技术发明｜一种远程通信式微电网电能表

本文介绍了一种远程通信式微电网电能表的研究内容，本发明涉及智能电表技术领域，尤其涉及一种远程通信式微电网电能表。该发明内容是由国网河南省电力公司周口工供电公司提出，发明人：刘阳 马学民 潘涛。

摘要：本发明公开了一种远程通信式微电网电能表，包括控制器以及分别与所述控制器连接的采集装置、通信装置和接口装置;所述控制器包括控制芯片以及与其连接的指令存储装置，所述采集装置包括与所述控制器连接的信号采集器和设置于电能表本体表面的显示装置，所述通信模块包括电力线载波通信模块、射频模块和射频匹配电路，所述接口装置包括负载接口和储能接口。本发明电能表可以实现综合功能，一方面是通过远程方式，另一方面，是通过接口装置实现电能表与直流微电网、直流母线的无缝对接，通过智能电表双网络混合、双向通信的实现，从而实现了用户对智能电表的远程通讯和用电信息查看，实现了远程查询与对接管理的双重功效，值得广泛推广与使用。

技术特征：

1 .一种远程通信式微电网电能表，其特征在于：包括控制器以及分别与所述控制器连接的采集装置、通信装置和接口装置;所述控制器包括控制芯片以及与其连接的指令存储装置，所述采集装置包括与所述控制器连接的信号采集器和设置于电能表本体表面的显示装置，所述通信模块包括电力线载波通信模块、射频模块和射频匹配电路，所述接口装置包括负载接口和储能接口，所述射频匹配电路连接增幅装置。

2.如权利要求1所述的一种远程通信式微电网电能表，其特征在于：所述指令存储装置包括分级存储器以及分别与其连接的程序计数器、指令译码器和时序产生器。

3.如权利要求1所述的一种远程通信式微电网电能表，其特征在于：所述信号采集器包括数据采集卡以及分别与所述数据采集卡连接的信号放大器、AD采样单元。

4.如权利要求1所述的一种远程通信式微电网电能表，其特征在于：所述显示装置包括显示面板和输入面板，所述输入面板包括按键盘，所述显示面板包括人机交互界面的液晶显示屏。

5.如权利要求1所述的一种远程通信式微电网电能表，其特征在于：所述负载接口包括直流负载母端和直流控制子端，所述直流负载母端分别与多个所述直流控制子端连接，所述直流负载母端包括Buck变换器。

6.如权利要求1所述的一种远程通信式微电网电能表，其特征在于：所述储能接口包括光伏阵列端口和蓄电池储能端口，所述蓄电池储能端口包括双向Boost/Buck变换器。

7 .如权利要求1所述的一种远程通信式微电网电能表，其特征在于：所述增幅装置包括定向增益天线，所述定向增益天线包括螺旋臂偶极子天线，通过同轴电缆与所述射频匹配电路相连。

8.如权利要求1所述的一种远程通信式微电网电能表，其特征在于：所述电能表的外围设置屏蔽罩，所述屏蔽罩采用0 .15mm至0 .35mm的金属板材，所述板材上包含多个微型圆孔，所述屏蔽罩外围覆盖绝缘漆层。

9.如权利要求8所述的一种远程通信式微电网电能表，其特征在于：所述屏蔽罩顶部设置伸缩提手，所述伸缩提手上设置硅胶套，所述硅胶套上设置透气口及若干颗凸起粒状。

10.如权利要求9所述的一种远程通信式微电网电能表，其特征在于：所述透气口内层设置海绵衬里。

背景技术

近年来，随着可再生能源的广泛应用，储能设备成本持续降低，应运而生了多种形式的直流微电网。在电力电子技术和储能技术的推动下，直流微电网得到了快速发展，并以其便于控制、可靠性高、损耗小等优点将要成为偏远山村和未来家庭的主要供电结构，所以如何对这些分布式的直流微电网进行用电管理，就成为了电力行业需要解决的问题，当前的用电管理已经普遍进入了智能化时代，智能用电管理系统及智能电表的使用量不断增加，一方面通过智能用电管理系统，电力企业可以远程获取用户的实时用电信息，另一方面用户也将作为用电管理的参与者，实现在户内监控并管理家庭用电。但截至目前为止，尚无专门应用于直流微电网远程管理的智能电能表。

