一種新型居民客戶智能用電管理終端的製作方法
2023-05-29 04:36:56
本發明涉及智能電錶管理技術領域，具體地說是一種新型居民客戶智能用電管理終端。
背景技術：
近年來，各供電公司加大智能電能表的推廣應用，智能電能表覆蓋率達到了99％以上。智能電能表具有強大的功能和豐富的用電數據，由於電能表安裝在客戶室外(如單元樓道、配電間、地下室等位置)，均在客戶不容易觀察到的地方，因而智能電能表的這些功能和數據，沒用被用來規範客戶的日常用電行為及指導客戶進行安全和合理的用電，智能電能表的功能沒有被充分應用。
例如智能電能表的日用電量數據。濟南供電公司居民客戶是兩個月繳納一次電費，對應的是上兩個月的用電量(如9月份繳納的是7、8月的用電量)，在夏秋、冬春季節交替時，客戶往往會感覺電費高，懷疑電能表跑快而進行申請校表，對自己上兩個月每天的用電設備使用情況(比如空調等)卻沒有太多印象。如果客戶能夠了解自己每天的用電量，這種申請校表的情況將會大大減少，從而減輕供電部門現場校表的工作量
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種新型居民客戶智能用電管理終端，用於解決現有的智能電錶沒用被用來規範客戶的日常用電行為及指導客戶進行安全和合理的用電的問題。
本發明解決其技術問題所採取的技術方案是：一種新型居民客戶智能用電管理終端，用於與智能電錶相連，採集智能電錶的信息，進行用電管理，其特徵是，終端為方形立體結構，在終端的正面設置有顯示區和設置區，在終端內部設置有處理器，在終端的一側插拔安裝有通信模塊；所述的顯示區包括用於顯示用電量、文字報警提示和實時用電狀態的顯示屏和燈光報警提示的報警燈，所述的設置區包括用於進行設置、查詢操作的按鍵和用於接外部存儲的外部存儲接口；所述的顯示屏、報警燈、外部存儲接口和按鍵與處理器相連，處理器通過通信模塊與智能電錶相連；所述的處理器包括一種新型居民客戶智能用電管理系統。
進一步地，所述的通信模塊與智能電錶通過OFDM載波進行通訊；所述的按鍵包括用於解除燈光報警提示的報警解除鍵，和用於設置參數時輸入相應數值的數字鍵，和用於參數設置時移動光標或選擇參數可選項的「↑、↓、←、→」鍵，和用於對輸入或選擇的參數進行確認或取消的「確認」鍵和「取消」鍵，和用於進入參數顯示界面、實時用電量顯示界面、日電量顯示界面、月電量顯示界面和年電量顯示界面的參數鍵、實時鍵、日電量鍵、月電量鍵和年電量鍵，和用於進行翻頁顯示的「︽」鍵和「︾」鍵，和用於刪除所有用電量數據、所有參數恢復至默認值的初始化鍵。
進一步地，所述的參數包括智能電錶的485地址、抄表周期、電價、日期、時間、階梯電量方式、第1階梯電量、第2階梯電量、1階梯電價、2階梯電價、3階梯電價、過電壓報警值、欠電壓報警值、過電流報警值、漏電流報警值、1階梯電量報警值、2階梯電量報警值；
所述的實時用電狀態包括實時電壓、實時電流、實時功率、電量、電費估算；所述的日電量顯示包括歷史日用電量情況及相應的電費估算，月電量顯示包括歷史月用電量情況及相應的電費估算，年電量顯示包括歷史年用電量情況及相應的電費估算。
進一步地，所述的漏電流報警值只在單相電能表中設置，在三相電能表中不做設置；
所述的階梯電量方式包括年階梯、月階梯和無階梯；當為年階梯時，第1階梯電量設置為2520KW/H，第1階梯電量報警值設為600KW/H，第2階梯電量設置為4800KW/H，第2階梯電量報警值設為1000KW/H；當為月階梯時，第1階梯電量設置為210KW/H，第1階梯電量報警值設為60KW/H，第2階梯電量設置為400KW/H，第2階梯電量報警值設為100KW/H；當為無階梯時，第1階梯電量、第1階梯電量報警值、第2階梯電量、第2階梯電量報警值均不可設；
所述的電價包括1階梯電價、2階梯電價和3階梯電價，當階梯電量方式為無階梯時，2階梯電價和3階梯電價不設置；
過電壓報警值為250V，欠電壓報警值為190V，過電流報警值為30A，漏電流報警值為0.5A。
