基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)及方法與流程

本發(fā)明涉及智能電表領(lǐng)域，尤其涉及一種基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
：智能電表是智能電網(wǎng)的智能終端，它已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的電能表，智能電表除了具備傳統(tǒng)電能表基本用電量的計量功能以外，為了滿足智能電網(wǎng)的發(fā)展需求以及大量分布式清潔能源發(fā)電接入電網(wǎng)的要求，它還應(yīng)具有精確的雙向多種費率計量功能、用戶端控制功能、多種數(shù)據(jù)傳輸模式的雙向數(shù)據(jù)通信功能、支持多用戶多場景使用、支持電價曲線發(fā)布和分時電價計費、電壓電流數(shù)據(jù)的實時采集與傳輸以及基于“互聯(lián)網(wǎng)+”思想的增值服務(wù)等智能化的功能，智能電表代表著未來節(jié)能型智能電網(wǎng)最終用戶智能化終端的發(fā)展方向。智能電表目前在現(xiàn)場已經(jīng)得到相當程度的應(yīng)用，相比傳統(tǒng)的電能表而言，無論在計費準確度和靈活度、抄表的自動化程度、電費管理的科學(xué)性方面都有較大提升，但在很多方面仍然存在一定的問題和不足，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)多用戶、多場景下計費功能有待完善。目前智能電表的應(yīng)用場景大多是“一戶一表”，使用對象明確，應(yīng)用場景單一。某些電表雖然也支持多用戶計費，但在原理和結(jié)構(gòu)上一般是普通電表硬件層面的物理擴展或疊加。隨著用戶類型的增加及應(yīng)用場景的多樣化，現(xiàn)有電表的計量、計費、管理和控制功能無法滿足要求，必須提出滿足多用戶、多場景需求的解決方案；(2)不支持用戶端計劃用電信息的上傳。目前的電表一般只完成用電信息的采集和上傳功能，不支持用戶信息交互和用戶信息上傳。為適應(yīng)智能用電技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)允許用戶上傳未來一段時間內(nèi)的用電計劃，以便為供電部門進行更加準確的負荷預(yù)測、安排更加合理的供電計劃、檢修計劃提供依據(jù)，同時可以將確定的檢修、停電計劃下發(fā)至智能電表，用戶可通過按鍵和lcd顯示屏查看；(3)不具備完善的電壓、電流信息在線采集與上傳功能。目前電表一般只采集電能(包括有功電能和無功電能)、電壓頻率等信息，不具備實時采集電壓和電流瞬時值信息的功能。采集電壓和電流信息，對于分析用戶的電能質(zhì)量、實時監(jiān)測用戶負荷、完成精確的負荷建模和用戶側(cè)需求管理功能具有重要作用。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供的第一目的是提供了一種基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)。本發(fā)明的一種基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)，包括智能電表終端，所述智能電表終端包括接線母線、一條進線和多條出線，每條出線對應(yīng)一個用戶；所述進線通過開關(guān)、電能總計量模塊和電壓電流瞬時值采樣模塊連接至接線母線，每條出線均依次通過一個子開關(guān)、一個電能計量子模塊和一個電壓電流瞬時值采樣子模塊連接至接線母線；所述電能總計量模塊、電能子計量模塊和電壓電流瞬時值采樣模塊分別將其采集到的用電計量信息及電壓電流采樣值信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)；所述用電管理服務(wù)器將其內(nèi)存儲的用戶及對應(yīng)的電卡信息、智能電表終端基本信息及相應(yīng)用電計量信息進行計算和統(tǒng)計；所述用電管理服務(wù)器還與電管理鏡像服務(wù)器相連，電管理鏡像服務(wù)器通過防火墻將上所述用電管理服務(wù)器內(nèi)存儲的信息共享至云端服務(wù)器。本發(fā)明由鏡像服務(wù)器接入云服務(wù)平臺。用戶可以通過移動客戶端接入方式訪問云端服務(wù)器；相比基于智能電表終端的交互方式而言，基于云服務(wù)平臺的交互方式更加方便、靈活，更符合用戶的使用習慣，并有助于獲取更加豐富的信息。