居民用戶智能電能表電量數據突變的產生和預防策略研究

高 旭

（秦皇島港股份有限公司電力分公司，河北 秦皇島 066000）

我們目前發現智能電能表發生電量數據突變的原因主要出現在他的硬件與軟件設計的不合理。電量突變的出現形式讓我們無法捉摸，因為他毫無規律可言，它的電量可以由大變小，也可以由小變大。

1 智能電能表計量電量采樣的原理

現在市面上通用的單相智能電能管理芯片，對于電量改變的關鍵操作主要是三步，第一步電計量脈沖的檢測和累加，第二步電量步進過程中的定量存儲，第三部電量的掉電存儲。這就要求我們從這三個方面加強設計，減少電量數據突變的次數。

1.1 電計量脈沖的檢測和累加

現在電計量脈沖主要是通過脈沖中斷服務實現檢測的，管理芯片接受到計量芯片的脈沖，對應IO口會通過邊沿檢測觸發脈沖中斷，由于智能電能表功能規范定義計算脈沖寬度為（80±20）ms。除此之外，我們還應該做一個30—40ms左右的防抖檢測，完全除去信號干擾以后，才能確定這次的脈沖信號是否有效，并且把這次的脈沖計入累加值。

1.2 電量步進過程中的定量存儲

當我們已經知道計量脈沖使，計量數據發生改變以后，我們要把更新的數據進行保存。我們主要采用隨機存儲器和電可擦可編程存儲器進行數據處理，這兩種處理器的特點各不相同，其中隨機存儲器的特點就是對數據的存儲快速，但是缺點也十分巨大，當電源切斷以后數據就會丟失。而電可擦可編程只讀存儲器，他的存儲數據需要對電壓擦除重新編程，存儲速度也沒有隨機存儲器快，但是他的數據在電源切斷以后不會丟失，而是會自動保存下來。

1.3 電量的掉電存儲

表計在掉電的過程當中我們應該實時的將脈沖尾數單元存入電可擦可編程只讀存儲器的掉電數據保護區，這樣可以有效的避免因為掉電而造成的隨機存儲器的數據丟失。我們在上電的過程當中，要先確定隨機存儲器的主存儲器和副存儲器數據是否正確，如果數據出現問題我們就要迅速的從電可擦可編程只讀存儲器的掉電數據保護區間內修正數據。但是當這些存儲器和數據保護內都出現錯誤時我們應該快速的啟用電可擦可編程只讀存儲器備用電量數據區間修正數據。

2 智能電能表數據存儲方式及特點

我們目前市面上所采用的智能電能表的主控芯片都會外置一個電可擦可編程只讀存儲器，智能電能表在運行的過程中所用的運行參數都會存儲在電可擦可編程只讀存儲器當中。連接主控芯片和電可擦可編程只讀存儲器之間的使12c總線，兩者可以通過12c進行數據傳輸。它們的傳輸特點是無論輸入還是輸出他都是利用同一根數據線。而且數據傳輸的最小單位是“位”，字節高位在前，低位在后，沒有起始位，沒有奇偶校驗，沒有停止位。

3 電量數據突變的原因

我們首先要考慮的就是電能表的硬件和軟件是否出現了問題。智能電能表是記錄居民群眾生活用電的記錄器，他的需求量是十分巨大的，表明他的產量是非常的多，這樣他的制作成本，和元器配件上就會受到數量的限制，造成硬件設計上產生一些問題。加之，我們在加工電能表的過程中不不注意造成他的加工細節不到位，我們在使用的時候這些問題就會被放大。隨著掛網運行的時間越來越長，這些缺點就會暴露，時間越長問題就會越大。主要體現在主控芯片和電可擦可編程只讀存儲器數據傳輸的12c虛焊和12c的上拉電阻開路，導致這兩者數據傳輸時出現了錯誤。其二就是串行數據線信號上的上位電阻阻值配置不合理，導致這兩者的數據傳輸十分不穩定，而且在數據傳輸的過程中受到了外部的強烈干擾時，波形會嚴重失真，導致我們數據傳輸紊亂，從而只能電能表的數據發生突變。

軟件上的問題會因為我們在設計的時候考慮的不周全，造成設計容錯性和異常保護設計上考慮不足。當我們應用到實際的時候我們會受到現實中各種復雜的環境的影響，造成電量數據突變，主要體現為電量數據操作頻繁，增加數據出錯機率，還有就是主控芯片與存儲芯片電平不匹配，電平邏輯與管教上電壓幅值可能不一樣造成外界干擾進入12c總線時，會導致總線電平發生變化，這就可能會導致數據傳輸錯誤。

4 防護措施

我們現在能做到預防電能表數據突變的產生可以從兩個方面做起，一個是硬件方面一個是軟件方面。硬件方面我們可以從以下方面入手，將計量單位和主控單元之間通過光隔離，這樣就可以實現計量單位和主控單位的完全隔離，減少干擾。還有就是可以將主控芯片的電源和電可擦可編程只讀存儲器的電源共用，方便電能表在上，下電時電平配置一樣。最后不能將電源的走線形成環形，這樣噪音過大會干擾居民生活。在軟件方面我們可以選擇合適的事跡對數據進行操作，表計在智能電能表上會有顯示，所以，我們在進行數據操作的時要進行適當的延遲，避免錯誤數據的產生。

5 結語

目前，我們通過不斷的改變硬件和軟件，將會大大降低智能電能表數據突變的情況，確保我們的電能計量的準確可靠。不會讓居民用戶因為電量數據問題和電力企業發生沖突，提高電力企業的社會形象，為了國家的電力安全提供了安全的保障。