進一步地，所述的一種新型居民客戶智能用電管理系統包括用於監測當前電壓、電流、功率用電狀況以及預算將要支出電費的用電狀況監測模塊；和，
當用電出現異常情況時及時報警，並指導安全合理用電的用電報警模塊；和，
對電費進行計算，當電費餘額不足或欠費時，將供電公司的催費信息及時通知的電費計算、繳納提醒模塊；和，
用於將電能表的時間與管理終端的時間相同步的時鐘同步模塊；和，
將近期用電量情況、報警信息進行顯示的展示模塊。
進一步地，所述的用電狀況包括三相電錶的三相數據、單相電錶的單相數據、當前電能表示值、本月用電量、上月用電量、本年用電量、1階梯剩餘電量、2階梯剩餘電量、日用電量、月用電量、年用電量、電錶累積總/谷；
所述當前電能表示值顯示電能表當前組合有功電量示值，僅顯示總、谷；
所述的電錶累積總/谷，指自電能表安裝時起至當天天零點，電能表當天零點時的日凍結正向有功總(谷)電量示值；
截止當天零時，本月用電量的計算方式為：
a)本月無電能表更換，即電能表的RS485地址未變更時：
本月用電量總＝當天零點的日凍結正向有功總電量示值-本月1日零點的日凍結正向有功總電量示值；
本月用電量谷＝當天零點的日凍結正向有功谷電量示值-本月1日零點的日凍結正向有功谷電量示值；
b)本月有電能表更換，即電能表的RS485地址發生變更時：
本月用電量＝舊錶電量+新表電量；
舊錶總電量＝換表日零點的日凍結正向有功總電量示值-本月1日零點的日凍結正向有功總電量示值；
舊錶谷電量＝換表日零點的日凍結正向有功谷電量示值-本月1日零點的日凍結正向有功谷電量示值；
新表總電量＝當天零點的日凍結正向有功總電量示值-0；
新表谷電量＝當天零點的日凍結正向有功谷電量示值-0；
c)日凍結電量未抄讀成功時：
如果本月1日零點的日凍結電量未抄讀成功，則用本月最早抄讀到的日凍結電量計算；如果當天零點的日凍結電量未抄讀成功，則用當天最早抄讀到的當前電能表表碼計算；
截止當天零點，本年用電量的計算方式：
本年用電量等於本年度1月至本月當前日的月累計用電量之和；
所述的1階梯剩餘電量，是指第1階梯剩餘可用的電量，按總電量計算，計算方式如下：
a)執行「年階梯」時：
1階梯剩餘電量＝第1階梯電量-本年用電量；(本年用電量≥第1階梯電量時，1階梯剩餘電量＝0)
b)執行「月階梯」時：
1階梯剩餘電量＝第1階梯電量-本月用電量；(本月用電量≥第1階梯電量時，1階梯剩餘電量＝0)
c)「無階梯」時，則不做計算；
所述的2階梯剩餘電量，是指第2階梯剩餘可用的電量，按總電量計算，計算方式如下：
a)執行「年階梯」且「本年用電量≤第1階梯電量」時：
2階梯剩餘電量＝第2階梯電量-第1階梯電量；
b)執行「年階梯」且「本年用電量＞第1階梯電量」時：
2階梯剩餘電量＝第2階梯電量-本年用電量；(本年用電量≥第2階梯電量時，2階梯剩餘電量＝0)
c)執行「月階梯」且「本月用電量≤第1階梯電量」時：
2階梯剩餘電量＝第2階梯電量-第1階梯電量；
d)執行「月階梯」且「本月用電量＞第1階梯電量」時：
2階梯剩餘電量＝第2階梯電量-本月用電量；(本月用電量≥第2階梯電量時，2階梯剩餘電量＝0)
e)「無階梯」時，則不做計算；
所述的日用電量為當天零點的日凍結電量示值，即，當天日用電量的起碼，也是昨天日用電量的止碼；
所述的月用電量為當月1日零點的日凍結電量示值，即，當月月用電量的起碼，也是上一個月月用電量的止碼；
所述的年用電量顯示近8年的年用電量；
所述三相電錶的三相數據包括三相電壓、三相電流和三相有功功率；
所述單相電錶的單相數據包括單相電壓、火線電流、零線電流和單相有功功率。
進一步地，所述的日凍結電量抄度的步驟具體包括：
步驟1)、每日零點5分讀取電能表內的上一次日凍結電量；
步驟2)、管理終端判斷讀取到的日凍結電量時標與管理終端當前日期是否一致；如果一致，則保存數據，當天不再讀取電能表內的日凍結電量，否則，執行步驟3)操作；
步驟3)、不保存數據，下一周期抄表時，讀取電能表內的上一次日凍結電量。
