[发明专利]基于NB-IOT通信的智能电能表

说明书

本发明公开了一种基于NB‑IOT通信的智能电能表，包括：用于采集用电数据的电能表终端；用于接收用电数据的主站；用于在所述电能表终端与主站之间建立通讯连接以传输用电数据的NB‑IOT模块；以及用于实时检测电能表终端电压以判断是否停电，并在停电时将停电信号经NB‑IOT模块发送至主站的电压检测单元。本发明的基于NB‑IOT通信的智能电能表具有结构简单、可靠性高、停电事件上报时效性强等优点。

技术领域

本发明主要涉及电能计量技术领域，特指一种基于NB-IOT通信的智能电能表。

背景技术

供电可靠性能反映电网系统持续供电能力，也是考核供电系统供电质量的重要指标，反应了电力工业对国民经济电能需求的满足程度，已经成为衡量一个国家经济发达程度的标准之一；供电可靠性可以用如下一系列指标加以衡量：供电可靠性、用户平均停电时间、用户平均停电次数、用户平均故障停电次数；我国供电可靠率目前一般城市地区达到了3个9(即99.9％)以上，用户年平均停电时间10.5小时，同时，电网公司对供电可靠指标提出了要求：

(1)城市供电可靠率不低于99.89％，农村供电可靠率不低于99％；

(2)减少因供电设备计划检修和电力系统事故对客户的停电次数及每次停电的持续时间。供电设备计划检修时，对35千伏及以上电压等级供电的客户的停电次数，每年不应超过1次；对10千伏电压等级供电的客户，每年不应超过3次；

(3)供电设施因计划检修需要停电时，应提前7天将停电区域、线路、停电时间和恢复供电的时间进行公告，并通知重要客户。供电设施因临时检修需要停电的，应提前24小时通知重要用户或进行公告；

(4)对紧急情况下的停电或限电，客户询问时，应向客户做好解释工作，并尽快恢复正常供电。

目前，国家电网营销部发布了《国网营销部关于开展采集终端和电能表停电事件数据整理工作的通知》，电网公司已经实现了上述要求，但是为此也付出了很大的财力和物力。为了从根本上解决此问题，因此要求智能设备从技术上尽快发现用户的停电事件，特别是普通居民用户的停电事件成了当前的需求。

投运的终端已按《采集终端和电能表停电事件数据整理规则》完成升级工作，同时现场智能电能表也都支持终端对电能表事件记录的采集、存储、分析功能，用电采集信息系统可实现对智能电能表的停、上电事件记录采集。但无法做到智能电能表停电事件主动上报，若实现低压用户停电实时主动上报技术，将大大提升居民用电检修的及时性，提升用电用户满意度。

如需实现该功能需要对原有智能电表进行软硬件方面的改造升级(即换表)，因此依靠现有智能电表不可能实现智能电表停电事件主动上报功能的问题。如何在不改造智能电能表的前提下，研究一种新型的电能表停电事件实时主动上报技术方案，成为当务之急。因此，如何将现代科技如计算机技术、无线长距离通信技术相结合以解决传统电能计量和现有的自动电能表抄表技术的缺陷，是当前智能电能表的发展的必然趋势，实现对用户使用电能的准确、实时的检测及停电事件主动上报。

下面结合几个场景对其停电原因进行分析并确定主要原因：

(一)低压用户停电场景分析

居民用户停电分为表前停电和表后停电，表后停电不由电力公司负责，故在停电信息上报前，需要对表前、表后停电情况进行区分判别进而选择性地上报。表前停电的8种故障原因可归纳总结为4种停电场景：全台区停电、某相停电、某楼栋(单元)停电和某单(数)户停电。目前只有发生全台区停电事故时，终端能够及时、主动上报到主站，其他情况无法及时、准确上报。

(二)低压用户停电事件上报流程

正常停电情况下，由于台区所配备的表计功能不同，低压用户停电事件上报流程可以分为以下两种情况：