本發(fā)明涉及智能電表領(lǐng)域，尤其涉及一種基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
：智能電表是智能電網(wǎng)的智能終端，它已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的電能表，智能電表除了具備傳統(tǒng)電能表基本用電量的計(jì)量功能以外，為了滿足智能電網(wǎng)的發(fā)展需求以及大量分布式清潔能源發(fā)電接入電網(wǎng)的要求，它還應(yīng)具有精確的雙向多種費(fèi)率計(jì)量功能、用戶端控制功能、多種數(shù)據(jù)傳輸模式的雙向數(shù)據(jù)通信功能、支持多用戶多場景使用、支持電價(jià)曲線發(fā)布和分時(shí)電價(jià)計(jì)費(fèi)、電壓電流數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與傳輸以及基于“互聯(lián)網(wǎng)+”思想的增值服務(wù)等智能化的功能，智能電表代表著未來節(jié)能型智能電網(wǎng)最終用戶智能化終端的發(fā)展方向。智能電表目前在現(xiàn)場已經(jīng)得到相當(dāng)程度的應(yīng)用，相比傳統(tǒng)的電能表而言，無論在計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確度和靈活度、抄表的自動(dòng)化程度、電費(fèi)管理的科學(xué)性方面都有較大提升，但在很多方面仍然存在一定的問題和不足，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)多用戶、多場景下計(jì)費(fèi)功能有待完善。目前智能電表的應(yīng)用場景大多是“一戶一表”，使用對(duì)象明確，應(yīng)用場景單一。某些電表雖然也支持多用戶計(jì)費(fèi)，但在原理和結(jié)構(gòu)上一般是普通電表硬件層面的物理擴(kuò)展或疊加。隨著用戶類型的增加及應(yīng)用場景的多樣化，現(xiàn)有電表的計(jì)量、計(jì)費(fèi)、管理和控制功能無法滿足要求，必須提出滿足多用戶、多場景需求的解決方案；(2)不支持用戶端計(jì)劃用電信息的上傳。目前的電表一般只完成用電信息的采集和上傳功能，不支持用戶信息交互和用戶信息上傳。為適應(yīng)智能用電技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)允許用戶上傳未來一段時(shí)間內(nèi)的用電計(jì)劃，以便為供電部門進(jìn)行更加準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測(cè)、安排更加合理的供電計(jì)劃、檢修計(jì)劃提供依據(jù)，同時(shí)可以將確定的檢修、停電計(jì)劃下發(fā)至智能電表，用戶可通過按鍵和lcd顯示屏查看；(3)不具備完善的電壓、電流信息在線采集與上傳功能。目前電表一般只采集電能(包括有功電能和無功電能)、電壓頻率等信息，不具備實(shí)時(shí)采集電壓和電流瞬時(shí)值信息的功能。采集電壓和電流信息，對(duì)于分析用戶的電能質(zhì)量、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用戶負(fù)荷、完成精確的負(fù)荷建模和用戶側(cè)需求管理功能具有重要作用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供的第一目的是提供了一種基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)。本發(fā)明的一種基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)，包括智能電表終端，所述智能電表終端包括接線母線、一條進(jìn)線和多條出線，每條出線對(duì)應(yīng)一個(gè)用戶；所述進(jìn)線通過開關(guān)、電能總計(jì)量模塊和電壓電流瞬時(shí)值采樣模塊連接至接線母線，每條出線均依次通過一個(gè)子開關(guān)、一個(gè)電能計(jì)量子模塊和一個(gè)電壓電流瞬時(shí)值采樣子模塊連接至接線母線；所述電能總計(jì)量模塊、電能子計(jì)量模塊和電壓電流瞬時(shí)值采樣模塊分別將其采集到的用電計(jì)量信息及電壓電流采樣值信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)；所述用電管理服務(wù)器將其內(nèi)存儲(chǔ)的用戶及對(duì)應(yīng)的電卡信息、智能電表終端基本信息及相應(yīng)用電計(jì)量信息進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)；所述用電管理服務(wù)器還與電管理鏡像服務(wù)器相連，電管理鏡像服務(wù)器通過防火墻將上所述用電管理服務(wù)器內(nèi)存儲(chǔ)的信息共享至云端服務(wù)器。本發(fā)明由鏡像服務(wù)器接入云服務(wù)平臺(tái)。用戶可以通過移動(dòng)客戶端接入方式訪問云端服務(wù)器；相比基于智能電表終端的交互方式而言，基于云服務(wù)平臺(tái)的交互方式更加方便、靈活，更符合用戶的使用習(xí)慣，并有助于獲取更加豐富的信息。