進一步地，用電報警包括漏電流報警、過電流報警、過電壓報警、欠電壓報警、階梯電量報警和電費報警；
所述的漏電流報警只對單相電能表進行報警，對三相電錶不報警；所述的階梯電量報警包括第1階梯電量報警和第2階梯電量報警，當「第1階梯剩餘電量」大於零且小於設定的「第1階梯電量報警值」時，終端發出報警信息，提醒客戶注意節約用電；當「第2階梯剩餘電量」大於零且小於設定的「第2階梯電量報警值」時，終端發出報警信息，提醒客戶注意節約用電；
當電壓值超過250V，則進行過電壓報警，當電壓小於190V，則進行欠電壓報警，當電流大於30A，則進行過電流報警，當火線電流與零線電流的差值大於0.5A，則進行漏電流報警；
所述用電報警模塊的報警方式包括進行文字顯示的文字報警和通過報警燈報警的燈光報警；當出現報警情況時，報警燈頻閃，並進行文字顯示，如有多項報警情況，則文字進行滾動顯示。
進一步地，電費計算、繳納提醒模塊計算電費的方法為：
本月電費的計算方式如下：
1)、執行「年階梯」時：
a)截止當天零點，當「本年用電量≤第1階梯電量」時：
本月電費＝本月用電量×1階梯電價；
b)當「第1階梯電量＜本年用電量≤第2階梯電量」時：
b1)：截止上一個月的月電量，本年用電量≤第1階梯電量：
本月電費＝本月未超過第1階梯的部分電量×1階梯電價+本月超過第1階梯的部分電量×2階梯電價；
b2)：截止上一個月的月電量，本年用電量＞第1階梯電量：
本月電費＝本月用電量×2階梯電價；
c)當「本年用電量＞第2階梯電量」時：
c1)：截止上一個月的月電量，本年用電量≤第2階梯電量：
本月電費＝本月未超過第2階梯的部分電量×2階梯電價+本月超過第2階梯的部分電量×3階梯電價；
c2)：截止上1月電量，本年用電量＞第2階梯電量：
本月電費＝本月用電量×3階梯電價。
進一步地，所述的時鐘同步模塊在每個月定期與電能表進行一次時鐘同步，時鐘同步模塊同步時間的最小單位是「日」。
本發明的有益效果是：本發明將智能電能表的數據實時展現給客戶，向客戶提供安全、節能、科學、合理的用電行為指導，成為客戶用電的智能管家，主要實現以下功能：
(1)用電狀況監測。讓客戶了解當前的電壓、電流、功率等用電狀況以及預算將要支出的電費。
(2)歷史用電量展示。讓客戶了解近期的日、月、年用電量情況。
(3)異常用電報警。當客戶用電出現異常情況時及時進行報警，指導客戶安全、合理用電。報警信息包括電壓偏高、電壓偏低、負荷過高、漏電等。
(4)階梯電量報警。當客戶的累計用電量接近階梯電量值時，報警提示客戶注意節約用電，從而減少電費支出。
(5)電費繳納提醒。當客戶電費(電量)餘額不足或欠費時，將供電公司的催費信息(在電能表中顯示為「請購電」提示)及時通知到用電客戶。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明的模塊結構連接圖；
圖3為本發明日凍結電量抄讀流程圖；
圖中：1、顯示屏，2、報警燈，3、通信模塊，4、外部存儲接口。
具體實施方式
一種新型居民客戶智能用電管理終端，用於與智能電錶相連，採集智能電錶的信息，進行用電管理。如圖1所示，終端為方形立體結構，在終端的正面設置有顯示區和設置區，在終端內部設置有處理器，在終端的一側插拔安裝有通信模塊3，通信模塊採用插撥式安裝，便於更換以保持與智能電能表模塊相適應；顯示區包括用於顯示用電量、文字報警提示和實時用電狀態的顯示屏1和燈光報警提示的報警燈2，設置區包括用於進行設置、查詢操作的按鍵和用於接外部存儲的外部存儲接口4。
如圖2所示，顯示屏1、報警燈2、外部存儲接口4和按鍵與處理器相連，處理器通過通信模塊3與智能電錶相連。
通信模塊與智能電錶通過OFDM載波進行通訊；按鍵包括用於解除燈光報警提示的報警解除鍵，和用於設置參數時輸入相應數值的數字鍵，和用於參數設置時移動光標或選擇參數可選項的「↑、↓、←、→」鍵，和用於對輸入或選擇的參數進行確認或取消的「確認」鍵和「取消」鍵，和用於進入參數顯示界面、實時用電量顯示界面、日電量顯示界面、月電量顯示界面和年電量顯示界面的參數鍵、實時鍵、日電量鍵、月電量鍵和年電量鍵，和用於進行翻頁顯示的「︽」鍵和「︾」鍵，和用於刪除所有用電量數據、所有參數恢復至默認值的初始化鍵。
