组合式多功能电能表的制作方法

1.本实用新型属于电力测量技术领域，具体涉及一种应用于电力行业的组合式多功能电能表。


背景技术：

2.随着国家绿色发展理念的提出和新能源发电技术的不断发展，光伏发电技术作为新能源发电技术的重要组成部分，其应用范围和场景将不断增加，对电能管理也提出了新的需求。另外，随着物联网、大数据、云计算等技术的迅猛发展，智慧用电管理应用场景也孕育而生，对电能监测数据的依赖性也越来越大。客观上，需要一种多功能电表，去满足智慧能源管理系统的应用需求。
3.新技术推动了能源管理应用场景的智能化和高效化，但也不可避免的面临着如何将新技术融入到旧的应用场景中。现有的多功能电表通信方式较为单一，多使用有线通信。面对复杂且差异较大的旧的应用场景，建立本地通信线路的难度大，而且成本较大。“即安即用”成为一种较好的改建方式，因此，实用新型一种通信方式多样、通信功能强大的电能表是十分有必要的。
4.边缘计算、雾计算、云计算等概念的提出和技术的发展，推动了智慧能源管理系统的发展。性能更优的处理芯片也使得数据的本地处理、共享成为可能。对于仅为其他设备工作提供电能数据的应用场景，对价格较为昂贵的无线通信功能部分进行裁剪也显得十分有必要。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种易于进行功能裁剪、能够全面适应新旧应用场景的组合式多功能电能表。
6.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
7.一种组合式多功能电能表，包括可裁剪式连接的电能测量模块和远程通信模块；
8.所述电能测量模块包括：
9.用于将外部供电电压转换为第一工作电压的第一电源电路；
10.用于获取电流采样点的电流信号的外接互感器；
11.与所述外接互感器相连接，用于将所述电流信号转换为电流对应的电压信号的电流采样电路；
12.用于获取电压采样点的电压并对应转换为电压对应的电压信号、为所述第一电源电路提供所述外部供电电压的电压采样电路；
13.分别与所述电流采样电路、所述电压采样电路相连接，用于基于所述电流对应的电压信号和所述电压对应的电压信号进行电能计量分析得到电能计量数据，并将所述电流对应的电压信号和所述电压对应的电压信号分别转换为电流数字信号和电压数字信号的计量芯片；
14.与所述计量芯片相连接，用于基于所述电能计量数据进行电能质量分析的主控芯片；
15.与所述主控芯片相连接，用于与所述远程通信模块建立物理连接的第一组合接口；
16.所述第一电源电路分别与所述电流采样电路、所述电压采样电路、所述计量芯片、所述主控芯片、所述第一组合接口相连接；
17.所述远程通信模块包括：
18.用于与所述电能测量模块建立物理连接的第二组合接口；
19.与所述第二组合接口相连接，用于将所述第二组合接口提供的电压转换为第二工作电压的第二电源电路；
20.与所述第二组合接口相连接，用于由所述第二组合接口接收数据并将其通过无线或以太网通信方式进行远程传输的综合通信模块；
21.与所述综合通信模块相连接，用于建立有线通信网络的以太网接口。
22.所述电能测量模块还包括：
23.与所述主控芯片相连接，用于避免因外部干扰而造成误复位的复位电路；
24.与所述主控芯片相连接，用于存储数据信息的存储模块；
25.与所述主控芯片相连接，用于对所述电能测量模块进行固件升级的usb模块；
26.与所述主控芯片相连接，用于进行本地通信的有线通信模块；
27.与所述主控芯片相连接，用于显示信息和输入信息的交互模块。
28.所述远程通信模块还包括：
29.与所述综合通信模块相连接，用于连接外接天线的天线接口。
30.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型能够方便地对功能单元进行裁剪，便于新旧使用场景的应用，且可以很好地支撑智慧能源管理系统的构建，具有较好的实际应用价值。
附图说明
31.附图1为本实用新型组合式多功能电能表的框图。
32.附图2为本实用新型组合式多功能电能表中电能测量模块的框图。
33.附图3为本实用新型组合式多功能电能表中远程通信模块的框图。
具体实施方式
34.下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
35.实施例一：如附图1所示，一种组合式多功能电能表，包括可裁剪式连接的电能测量模块200和远程通信模块30，即电能测量模块200和远程通信模块30之间通过物理连接建立通信、控制和电源通道。其中，电能测量模块200能够在远程通信模块30不存在时独立工作。
