一種大用戶算費(fèi)終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大用戶算費(fèi)終端，包括控制器、RS485通信電路、RS232維護(hù)電路、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路和按鍵顯示單元，其中，控制器連接RS485通信電路，為終端提供RS485通訊接口，所述控制器連接為終端提供實(shí)時(shí)的時(shí)間的RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，所述控制器連接按鍵顯示單元，電源電路為其他電路提供電源，所述控制器連接RS232維護(hù)電路。本發(fā)明計(jì)算大工業(yè)用戶總電費(fèi)及基本電費(fèi)、電度電費(fèi)和功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)，并根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析工作，記錄用戶近期的用電習(xí)慣，指導(dǎo)用戶合理用電，減少額外的電費(fèi)支出。
【專利說明】一種大用戶算費(fèi)終端

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大用戶算費(fèi)終端。

【背景技術(shù)】
[0002]大工業(yè)電價(jià)的范圍是指以電力為原動(dòng)力或以電冶煉、烘焙、熔焊、電解、電化的工業(yè)生產(chǎn)用戶并且變壓器總?cè)萘吭?15千伏安及以上者。為提高用電設(shè)備利用效率，促進(jìn)工業(yè)用電的合理化和公平負(fù)擔(dān)，各地對(duì)符合條件的工業(yè)用戶執(zhí)行大工業(yè)電價(jià)政策。
[0003]大工業(yè)用電電費(fèi)包含基本電費(fèi)、電度電費(fèi)及功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)，其中電度電費(fèi)分為照明電費(fèi)與動(dòng)力電費(fèi)，功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)首先需要根據(jù)抄讀的電量計(jì)算得出計(jì)算用的功率因數(shù)，然后通過查表計(jì)算得出獎(jiǎng)懲系數(shù)及功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)。由此可以看出，大工業(yè)用電電費(fèi)計(jì)算非常復(fù)雜，許多客戶在電費(fèi)結(jié)算時(shí)往往對(duì)自己每月電費(fèi)的準(zhǔn)確性及收費(fèi)明細(xì)存在疑問，因此用戶會(huì)通過各種渠道進(jìn)行查詢，在電費(fèi)查詢、計(jì)算、講解等過程中會(huì)占用用戶與供電部門雙方較長(zhǎng)的工作時(shí)間，隨著大工業(yè)用戶的增多這部分時(shí)間也會(huì)增多，相應(yīng)的成本也會(huì)隨之增加。
[0004]在實(shí)際應(yīng)用中還存在用戶對(duì)大工業(yè)用電了解不夠充分，在用電報(bào)裝、用電時(shí)間分配及提高功率因數(shù)等方面沒有根據(jù)自身實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致每月電費(fèi)額外支出嚴(yán)重，造成資金浪費(fèi)并容易使用戶對(duì)大工業(yè)用電產(chǎn)生恐懼感。
[0005]大電力客戶的電費(fèi)計(jì)算是所有電力客戶中最為復(fù)雜的，其計(jì)算方法根據(jù)用電客戶的用電性質(zhì)、用電容量、計(jì)量方式的不同而不同。正確計(jì)算電費(fèi)才能正確分析客戶的電費(fèi)成本，有利于客戶制定降低電費(fèi)支出成本的有效措施。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種大用戶算費(fèi)終端，該終端結(jié)合大用戶的實(shí)際用電情況，通過對(duì)大工業(yè)用電的電費(fèi)進(jìn)行詳細(xì)細(xì)化來實(shí)現(xiàn)，針對(duì)基本電費(fèi)、電度電費(fèi)及功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的特點(diǎn)及產(chǎn)生方式制定抄讀及計(jì)算方案，利用高速嵌入式微控制器及先進(jìn)的現(xiàn)代數(shù)字處理技術(shù)對(duì)用電信息進(jìn)行采集與分析處理，快速準(zhǔn)確的得到用戶上月的用電量及電費(fèi)明細(xì)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種大用戶算費(fèi)終端，包括控制器、RS485通信電路、RS232維護(hù)電路、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路和按鍵顯示單元，其中，控制器連接RS485通信電路，為終端提供RS485通訊接口，所述控制器連接為終端提供實(shí)時(shí)的時(shí)間的RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，所述控制器連接按鍵顯示單元，電源電路為其他電路提供電源，所述控制器連接RS232維護(hù)電路；