進(jìn)一步地，所述云端服務(wù)器還與客戶端相互通信。本發(fā)明使得用戶除了能通過智能電表終端實(shí)現(xiàn)與用電管理服務(wù)器之間的信息交互外，還可通過客戶端、云端服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與用電管理服務(wù)器進(jìn)行信息交互，這樣可為用戶提供多種信息交互方式，實(shí)現(xiàn)更加靈活、功能更加豐富的增值服務(wù)。進(jìn)一步地，所述電能總計(jì)量模塊、電能子計(jì)量模塊和電壓電流瞬時(shí)值采樣模塊分別將其采集到的用電計(jì)量信息及電壓電流采樣值信息上傳至用電管理服務(wù)器，所述通信網(wǎng)絡(luò)是光纖以太網(wǎng)、gprs無線公共網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)。其中，光纖以太網(wǎng)能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，避免傳輸信號(hào)的干擾。專用網(wǎng)絡(luò)能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕苊鈧鬏斶^程中數(shù)據(jù)被篡改以造成的數(shù)據(jù)計(jì)量或統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)確等問題。gprs無線公共網(wǎng)有利于減少通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資，充分利用公共資源。進(jìn)一步地，所述電能總計(jì)量模塊和電能子計(jì)量模塊分別將其采集到的用電計(jì)量信息采用定期自動(dòng)上傳和響應(yīng)用電管理服務(wù)器召喚隨機(jī)上傳相結(jié)合的方式，將相應(yīng)采集到的用電計(jì)量信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)。進(jìn)一步地，所述電壓電流采集模塊的采集信息能夠經(jīng)通信系統(tǒng)上傳至用電管理服務(wù)器，在用電管理服務(wù)器中可完成用戶電能質(zhì)量分析、負(fù)荷動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、精準(zhǔn)負(fù)荷建模以及負(fù)荷預(yù)測(cè)等功能。本發(fā)明的第二目的是提供一種基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)的工作方法。本發(fā)明的基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)的工作方法，包括：電能總計(jì)量模塊、電能子計(jì)量模塊和壓電流采集模塊分別將其采集到的用電計(jì)量信息和電壓電流瞬時(shí)值信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)；用電管理服務(wù)器將其內(nèi)存儲(chǔ)的用戶及對(duì)應(yīng)的電卡信息、智能電表終端基本信息、相應(yīng)用電計(jì)量信息和電壓電流瞬時(shí)值信息進(jìn)行必要的統(tǒng)計(jì)、分析和計(jì)算；用電管理服務(wù)器還將其內(nèi)存儲(chǔ)的用戶及對(duì)應(yīng)的電卡信息、智能電表終端基本信息、相應(yīng)用電計(jì)量信息以及統(tǒng)計(jì)和分析計(jì)算結(jié)果影像至電管理鏡像服務(wù)器；電管理鏡像服務(wù)器通過防火墻將上所述用電管理服務(wù)器內(nèi)存儲(chǔ)的信息共享至云端服務(wù)器。進(jìn)一步地，云端服務(wù)器可將共享的信息傳送至客戶端。本發(fā)明使得用戶除了能通過智能電表終端實(shí)現(xiàn)與用電管理服務(wù)器之間的信息交互外，還可通過客戶端、云端服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與用電管理服務(wù)器進(jìn)行信息交互，這樣可為用戶提供多種信息交互方式，實(shí)現(xiàn)更加靈活、功能更加豐富的增值服務(wù)。進(jìn)一步地，電能總計(jì)量模塊和電能子計(jì)量模塊分別將其采集到的用電計(jì)量信息采用定期自動(dòng)上傳和響應(yīng)用電管理服務(wù)器召喚隨機(jī)上傳相結(jié)合的方式，將相應(yīng)采集到的用電計(jì)量信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)。進(jìn)一步地，該方法還包括：用電管理服務(wù)器將分時(shí)電價(jià)曲線發(fā)送至智能電表終端或客戶端，供用戶查看并制定用電計(jì)劃；及智能電表終端或客戶端上傳未來一段時(shí)間內(nèi)的用電計(jì)劃至用電管理服務(wù)器，為供電部門進(jìn)行準(zhǔn)確地負(fù)荷預(yù)測(cè)、安排供電計(jì)劃及檢修計(jì)劃提供依據(jù)。本發(fā)明的有益效果為：(1)本發(fā)明通過改造現(xiàn)有電表結(jié)構(gòu)，為多用戶共用一塊電表提供了技術(shù)解決方案，且為多用戶分別提供電源開斷控制和電費(fèi)計(jì)量功能。