申请号为201010288648.5的专利涉及电子式费控电能表，尤其是无线集抄远传费控电能表，包括微处理器，其特点是，还包括一与该微处理器连接的无线通信模块从而可通过无线网络与远程服务器双向通信。该发明与现有技术相比，一是抄表方便，供电部门无需到用户用电现场进行繁琐的抄表，只需进行远程无线集抄;二是能够实时监测用户的用电情况和电网的运行情况，通过主站定制任务的监测和实时召测，可以分析用电情况和电网的运行参数。

申请号为201220728801.6的专利涉及基于阶梯电价的智能电表系统，包括电能表、基于KQ300的电力线载波控制器、智能控制器、短信收发控制器和电脑且均接入220V交流电网，通过电力线互联。该实用新型主要应用于普通居民家庭，能够计算阶梯电价和峰谷电价背景下的电费，统计各电器的用电量，通过软件计算给出最节俭的用电方案，同时可以通过智能控制器控制各敏感用电器的定时通断，也可以实现远程控制的电器的综合型智能表记系统。该电能表能够进行基于阶梯电价和峰谷电价电费计算、电能消耗统计，计算后的结果将通过电力线载波通信上传给配电变电站和各家庭用户的电脑上，通过软件很直观地向用户展示各电器用电情况及电费。

申请号为201610180044.6的专利涉及一种智能化电能表，包括FLASH存储设备、三相电能计量设备、人物出现次数检测设备和凌阳SPCE061A芯片，三相电能计量设备用于检测并输出三相电力线路的有功功率，人物出现次数检测设备用于检测楼梯间每一个人物的出现次数，凌阳SPCE061A芯片分别与FLASH存储设备、三相电能计量设备和人物出现次数检测设备连接，控制三相电能计量设备操作的同时基于人物出现次数检测设备的输出来确定人物的身份。通过本发明，能够借用现有的设备资源实现对电梯间的人物身份的准备鉴别，从而保证楼宇居民的居住安全。

然而通过综合对比，上述装置或方法涉及的无线近场通信网络易受家居建筑格局及自然环境的影响，通信效率受到制约，而且单纯电力线通信方式，也易受用电条件等因素影响，通信成功率不高，这就需要一种同时规避近场无线通信和电力线通信的远程通信方式智能微电网电表来进行有效的数据传输与管理。

发明内容

本发明的目的是提供一种远程通信式微电网电能表，能实现智能电表的双向电力线和射频通信，进行远程通讯和用电信息查询，并整合多种不同的微电网控制接口，便捷使用。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种远程通信式微电网电能表，包括控制器以及分别与所述控制器连接的采集装置、通信装置和接口装置;所述控制器包括控制芯片以及与其连接的指令存储装置，所述采集装置包括与所述控制器连接的信号采集器和设置于电能表本体表面的显示装置，所述通信模块包括电力线载波通信模块、射频模块和射频匹配电路，所述接口装置包括负载接口和储能接口，所述射频匹配电路连接增幅装置。

进一步地，所述指令存储装置包括分级存储器以及分别与其连接的程序计数器、指令译码器和时序产生器。

进一步地，所述信号采集器包括数据采集卡以及分别与所述数据采集卡连接的信号放大器、AD采样单元。

进一步地，所述显示装置包括显示面板和输入面板，所述输入面板包括按键盘，所述显示面板包括人机交互界面的液晶显示屏。

进一步地，所述负载接口包括直流负载母端和直流控制子端，所述直流负载母端分别与多个所述直流控制子端连接，所述直流负载母端包括Buck变换器。

进一步地，所述储能接口包括光伏阵列端口和蓄电池储能端口，所述蓄电池储能端口包括双向Boost/Buck变换器。

进一步地，所述增幅装置包括定向增益天线，所述定向增益天线包括螺旋臂偶极子天线，通过同轴电缆与所述射频匹配电路相连。

进一步地，所述电能表的外围设置屏蔽罩，所述屏蔽罩采用0.15mm至0.35mm的金

属板材，所述板材上包含多个微型圆孔，所述屏蔽罩外围覆盖绝缘漆层。

进一步地，所述屏蔽罩顶部设置伸缩提手，所述伸缩提手上设置硅胶套，所述硅胶套上设置透气口及若干颗凸起粒状。

进一步地，所述透气口内层设置海绵衬里。

本发明的有益效果在于：

1、本发明电能表可以实现综合功能，一方面是通过远程方式，利用电力线载波通信模块和射频通信模块对来自智能电表的信息进行收集、处理和分析，另一方面，是通过接口装

置实现电能表与直流微电网、直流母线的无缝对接;

2、作为本发明控制核心的控制器，可以一方面执行远程通讯指令，另一方面通过电力载波通信模块和射频通信模块获取能耗数据，还