進一步地，所述云端服務(wù)器還與客戶端相互通信。本發(fā)明使得用戶除了能通過智能電表終端實現(xiàn)與用電管理服務(wù)器之間的信息交互外，還可通過客戶端、云端服務(wù)器實現(xiàn)與用電管理服務(wù)器進行信息交互，這樣可為用戶提供多種信息交互方式，實現(xiàn)更加靈活、功能更加豐富的增值服務(wù)。進一步地，所述電能總計量模塊、電能子計量模塊和電壓電流瞬時值采樣模塊分別將其采集到的用電計量信息及電壓電流采樣值信息上傳至用電管理服務(wù)器，所述通信網(wǎng)絡(luò)是光纖以太網(wǎng)、gprs無線公共網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)。其中，光纖以太網(wǎng)能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，避免傳輸信號的干擾。專用網(wǎng)絡(luò)能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕苊鈧鬏斶^程中數(shù)據(jù)被篡改以造成的數(shù)據(jù)計量或統(tǒng)計不準確等問題。gprs無線公共網(wǎng)有利于減少通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資，充分利用公共資源。進一步地，所述電能總計量模塊和電能子計量模塊分別將其采集到的用電計量信息采用定期自動上傳和響應(yīng)用電管理服務(wù)器召喚隨機上傳相結(jié)合的方式，將相應(yīng)采集到的用電計量信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)。進一步地，所述電壓電流采集模塊的采集信息能夠經(jīng)通信系統(tǒng)上傳至用電管理服務(wù)器，在用電管理服務(wù)器中可完成用戶電能質(zhì)量分析、負荷動態(tài)實時監(jiān)控、精準負荷建模以及負荷預(yù)測等功能。本發(fā)明的第二目的是提供一種基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)的工作方法。本發(fā)明的基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)的工作方法，包括：電能總計量模塊、電能子計量模塊和壓電流采集模塊分別將其采集到的用電計量信息和電壓電流瞬時值信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)；用電管理服務(wù)器將其內(nèi)存儲的用戶及對應(yīng)的電卡信息、智能電表終端基本信息、相應(yīng)用電計量信息和電壓電流瞬時值信息進行必要的統(tǒng)計、分析和計算；用電管理服務(wù)器還將其內(nèi)存儲的用戶及對應(yīng)的電卡信息、智能電表終端基本信息、相應(yīng)用電計量信息以及統(tǒng)計和分析計算結(jié)果影像至電管理鏡像服務(wù)器；電管理鏡像服務(wù)器通過防火墻將上所述用電管理服務(wù)器內(nèi)存儲的信息共享至云端服務(wù)器。進一步地，云端服務(wù)器可將共享的信息傳送至客戶端。本發(fā)明使得用戶除了能通過智能電表終端實現(xiàn)與用電管理服務(wù)器之間的信息交互外，還可通過客戶端、云端服務(wù)器實現(xiàn)與用電管理服務(wù)器進行信息交互，這樣可為用戶提供多種信息交互方式，實現(xiàn)更加靈活、功能更加豐富的增值服務(wù)。進一步地，電能總計量模塊和電能子計量模塊分別將其采集到的用電計量信息采用定期自動上傳和響應(yīng)用電管理服務(wù)器召喚隨機上傳相結(jié)合的方式，將相應(yīng)采集到的用電計量信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)。進一步地，該方法還包括：用電管理服務(wù)器將分時電價曲線發(fā)送至智能電表終端或客戶端，供用戶查看并制定用電計劃；及智能電表終端或客戶端上傳未來一段時間內(nèi)的用電計劃至用電管理服務(wù)器，為供電部門進行準確地負荷預(yù)測、安排供電計劃及檢修計劃提供依據(jù)。本發(fā)明的有益效果為：(1)本發(fā)明通過改造現(xiàn)有電表結(jié)構(gòu)，為多用戶共用一塊電表提供了技術(shù)解決方案，且為多用戶分別提供電源開斷控制和電費計量功能。