如表1所示，參數包括智能電錶的485地址、抄表周期、電價、日期、時間、階梯電量方式、第1階梯電量、第2階梯電量、1階梯電價、2階梯電價、3階梯電價、過電壓報警值、欠電壓報警值、過電流報警值、漏電流報警值、1階梯電量報警值、2階梯電量報警值；階梯電量方式包括年階梯、月階梯和無階梯；當為年階梯時，第1階梯電量設置為2520KW/H，第1階梯電量報警值設為600KW/H，第2階梯電量設置為4800KW/H，第2階梯電量報警值設為1000KW/H；當為月階梯時，第1階梯電量設置為210KW/H，第1階梯電量報警值設為60KW/H，第2階梯電量設置為400KW/H，第2階梯電量報警值設為100KW/H；當為無階梯時，第1階梯電量、第1階梯電量報警值、第2階梯電量、第2階梯電量報警值均不可設；過電壓報警值為250V，欠電壓報警值為190V，過電流報警值為30A，漏電流報警值為0.5A，對於單相電能表來說，理論上漏電流應為零，即火線電流與零線電流相等，考慮到火線、零線的電流測量元件存在誤差，因此設定一個限值，超過此限值時，即可認為客戶的用電設備或線路存在漏電情況，終端發出報警信息，提醒客戶檢查用電設備及線路，確保用電安全，對於三相電能表來說，三相電能表中不存在零線電流，因此不做此項判斷。
表1
如表2所示，實時用電狀態包括實時電壓、實時電流、實時功率、電量、電費估算；日電量顯示包括歷史日用電量情況及相應的電費估算，月電量顯示包括歷史月用電量情況及相應的電費估算，年電量顯示包括歷史年用電量情況及相應的電費估算。
表2
電價包括1階梯電價、2階梯電價和3階梯電價，當階梯電量方式為無階梯時，2階梯電價和3階梯電價不設置；
處理器包括一種新型居民客戶智能用電管理系統。
一種新型居民客戶智能用電管理系統包括用於監測當前電壓、電流、功率用電狀況以及預算將要支出電費的用電狀況監測模塊；和，
當用電出現異常情況時及時報警，並指導安全合理用電的用電報警模塊；和，
對電費進行計算，當電費餘額不足或欠費時，將供電公司的催費信息及時通知的電費計算、繳納提醒模塊；和，
用於將電能表的時間與管理終端的時間相同步的時鐘同步模塊；和，
將近期用電量情況、報警信息進行顯示的展示模塊。
用電狀況包括三相電錶的三相數據、單相電錶的單相數據、當前電能表示值、本月用電量、上月用電量、本年用電量、1階梯剩餘電量、2階梯剩餘電量、日用電量、月用電量、年用電量、電錶累積總/谷；
當前電能表示值顯示電能表當前組合有功電量示值，僅顯示總、谷；
電錶累積總/谷，指自電能表安裝時起至當天零點，電能表當天零點時的日凍結正向有功總(谷)電量示值；
截止當天零時，本月用電量的計算方式為：
a)本月無電能表更換，即電能表的RS485地址未變更時：
本月用電量總＝當天零點的日凍結正向有功總電量示值-本月1日零點的日凍結正向有功總電量示值；
本月用電量谷＝當天零點的日凍結正向有功谷電量示值-本月1日零點的日凍結正向有功谷電量示值；
b)本月有電能表更換，即電能表的RS485地址發生變更時：
本月用電量＝舊錶電量+新表電量；
舊錶總電量＝換表日零點的日凍結正向有功總電量示值-本月1日零點的日凍結正向有功總電量示值；
舊錶谷電量＝換表日零點的日凍結正向有功谷電量示值-本月1日零點的日凍結正向有功谷電量示值；
新表總電量＝當天零點的日凍結正向有功總電量示值-0；
新表谷電量＝當天零點的日凍結正向有功谷電量示值-0；
c)日凍結電量未抄讀成功時：
如果本月1日零點的日凍結電量未抄讀成功，則用本月最早抄讀到的日凍結電量計算；如果當天零點的日凍結電量未抄讀成功，則用當天最早抄讀到的當前電能表表碼計算；
截止當天零點，本年用電量的計算方式：
本年用電量等於本年度1月至本月當前日的月累計用電量之和；
