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浅析基于泛在电力物联网的智能电表设计与应用

文章更新时间:2023-11-09 点击量:157

摘要:智能电网出现后,无论是供电测量还是用电方面,都将自然走向万物互联,从而诞生泛在电力物联网。泛在电力物联网实现了供电系统与用电系统的统一,直接将用电管理扩展到电网端,形成了家庭、社区、建筑、城市、社会生活等各个方面的智能供电管理系统。在这个供电系统中,智能电表无疑已经成为管理系统的核心设备。智能电表的任务也将从简单的功率测量向未来供电领域的信息平台、交互平台和控制平台的平台目标发展。未来


关键字:智能电网;泛在电力物联网;智能电表;


1泛在电力物联网

在电力物联网诞生之前,人们将物联网的概念局限于互联网上的万物互联。所有由万物互联组成的智能终端都是带有电源子系统的智能电子系统。在改进各种智能功能时,它们应该具有电源管理功能。在一些小型智能终端中,大多数使用独立的电源。在一些大型物联网应用(如分布式系统、局域网系统的智能家居、工业生产线、电动汽车充电桩、城市安全系统和城市照明系统)中,它们将扩展到智能电网,从而带来复杂的电源管理和电源管理。

双网结构是一种du特的电力物联网结构体系。内部网络包括发电的电源侧和输配电的电网侧,外部网络包括用户侧和供应商。内部网络和外部网络之间有一个共同的界面,即智能变电站和智能电表,用于实现供电侧对用电侧的感知、控制和信息交互。物联网内外网络结构体系的形成源于两种不同的供电和用电网络体系。前者属于强电领域,是一个垄断的封闭网络系统;后者属于弱电领域,是一个自由开放的网络系统。内部和外部网络交互界面中的智能。


2初级阶段的泛在电力物联网

目前,泛在电力物联网正处于内部网络建设的初级阶段,主要包括内部网络的三种类型和两种网络建设、云平台建设、大数据和数据服务以及应对新能源的智能能源服务体系建设。


3新一代智能电表的发展趋势

从传统计量仪表到电力物联网新型智能仪表,其发展趋势是:多功能智能平台建设、众多半导体厂商参与、三表综合应用、应对多元化多功能服务等。

构建多功能智能平台;许多半导体制造商积累了参与;三表合一的综合应用;应对多样化的多功能服务


4智能电表IR46双芯系统构建

早期,国际法制计量组织(InternationalRecommendation46)是智能电表结构体系的国际标准IR46。(OIML)制定并于2012年10月发布。多年来一直在不断完善,我国一直遵循这一标准。

IR46标准的核心理念是将智能电表发展到测控平台,实现双芯结构的测量和管理,确保双芯的物理分离。数据交换只能通过SPI接口在双芯之间进行。

作为独立的法律计算部分,计量芯受到严格控制,不能随意升级,以保证数据的准确性、可追溯性和时钟的安全性。

管理核心满足平台管理要求,实现双向交互、显示和通信、电力管理和电力模式优化。软件下载和更新不会影响测量核心的正常运行,并且必须满足未来边缘计算的要求。

双芯通过SPI总线连接。SPI是一条主从模式的串行外围接口总线,支持一个或多个Slave设备,广泛应用于MCU和外围模块之间的连接。这种总线连接方式有效地保证了双核之间相对独立和安全的操作空间。

智能电表双芯设计理念来源于泛在电力物联网的内外网络系统结构和内外网络的不同状态。泛在电力物联网的内部网络是一个垄断、封闭、利益和安全的电网,而外部网络是一个充满不安全因素、自由和开放的互联网。双芯结构模式可以充分干预用户端的电力管理,实现与用户的自由互动,同时确保电网安全和电力用户数据安全,有利于未来智能电表在用户端的平台应用。


5Acrel-EIOT能源物联网云平台

(1)概述

Acrel-EIoT能源物联网开放平台是一个基于物联网数据中心的平台,为互联网用户提供能源物联网数据服务,建立统一的上下行数据标准。用户只需购买安科瑞物联网传感器,选择网关,自行安装后扫描代码,即可使用手机和计算机获得所需的行业数据服务。

该平台提供多平台、多语言、多终端数据访问功能,包括数据驾驶舱、电气安全监控、电能质量分析、电力管理、预付款管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等。


(2)应用场所

该平台适用于公寓出租人、连锁超市、小工厂、建筑管理系统集成商、小物业、智慧城市、变配电站、建筑、通信基站、工业能源消耗、智能灯塔、电力运维等领域。


(3)平台结构


(4)平台功能

电力复制;变压器监控;能耗分析;能耗概况;预付费管理;充电桩管理;智能照明;安全用电;智能消防;


(5)系统硬件配置






6结论

泛在电力物联网是继物联网之后的又一重大变革。它将物联网系统的供电系统与电力系统融为一体,形成了一个完整的物联网世界。

泛在电力物联网从智能电网转变而来,目前还处于起步阶段。2019年电网发布的《泛在电力物联网bai皮书2019》规划了弱电领域智能系统应用于2024年建设泛在电力物联网的具体目标。嵌入多式年系统的网络行业应用者在物联网领域的应用,一旦涉及物联网应用(如新能源、电动汽车)领域,必然会与电力物联网相关联;同时,智能电表在电力侧平台上的深入应用必将带来智能家居、智能建筑、智能城市、智能交通等领域的深度应用。




参考文献

[1]何立民.泛在电力物联网中的智能电表

[2]企业微电网设计与应用手册2022.05版.