[0009]所述控制器包括數(shù)據(jù)抄讀模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和電費(fèi)計(jì)算單元，所述數(shù)據(jù)抄讀模塊連接多個(gè)電能表，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)采集的電能表數(shù)據(jù)，所述電費(fèi)計(jì)算單元用于依據(jù)用戶的基本電費(fèi)、電度電費(fèi)、獎(jiǎng)懲電費(fèi)及功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)來計(jì)算電費(fèi)值。
[0010]所述RS485通信電路為全雙工工作方式，最高通信速率為19200bps，可以滿足與市面上所有電能表的通訊，設(shè)有光耦隔離及雙向TVS管、壓敏保護(hù)電路，能夠防止因抄表端子誤接強(qiáng)電或端子遭受雷擊而引起的器件損壞。
[0011 ] 所述RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路為高精度I2C實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，外接容量為900mAH的鋰電池，在斷電情況下保證終端時(shí)鐘的準(zhǔn)確性，有效工作年限大于10年，此外，所述RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路還具備溫度采樣電路，保證系統(tǒng)在超出工作范圍外的溫度下能夠及時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)的外圍電路，保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的正確性。
[0012]基于上述終端的工作方法，包括以下步驟:
[0013](I)終端按照設(shè)定周期讀取電能表的數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)；
[0014](2)判斷是否到結(jié)算日，如果到了結(jié)算日，抄讀下掛所有電能表的正/反向有/無功電能示值、最大需量的日凍結(jié)及月凍結(jié)數(shù)據(jù)；
[0015](3)按照設(shè)定的計(jì)費(fèi)方式在結(jié)算日先計(jì)算出用戶當(dāng)月的基本電費(fèi)、電度電費(fèi)、獎(jiǎng)懲電費(fèi)及功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)，繼而計(jì)算出總電費(fèi)及當(dāng)月電費(fèi)明細(xì)。
[0016]所述步驟(3)中基本電費(fèi)的計(jì)算方法包括:
[0017](a)容量計(jì)費(fèi):變壓器容量(kVA)*容量基本電價(jià)(元/kVA)；
[0018](b)需量計(jì)費(fèi):需量計(jì)費(fèi)值(kVA)*需量電價(jià)(元/kVA)，需量超出申請(qǐng)數(shù)值應(yīng)加倍收費(fèi)。
[0019]所述步驟(3)中，功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的計(jì)算方法為:根據(jù)算出的無功電量和有功電量求出功率因數(shù)，并在計(jì)算時(shí)去除無功補(bǔ)償模塊倒送的無功電量，若為高供低計(jì)用戶還需考慮變損，然后通過查找《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)增減查對(duì)表》算出功率因數(shù)獎(jiǎng)懲電費(fèi)值。
[0020]所述步驟(3)中，獎(jiǎng)懲電費(fèi)值=(基本電費(fèi)+電度電費(fèi))*(±)功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)月增減率％，其中，功率因數(shù)高于標(biāo)準(zhǔn)值減收，低于標(biāo)準(zhǔn)值增收電費(fèi)。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:
[0022](I)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，直接安裝在用戶變壓器旁，可以準(zhǔn)確計(jì)算大工業(yè)用戶的電費(fèi)明細(xì)；
[0023](2)有效解決大工業(yè)用戶電費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算的難題，減少用戶在此方面投入的精力，并且本發(fā)明終端具備統(tǒng)計(jì)分析功能，能根據(jù)用戶用電特點(diǎn)指導(dǎo)用戶合理用電，適于大面積推廣使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是遠(yuǎn)程通信模塊及RS485供電電源示意圖；