1階梯剩餘電量，是指第1階梯剩餘可用的電量，按總電量計算，計算方式如下：
a)執行「年階梯」時：
1階梯剩餘電量＝第1階梯電量-本年用電量；(本年用電量≥第1階梯電量時，1階梯剩餘電量＝0)
b)執行「月階梯」時：
1階梯剩餘電量＝第1階梯電量-本月用電量；(本月用電量≥第1階梯電量時，1階梯剩餘電量＝0)
c)「無階梯」時，則不做計算；
2階梯剩餘電量，是指第2階梯剩餘可用的電量，按總電量計算，計算方式如下：
a)執行「年階梯」且「本年用電量≤第1階梯電量」時：
2階梯剩餘電量＝第2階梯電量-第1階梯電量；
b)執行「年階梯」且「本年用電量＞第1階梯電量」時：
2階梯剩餘電量＝第2階梯電量-本年用電量；(本年用電量≥第2階梯電量時，2階梯剩餘電量＝0)
c)執行「月階梯」且「本月用電量≤第1階梯電量」時：
2階梯剩餘電量＝第2階梯電量-第1階梯電量；
d)執行「月階梯」且「本月用電量＞第1階梯電量」時：
2階梯剩餘電量＝第2階梯電量-本月用電量；(本月用電量≥第2階梯電量時，2階梯剩餘電量＝0)
e)「無階梯」時，則不做計算；
如表3所示，日用電量為當天零點的日凍結電量示值，即，當天日用電量的起碼，也是昨天日用電量的止碼。
表3
如表4所示，月用電量為當月1日零點的日凍結電量示值，即，當月月用電量的起碼，也是上一個月月用電量的止碼。
表4
如表5所示，年用電量顯示近8年的年用電量。
表5
三相電錶的三相數據包括三相電壓、三相電流和三相有功功率；
單相電錶的單相數據包括單相電壓、火線電流、零線電流和單相有功功率。
如圖3所示，日凍結電量抄度的步驟具體包括：
步驟1)、每日零點5分讀取電能表內的上一次日凍結電量；
步驟2)、管理終端判斷讀取到的日凍結電量時標與管理終端當前日期是否一致；如果一致，則保存數據，當天不再讀取電能表內的日凍結電量，否則，執行步驟3)操作；
步驟3)、不保存數據，下一周期抄表時，讀取電能表內的上一次日凍結電量。
用電報警包括漏電流報警、過電流報警、過電壓報警、欠電壓報警、階梯電量報警和電費報警；
漏電流報警只對單相電能表進行報警，對三相電錶不報警；階梯電量報警包括第1階梯電量報警和第2階梯電量報警，當「第1階梯剩餘電量」大於零且小於設定的「第1階梯電量報警值」時，終端發出報警信息，提醒客戶注意節約用電；當「第2階梯剩餘電量」大於零且小於設定的「第2階梯電量報警值」時，終端發出報警信息，提醒客戶注意節約用電；
當電壓值超過250V，則進行過電壓報警，當電壓小於190V，則進行欠電壓報警，當電流大於30A，則進行過電流報警，當火線電流與零線電流的差值大於0.5A，則進行漏電流報警；
用電報警模塊的報警方式包括進行文字顯示的文字報警和通過報警燈報警的燈光報警；當出現報警情況時，報警燈頻閃，並進行文字顯示，如有多項報警情況，則文字進行滾動顯示。
電費計算、繳納提醒模塊計算電費的方法為：
本月電費的計算方式如下：
1)、執行「年階梯」時：
a)截止當天零點，當「本年用電量≤第1階梯電量」時：
本月電費＝本月用電量×1階梯電價；
b)當「第1階梯電量＜本年用電量≤第2階梯電量」時：
b1)：截止上一個月的月電量，本年用電量≤第1階梯電量：
本月電費＝本月未超過第1階梯的部分電量×1階梯電價+本月超過第1階梯的部分電量×2階梯電價；
b2)：截止上一個月的月電量，本年用電量＞第1階梯電量：
本月電費＝本月用電量×2階梯電價；
c)當「本年用電量＞第2階梯電量」時：
c1)：截止上一個月的月電量，本年用電量≤第2階梯電量：
本月電費＝本月未超過第2階梯的部分電量×2階梯電價+本月超過第2階梯的部分電量×3階梯電價；
c2)：截止上1月電量，本年用電量＞第2階梯電量：
本月電費＝本月用電量×3階梯電價。
時鐘同步模塊在每個月定期與電能表進行一次時鐘同步，時鐘同步模塊同步時間的最小單位是「日」。
上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。