36.如附图2所示，电能测量模块200包括第一电源电路201、若干个外接互感器、电流采样电路209、电压采样电路202、计量芯片203、主控芯片204、第一组合接口213，此外，电能测量模块200还包括复位电路205、存储模块210、usb模块211、有线通信模块212、交互模块
214中的一种或多种的组合。
37.第一电源电路201用于将外部供电电压转换为第一工作电压，并分别提供给电流采样电路209、计量芯片203、主控芯片204、第一组合接口213、复位电路205、存储模块210、usb模块211、有线通信模块212、交互模块214等使用。
38.外接互感器通常设置三个，分别为第一外接互感器206、第二外接互感器207和第三外接互感器208，外接互感器用于获取电流采样点的电流信号。
39.电流采样电路209与外接互感器相连接，用于将电流互感器获得的电流信号转换为计量芯片203所需的电流对应的电压信号，以提供给计量芯片203。
40.电压采样电路202用于获取电压采样点的电压并对应转换为计量芯片203所需的电压对应的电压信号以提供给计量芯片203、为第一电源电路201提供外部供电电压，故第一电源电路201与电压采样电路202相连接。
41.外接互感器的个数和电压输入相相互搭配形成单相电能表、两路输入单相电能表、三相四线电能表。
42.计量芯片203分别与电流采样电路209、电压采样电路202相连接，其用于基于电流对应的电压信号和电压对应的电压信号进行电能计量分析得到电能计量数据，并将电流对应的电压信号和电压对应的电压信号分别转换为电流数字信号和电压数字信号。
43.主控芯片204与计量芯片203相连接，其用于基于电能计量数据进行电能质量分析，还用于协调、控制电能测量模块200和远程通信模块30中的各功能部分。其中，在进行电能质量分析时，使用快速傅里叶变换从采集到的数据中得到电能谐波信息。
44.第一组合接口213与主控芯片204相连接，用于与远程通信模块30建立物理连接。
45.复位电路205与主控芯片204相连接，用于避免因外部干扰而造成误复位。
46.存储模块210与主控芯片204相连接，用于存储数据信息，包括校表数据、电能数据、故障事件信息等。
47.usb模块211与主控芯片204相连接，用于使用u盘对电能测量模块200进行固件升级。
48.有线通信模块212与主控芯片204相连接，用于进行本地通信。
49.交互模块214与主控芯片204相连接，用于显示信息和输入信息，其中显示信息至用于指示电能测量模块200的工作状态，输入信息指用于输入用于复位电能测量模块200、清空存储模块210的电能数据以及故障数据，复位远程通信模块30等指令。
50.如附图3所示，远程通信模块30包括第二组合接口34、第二电源电路31、综合通信模块33、以太网接口32和天线接口35。
51.第二组合接口34用于与电能测量模块200建立物理连接。
52.第二电源电路31与第二组合接口34相连接，用于将第二组合接口34提供的电压转换为第二工作电压，并提供给远程通信模块30中需要该第二工作电压的部分。
53.综合通信模块33是远程通信模块30实现远程通信的核心部分，其与第二组合接口34相连接，用于由第二组合接口34接收数据并将其通过无线或以太网通信方式进行远程传输。
54.以太网接口32与综合通信模块33相连接，用于外接以太网线缆，建立有线通信网络。
55.天线接口35与综合通信模块33相连接，用于连接外接天线，以增强信号强度、建立有线网络通信。
56.上述方案的组合式多功能电能表，能够实现电能数据的监测、分析、有线传输和无线传输，其组合的方式可以根据应用场景实现对无线远程通信模块30进行裁剪；使用无线通信技术和互感器间接接入方式方便安装和使用，便于旧的应用场景的改造；使用高性能主控芯片204和高精度计量芯片203可以完成数据在采集端的加工、处理、压缩等，实现数据分析、电能质量分析等功能，能够为大数据分析等应用提供较为全面、可靠的数据；有线通信功能可以使其较好的与本地设备之间相互通信，配合本地设备工作，支持其他设备实现功能。
57.相比于现有的电能表通信方式较为单一，在旧的应用场景中使用起来较为不便；电能计量部分和通信方式集成在一体，不能根据应用场景的不同进行选择价格最优的通信方式，本实用新型设计的电能表具有数据的加工、处理、压缩功能，可以更好的支撑智慧能源管理系统的构建，具有较好的实际应用价值。
58.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。