本發(fā)明將電表改造為一組進(jìn)線、多組出線的結(jié)構(gòu)，其中每組出線對(duì)應(yīng)著一個(gè)用戶，進(jìn)線和各組出線均包含開關(guān)、電費(fèi)計(jì)量模塊和電壓電流瞬時(shí)值采集模塊，可對(duì)進(jìn)線和任意出線實(shí)現(xiàn)電源開斷控制、電費(fèi)計(jì)量和電氣量采集。(2)本發(fā)明的基于智能電表終端和互聯(lián)網(wǎng)的用電服務(wù)系統(tǒng)，使得用戶除了借助智能電表終端實(shí)現(xiàn)與用電管理服務(wù)器之間的信息交互外，還可基于客戶端、通過云端服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與用電管理服務(wù)器進(jìn)行信息交互，這樣可為用戶提供便捷、靈活的信息交互途徑，便于用戶獲取所需的用電信息、進(jìn)行電費(fèi)的充值和管理、定制來自用電管理服務(wù)器的各類用電服務(wù)信息。(3)本發(fā)明的基于智能電表終端和互聯(lián)網(wǎng)的用電服務(wù)系統(tǒng)，支持智能電表終端、客戶端等不同方式的電價(jià)曲線發(fā)布，也支持來自智能電表終端或客戶端的用戶用電計(jì)劃上傳功能，既能為用戶的合理有序用電提供電價(jià)依據(jù)，也能為供電部門進(jìn)行更加準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測(cè)、安排更加合理的供電計(jì)劃、檢修計(jì)劃提供依據(jù)。(4)本發(fā)明還通過智能電表終端采集用戶處的電壓和電流信息，分析用戶負(fù)荷的類型、用戶的電能質(zhì)量指標(biāo)、用戶產(chǎn)生諧波的情況以及用戶負(fù)荷的工作特性曲線，可實(shí)現(xiàn)精確的用戶級(jí)負(fù)荷建模、負(fù)荷預(yù)測(cè)和用戶需求響應(yīng)功能。附圖說明圖1為本發(fā)明的智能電表終端結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明：本發(fā)明的客戶端是指具有互聯(lián)網(wǎng)接入功能的電子設(shè)備，例如智能手機(jī)，pc機(jī)，平板電腦，手持終端等，能夠完成用戶與云端服務(wù)器間的信息交互功能。圖2為本發(fā)明的基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)。如圖2所示的本發(fā)明的一種基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)，包括智能電表終端，如圖1所示，智能電表終端包括接線母線、一條進(jìn)線和多條出線，每條出線對(duì)應(yīng)一個(gè)用戶；所述進(jìn)線通過開關(guān)、電能總計(jì)量模塊和電壓電流瞬時(shí)值采樣模塊連接至接線母線，每條出線均依次通過一個(gè)子開關(guān)、一個(gè)電能計(jì)量子模塊和一個(gè)電壓電流瞬時(shí)值采樣子模塊連接至接線母線；所述電能總計(jì)量模塊、電能子計(jì)量模塊和電壓電流瞬時(shí)值采樣模塊分別將其采集到的用電計(jì)量信息及電壓電流采樣值信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)；所述用電管理服務(wù)器將其內(nèi)存儲(chǔ)的用戶及對(duì)應(yīng)的電卡信息、智能電表終端基本信息及相應(yīng)用電計(jì)量信息進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)；所述用電管理服務(wù)器還與電管理鏡像服務(wù)器相連，電管理鏡像服務(wù)器通過防火墻將上所述用電管理服務(wù)器內(nèi)存儲(chǔ)的信息共享至云端服務(wù)器。本發(fā)明由鏡像服務(wù)器接入云服務(wù)平臺(tái)。用戶可以通過移動(dòng)客戶端接入方式訪問云端服務(wù)器；相比基于智能電表終端的交互方式而言，基于云服務(wù)平臺(tái)的交互方式更加方便、靈活，更符合用戶的使用習(xí)慣，并有助于獲取更加豐富的信息。其中，云端服務(wù)器還與客戶端相互通信。本發(fā)明使得用戶除了能通過智能電表終端實(shí)現(xiàn)與用電管理服務(wù)器之間的信息交互外，還可通過客戶端、云端服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與用電管理服務(wù)器進(jìn)行信息交互，這樣可為用戶提供多種信息交互方式，實(shí)現(xiàn)更加靈活、功能更加豐富的增值服務(wù)。所述電能總計(jì)量模塊、電能子計(jì)量模塊和電壓電流瞬時(shí)值采樣模塊分別將其采集到的用電計(jì)量信息及電壓電流采樣值信息上傳至用電管理服務(wù)器，所述通信網(wǎng)絡(luò)是光纖以太網(wǎng)、gprs無線公共網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)。其中，光纖以太網(wǎng)能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，避免傳輸信號(hào)的干擾。