基于NB-IoT的用电信息采集系统设计与研究

随着工业物联网(IoT)的兴起,电力行业纷纷采纳IoT技术对终端电表进行升级。基于窄带物联网(NB-IoT)的IoT通信技术可实现对电能表的信息采集。从NB-IoT通信技术出发,介绍了国内外的发展水平、开展进度和组网技术,依据对用电信息智能采集的需求分析了系统总体架构,并且着重讨论了电能表数据采集功能的开发和扩展。通过合理设计终端电表的软件与硬件部分,实现了终端电表的高效通信功能。创新性地采用嵌入式用户身份识别模块(eSIM)卡进行通信,更方便、快捷地对电能资源进行资产统一管理。研究结果表明,借助NB-IoT网络通信实现了终端电表的观察到达时间差定位,满足了对终端电表位置信息的查询需求和用电信息采集需求。该设计实现的强链接、高覆盖、低成本的智能终端电表网络,对电力行业的场联网技术研究具有实际的指导意义和应用价值。

单相智能物联电能表计量精度一致性评价方法研究

单相智能物联电能表是“泛在电力物联网”建设的重要载体,电能计量作为电能表最基本的功能,其精度一致性尤为重要。文中以某款主流单相智能物联电能表为例,通过对设计方案的分析,建立了基于Simscape的计量单元电路仿真分析模型,根据蒙特卡洛思想提出一种单相智能物联电能表计量精度一致性的评价方法,并提出了一种考虑元器件参数容差的计量精度一致性优化思路。结果表明,通过提升关键原器件参数的精度水平,可以使批次单相智能物联电能表的计量精度一致性有所改善。

智能物联电能表扩展功能模组设计

在能源转型和数字化革命的大背景之下,仅具备传统计量、收费、通信功能的智能电能表,已经无法支撑能源互联网快速发展带来的迫切需求。文中设计了一款具备硬件扩展功能的智能物联电能表,通过采用多芯、模组化的理念,设计各类模组的标准化接口,为扩展功能模组提供电源、通信接口以及原始采样数据,可满足电力用户多样化的应用需求。以需要开展电能质量分析的应用场景为例,设计了智能物联电能表用电能质量监测模组,并通过试验验证了扩展功能模组的功能及数据监测的准确性。

基于NB-IoT无线通信的智能电表监测系统设计

目前研究的智能电表监测系统监测时间过长,导致监测过程稳定性差。为了解决上述问题,基于NB-IoT无线通信设计了一种新的智能电表监测系统,对系统的硬件和软件进行优化设计。硬件由串口服务器、电能采集器、无线通信器和稳压器组成,通过数据分析、数据监测、数据显示实现软件监测工作。实验结果表明,基于NB-IoT无线通信的智能电表监测系统能够有效缩短监测时间,提高监测过程的稳定性。

一种智能电表操作系统的程序空间管理方法

随着日益丰富的电力应用场景的出现,传统电能表无操作系统开发模式和以电能计量为核心业务的功能体系已经无法满足未来复杂多变的应用需求。为了拓展电能表的应用,响应OIML IR46电能表国际建议,国家电网有限公司提出了下一代电能表的技术标准。新标准全面优化了电能表的设计方案,提出了各功能模块统一平台、独立开发、独立运行、互不影响的技术要求。传统电能表的应用程序管理模式已经不能满足新标准的要求。本文提出了一种基于电能表操作系统的应用程序空间管理方法,能够在有限的软、硬件资源下实现应用软件存储空间的灵活管理与安全防护。

基于区块链的智能物联电能表功能模组设计

随着数字化主动电网建设的不断推进和落实,智能电能表的传统功能已经无法满足多主体能源及交易数据在交互、隐私保护等方面的新要求。文中设计了一款基于区块链技术的智能物联电能表扩展功能模组,结合模组化架构和区块链技术,实现智能物联电能表设备信息和数据信息的上链,数据加密和分布式存储,提升数字化主动电网中各参与主体之间的可信互认,搭建了智能物联电能表上链测试系统,通过测试验证了基于区块链技术扩展模组的兼容性和正确性。