本發(fā)明將電表改造為一組進線、多組出線的結(jié)構(gòu)，其中每組出線對應(yīng)著一個用戶，進線和各組出線均包含開關(guān)、電費計量模塊和電壓電流瞬時值采集模塊，可對進線和任意出線實現(xiàn)電源開斷控制、電費計量和電氣量采集。(2)本發(fā)明的基于智能電表終端和互聯(lián)網(wǎng)的用電服務(wù)系統(tǒng)，使得用戶除了借助智能電表終端實現(xiàn)與用電管理服務(wù)器之間的信息交互外，還可基于客戶端、通過云端服務(wù)器實現(xiàn)與用電管理服務(wù)器進行信息交互，這樣可為用戶提供便捷、靈活的信息交互途徑，便于用戶獲取所需的用電信息、進行電費的充值和管理、定制來自用電管理服務(wù)器的各類用電服務(wù)信息。(3)本發(fā)明的基于智能電表終端和互聯(lián)網(wǎng)的用電服務(wù)系統(tǒng)，支持智能電表終端、客戶端等不同方式的電價曲線發(fā)布，也支持來自智能電表終端或客戶端的用戶用電計劃上傳功能，既能為用戶的合理有序用電提供電價依據(jù)，也能為供電部門進行更加準確的負荷預(yù)測、安排更加合理的供電計劃、檢修計劃提供依據(jù)。(4)本發(fā)明還通過智能電表終端采集用戶處的電壓和電流信息，分析用戶負荷的類型、用戶的電能質(zhì)量指標、用戶產(chǎn)生諧波的情況以及用戶負荷的工作特性曲線，可實現(xiàn)精確的用戶級負荷建模、負荷預(yù)測和用戶需求響應(yīng)功能。附圖說明圖1為本發(fā)明的智能電表終端結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明：本發(fā)明的客戶端是指具有互聯(lián)網(wǎng)接入功能的電子設(shè)備，例如智能手機，pc機，平板電腦，手持終端等，能夠完成用戶與云端服務(wù)器間的信息交互功能。圖2為本發(fā)明的基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)。如圖2所示的本發(fā)明的一種基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)，包括智能電表終端，如圖1所示，智能電表終端包括接線母線、一條進線和多條出線，每條出線對應(yīng)一個用戶；所述進線通過開關(guān)、電能總計量模塊和電壓電流瞬時值采樣模塊連接至接線母線，每條出線均依次通過一個子開關(guān)、一個電能計量子模塊和一個電壓電流瞬時值采樣子模塊連接至接線母線；所述電能總計量模塊、電能子計量模塊和電壓電流瞬時值采樣模塊分別將其采集到的用電計量信息及電壓電流采樣值信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)；所述用電管理服務(wù)器將其內(nèi)存儲的用戶及對應(yīng)的電卡信息、智能電表終端基本信息及相應(yīng)用電計量信息進行計算和統(tǒng)計；所述用電管理服務(wù)器還與電管理鏡像服務(wù)器相連，電管理鏡像服務(wù)器通過防火墻將上所述用電管理服務(wù)器內(nèi)存儲的信息共享至云端服務(wù)器。本發(fā)明由鏡像服務(wù)器接入云服務(wù)平臺。用戶可以通過移動客戶端接入方式訪問云端服務(wù)器；相比基于智能電表終端的交互方式而言，基于云服務(wù)平臺的交互方式更加方便、靈活，更符合用戶的使用習慣，并有助于獲取更加豐富的信息。其中，云端服務(wù)器還與客戶端相互通信。本發(fā)明使得用戶除了能通過智能電表終端實現(xiàn)與用電管理服務(wù)器之間的信息交互外，還可通過客戶端、云端服務(wù)器實現(xiàn)與用電管理服務(wù)器進行信息交互，這樣可為用戶提供多種信息交互方式，實現(xiàn)更加靈活、功能更加豐富的增值服務(wù)。所述電能總計量模塊、電能子計量模塊和電壓電流瞬時值采樣模塊分別將其采集到的用電計量信息及電壓電流采樣值信息上傳至用電管理服務(wù)器，所述通信網(wǎng)絡(luò)是光纖以太網(wǎng)、gprs無線公共網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)。其中，光纖以太網(wǎng)能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，避免傳輸信號的干擾。專用網(wǎng)絡(luò)能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，避免傳輸過程中數(shù)據(jù)被篡改以造成的數(shù)據(jù)計量或統(tǒng)計不準確等問題。