114.

.       張銀建，田亞(yà)南(nán)．基(jī)於NB－IoT以及ADE9078的(dí)智(zhì)能(néng)數字遠(yuǎn)傳三相電(diàn)表設(shè)計［J］．自動化儀表，2019，40(7):47－49，53．

.       龐文昌(chāng)，王興(xīng)權．基於WebService的(dí)費控電能(néng)表(biǎo)便(biàn)捷繳費技(jì)術(shù)應(yīng)用研(yán)究(jiū)［J］．通(tōng)訊世界，2018(2):191－192．

.       蘇慧玲，王忠東，*奇(qí)新，等．智能(néng)電(diàn)能表檢定(dìng)係(xì)統標(biāo)準時(shí)鐘(zhōng)共(gòng)用(yòng)方法研究(jiū)［J］．自(zì)動(dòng)化儀表，2018，39(10):24－27．

.       黃成(chéng)．單(dān)相智能(néng)費控光纖(xiān)網絡電能(néng)表的設計(jì)與(yǔ)應用［J］．電(diàn)測(cè)與(yǔ)儀表(biǎo)，2019，56(9):148－152．

.       安科(kē)瑞企業微(wēi)電(diàn)網設計與(yǔ)應(yīng)用手冊2022.05版

作者簡介;魏健(jiàn)輝，女，現任(rèn)職於(yú)安(ān)科瑞電(diàn)氣(qì)股份有限公司。