[0025]圖2是主芯片及輔助電路供電電源示意圖；
[0026]圖3是RS232維護(hù)電路示意圖；
[0027]圖4是RS485電路示意圖；
[0028]圖5是flash存儲(chǔ)電路不意圖；
[0029]圖6是RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路示意圖；
[0030]圖7是顯示單元示意圖；
[0031]圖8是按鍵電路不意圖；
[0032]圖9是終端系統(tǒng)程序流程圖。【具體實(shí)施方式】:
[0033]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0034]如圖1-圖8所示，為本發(fā)明終端采用線性變壓器及穩(wěn)壓芯片為系統(tǒng)提供可靠的電源輸出，主控制器采用32位高性能的PIC32MX695F512L微控制器作為核心處理器，外圍電路主要包括RS485通信電路，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)電路，RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘及按鍵顯示單元等，這些電路為系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供可靠的硬件保障。
[0035]如圖9所示，為本發(fā)明軟件系統(tǒng)程序流程圖，在軟件實(shí)現(xiàn)上，算費(fèi)終端按照指定的抄表周期抄讀電能表的電壓、電流、功率、電能示值等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，用于監(jiān)控和分析用戶用電情況及用電特點(diǎn)，為用戶合理用電提供理論指導(dǎo)。在算費(fèi)終端日期過日和過月時(shí)，終端抄讀下掛所有電能表的正/反向有/無功電能示值、最大需量等日凍結(jié)及月凍結(jié)數(shù)據(jù)，按照預(yù)先約定的計(jì)費(fèi)方式在結(jié)算日先計(jì)算出用戶當(dāng)月的基本電費(fèi)、電度電費(fèi)及功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)，繼而計(jì)算出總電費(fèi)及當(dāng)月電費(fèi)明細(xì)。
[0036]其中，基本電費(fèi)收取為按容量計(jì)費(fèi)和按需量計(jì)費(fèi)二選其一，收費(fèi)方式經(jīng)用戶與電網(wǎng)企業(yè)商議確定后在合同有效期內(nèi)不得更改，基本電費(fèi)=變壓器容量(或最大需量)*基本電價(jià)。按需量計(jì)費(fèi)時(shí)，需確定最大需量，當(dāng)最大需量值超過核定的最大需量時(shí)，根據(jù)合同中的約定值對(duì)超出部分加倍收取基本電費(fèi)。
[0037]其中，基本電費(fèi)的收取分為按容量計(jì)費(fèi)與按需量計(jì)費(fèi)兩種方式:
[0038]容量計(jì)費(fèi):變壓器容量(kVA) *容量基本電價(jià)(元/kVA)；
[0039]需量計(jì)費(fèi):需量計(jì)費(fèi)值(kVA)*需量電價(jià)(元/kVA)，需量超出申請(qǐng)數(shù)值應(yīng)加倍收費(fèi)。
[0040]電度電費(fèi)的計(jì)算為電量*電價(jià)(如實(shí)行峰谷電價(jià)的用戶需算出)，其中生活照明電量參加功率因數(shù)計(jì)算，但不執(zhí)行功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)。
[0041]功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)又稱力率調(diào)整電費(fèi)，需根據(jù)算出的無功電量和有功電量求出功率因數(shù)，并在計(jì)算時(shí)去除無功補(bǔ)償模塊倒送的無功電量，若為高供低計(jì)用戶還需考慮變損，然后通過查找《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)增減查對(duì)表》算出功率因數(shù)獎(jiǎng)懲電費(fèi)值。獎(jiǎng)懲電費(fèi)值=(基本電費(fèi)+電度電費(fèi))*(±)功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)月增減率％ (功率因數(shù)高于標(biāo)準(zhǔn)值減收，低于標(biāo)準(zhǔn)值增收電費(fèi))。