gprs無線公共網(wǎng)有利于減少通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資，充分利用公共資源。進一步地，電能總計量模塊和電能子計量模塊分別將其采集到的用電計量信息采用定期自動上傳和響應(yīng)用電管理服務(wù)器召喚隨機上傳相結(jié)合的方式，將相應(yīng)采集到的用電計量信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)。本發(fā)明的智能電表終端中的總計量模塊和子計量模塊還分別與按鍵陣列相連，用戶通過電卡操作電表，借助電表按鍵和顯示屏，可對該用戶的用電信息進行查詢，包括：某時間段內(nèi)電卡的充值及扣費信息，總用電量及總電費信息，一天內(nèi)各時段用電及電費信息統(tǒng)計，不同電費費率下的電費分布情況統(tǒng)計。用戶還可以借助電表查看供電公司發(fā)布的電價曲線，以便做出合理的用電安排，提高節(jié)能減排效率。電價曲線一般為未來24小時內(nèi)不同時段的具體電價(元/千瓦時)，時段精確到小時，以數(shù)據(jù)表格的形式存儲在智能電表中，如表1所示：表1不同時段的具體電價編號時段電價(元/千瓦時)1a時—b時m12c時—d時m23e時—f時m3………ny時—z時mn如果用戶有明確的用電計劃，可通過電表將用電計劃上傳，用電計劃設(shè)計的時段一般為未來的24小時，時間精確到小時，具體形式如表2所示：表2不同時段的預(yù)計用電功率編號時段預(yù)計用電功率(kw)1a時—b時p12c時—d時p23e時—f時p3………ny時—z時pn本發(fā)明的客戶端還對用戶信息進行注冊，注冊成功后，向云端服務(wù)器定制了該用戶的信息服務(wù)信息。如表3所示，用電管理服務(wù)器內(nèi)預(yù)設(shè)的用電服務(wù)信息具體包括以下內(nèi)容：表3用電管理服務(wù)器預(yù)設(shè)的用電服務(wù)信息進一步地，所述電壓電流采集模塊的采集信息能夠經(jīng)通信系統(tǒng)上傳至用電管理服務(wù)器，在用電管理服務(wù)器中可完成用戶電能質(zhì)量分析、負荷動態(tài)實時監(jiān)控、精準負荷建模以及負荷預(yù)測等功能。本發(fā)明的基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)的工作方法，包括：電能總計量模塊、電能子計量模塊和電壓電流瞬時值采樣模塊分別將其采集到的用電計量信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)；用電管理服務(wù)器將其內(nèi)存儲的用戶及對應(yīng)的電卡信息、智能電表終端基本信息、相應(yīng)用電計量信息和電氣量采集信息進行統(tǒng)計、計算和分析；用電管理服務(wù)器還將其內(nèi)存儲的用戶及對應(yīng)的電卡信息、智能電表終端基本信息及相應(yīng)用電計量信息以及統(tǒng)計結(jié)果影像至電管理鏡像服務(wù)器相；電管理鏡像服務(wù)器通過防火墻將上所述用電管理服務(wù)器內(nèi)存儲的信息共享至云端服務(wù)器。其中，云端服務(wù)器還共享的信息傳送至客戶端。本發(fā)明使得用戶除了能通過智能電表終端實現(xiàn)與用電管理服務(wù)器之間的信息交互外，還可通過客戶端、云端服務(wù)器實現(xiàn)與用電管理服務(wù)器進行信息交互，這樣可為用戶提供多種信息交互方式，實現(xiàn)更加靈活、功能更加豐富的增值服務(wù)。電能總計量模塊、電能子計量模塊和電壓電流瞬時值采樣模塊分別將其采集到的用電計量信息和電氣量采集信息采用定期自動上傳和響應(yīng)用電管理服務(wù)器召喚隨機上傳相結(jié)合的方式，將相應(yīng)采集到的用電計量信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)，以便完成用戶用電情況的統(tǒng)計分析、用戶級負荷建模和精準負荷預(yù)測等功能?？蛻舳私?jīng)互聯(lián)網(wǎng)還從云端服務(wù)器獲取相應(yīng)的用戶信息、電價信息和用電信息，將用戶用電計劃等信息上傳至云端服務(wù)器。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。當前第1頁12