[0042]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)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(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大用戶算費(fèi)終端，其特征是:包括控制器、RS485通信電路、RS232維護(hù)電路、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路和按鍵顯示單元，其中，控制器連接RS485通信電路，為終端提供RS485通訊接口，所述控制器連接為終端提供實(shí)時(shí)的時(shí)間的RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，所述控制器連接按鍵顯示單元，電源電路為其他電路提供電源，所述控制器連接RS232維護(hù)電路； 所述控制器包括數(shù)據(jù)抄讀模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和電費(fèi)計(jì)算單元，所述數(shù)據(jù)抄讀模塊連接各個(gè)電能表，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)采集的電能表數(shù)據(jù)，所述電費(fèi)計(jì)算單元用于依據(jù)用戶的基本電費(fèi)、電度電費(fèi)、獎(jiǎng)懲電費(fèi)及功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)來計(jì)算電費(fèi)值。
2.如權(quán)利要求1所述的一種大用戶算費(fèi)終端，其特征是:所述RS485通信電路為全雙工工作方式，最高通信速率為19200bps。
3.如權(quán)利要求1所述的一種大用戶算費(fèi)終端，其特征是:所述RS485通信電路設(shè)有光耦隔離及雙向TVS管、壓敏保護(hù)電路，能夠防止因抄表端子誤接強(qiáng)電或端子遭受雷擊而引起的器件損壞。
4.如權(quán)利要求1所述的一種大用戶算費(fèi)終端，其特征是:所述RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路為高精度I2C實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，外接容量為900mAH的鋰電池，在斷電情況下保證終端時(shí)鐘的準(zhǔn)確性。
5.如權(quán)利要求1所述的一種大用戶算費(fèi)終端，其特征是:所述RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路具備溫度采樣電路，保證系統(tǒng)在超出工作范圍外的溫度下能夠及時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)的外圍電路，保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的正確性。
6.如權(quán)利要求1-5所述的終端的工作方法，其特征是:包括以下步驟: (1)終端按照設(shè)定周期讀取電能表的數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)； (2)判斷是否到結(jié)算日，如果到了結(jié)算日，抄讀下掛所有電能表的正/反向有/無功電能示值、最大需量的日凍結(jié)及月凍結(jié)數(shù)據(jù)； (3)按照設(shè)定的計(jì)費(fèi)方式在結(jié)算日先計(jì)算出用戶當(dāng)月的基本電費(fèi)、電度電費(fèi)、獎(jiǎng)懲電費(fèi)及功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)，繼而計(jì)算出總電費(fèi)及當(dāng)月電費(fèi)明細(xì)。
7.如權(quán)利要求6所述的工作方法，其特征是:所述步驟(3)中基本電費(fèi)的計(jì)算方法包括: (a)容量計(jì)費(fèi):變壓器容量(kVA)*容量基本電價(jià)(元/kVA)； (b)需量計(jì)費(fèi):需量計(jì)費(fèi)值(kVA)*需量電價(jià)(元/kVA)，需量超出申請(qǐng)數(shù)值應(yīng)加倍收費(fèi)。
8.如權(quán)利要求6所述的工作方法，其特征是:所述步驟(3)中，功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的計(jì)算方法為:根據(jù)算出的無功電量和有功電量求出功率因數(shù)，并在計(jì)算時(shí)去除無功補(bǔ)償模塊倒送的無功電量，若為高供低計(jì)用戶還需考慮變損，然后通過查找《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)增減查對(duì)表》算出功率因數(shù)獎(jiǎng)懲電費(fèi)值。
9.如權(quán)利要求6所述的工作方法，其特征是:所述步驟(3)中，獎(jiǎng)懲電費(fèi)值=(基本電費(fèi)+電度電費(fèi))*(±)功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)月增減率％，其中，功率因數(shù)高于標(biāo)準(zhǔn)值減收，低于標(biāo)準(zhǔn)值增收電費(fèi)。
【文檔編號(hào)】G01R11/56GK104517242SQ201410810584
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】李琮琮, 杜艷, 王平欣 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院