專用網(wǎng)絡(luò)能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕苊鈧鬏斶^程中數(shù)據(jù)被篡改以造成的數(shù)據(jù)計(jì)量或統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)確等問題。gprs無線公共網(wǎng)有利于減少通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資，充分利用公共資源。進(jìn)一步地，電能總計(jì)量模塊和電能子計(jì)量模塊分別將其采集到的用電計(jì)量信息采用定期自動(dòng)上傳和響應(yīng)用電管理服務(wù)器召喚隨機(jī)上傳相結(jié)合的方式，將相應(yīng)采集到的用電計(jì)量信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)。本發(fā)明的智能電表終端中的總計(jì)量模塊和子計(jì)量模塊還分別與按鍵陣列相連，用戶通過電卡操作電表，借助電表按鍵和顯示屏，可對(duì)該用戶的用電信息進(jìn)行查詢，包括：某時(shí)間段內(nèi)電卡的充值及扣費(fèi)信息，總用電量及總電費(fèi)信息，一天內(nèi)各時(shí)段用電及電費(fèi)信息統(tǒng)計(jì)，不同電費(fèi)費(fèi)率下的電費(fèi)分布情況統(tǒng)計(jì)。用戶還可以借助電表查看供電公司發(fā)布的電價(jià)曲線，以便做出合理的用電安排，提高節(jié)能減排效率。電價(jià)曲線一般為未來24小時(shí)內(nèi)不同時(shí)段的具體電價(jià)(元/千瓦時(shí))，時(shí)段精確到小時(shí)，以數(shù)據(jù)表格的形式存儲(chǔ)在智能電表中，如表1所示：表1不同時(shí)段的具體電價(jià)編號(hào)時(shí)段電價(jià)(元/千瓦時(shí))1a時(shí)—b時(shí)m12c時(shí)—d時(shí)m23e時(shí)—f時(shí)m3………ny時(shí)—z時(shí)mn如果用戶有明確的用電計(jì)劃，可通過電表將用電計(jì)劃上傳，用電計(jì)劃設(shè)計(jì)的時(shí)段一般為未來的24小時(shí)，時(shí)間精確到小時(shí)，具體形式如表2所示：表2不同時(shí)段的預(yù)計(jì)用電功率編號(hào)時(shí)段預(yù)計(jì)用電功率(kw)1a時(shí)—b時(shí)p12c時(shí)—d時(shí)p23e時(shí)—f時(shí)p3………ny時(shí)—z時(shí)pn本發(fā)明的客戶端還對(duì)用戶信息進(jìn)行注冊(cè)，注冊(cè)成功后，向云端服務(wù)器定制了該用戶的信息服務(wù)信息。如表3所示，用電管理服務(wù)器內(nèi)預(yù)設(shè)的用電服務(wù)信息具體包括以下內(nèi)容：表3用電管理服務(wù)器預(yù)設(shè)的用電服務(wù)信息進(jìn)一步地，所述電壓電流采集模塊的采集信息能夠經(jīng)通信系統(tǒng)上傳至用電管理服務(wù)器，在用電管理服務(wù)器中可完成用戶電能質(zhì)量分析、負(fù)荷動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、精準(zhǔn)負(fù)荷建模以及負(fù)荷預(yù)測(cè)等功能。本發(fā)明的基于智能電表終端的用電服務(wù)系統(tǒng)的工作方法，包括：電能總計(jì)量模塊、電能子計(jì)量模塊和電壓電流瞬時(shí)值采樣模塊分別將其采集到的用電計(jì)量信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)；用電管理服務(wù)器將其內(nèi)存儲(chǔ)的用戶及對(duì)應(yīng)的電卡信息、智能電表終端基本信息、相應(yīng)用電計(jì)量信息和電氣量采集信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和分析；用電管理服務(wù)器還將其內(nèi)存儲(chǔ)的用戶及對(duì)應(yīng)的電卡信息、智能電表終端基本信息及相應(yīng)用電計(jì)量信息以及統(tǒng)計(jì)結(jié)果影像至電管理鏡像服務(wù)器相；電管理鏡像服務(wù)器通過防火墻將上所述用電管理服務(wù)器內(nèi)存儲(chǔ)的信息共享至云端服務(wù)器。其中，云端服務(wù)器還共享的信息傳送至客戶端。本發(fā)明使得用戶除了能通過智能電表終端實(shí)現(xiàn)與用電管理服務(wù)器之間的信息交互外，還可通過客戶端、云端服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與用電管理服務(wù)器進(jìn)行信息交互，這樣可為用戶提供多種信息交互方式，實(shí)現(xiàn)更加靈活、功能更加豐富的增值服務(wù)。電能總計(jì)量模塊、電能子計(jì)量模塊和電壓電流瞬時(shí)值采樣模塊分別將其采集到的用電計(jì)量信息和電氣量采集信息采用定期自動(dòng)上傳和響應(yīng)用電管理服務(wù)器召喚隨機(jī)上傳相結(jié)合的方式，將相應(yīng)采集到的用電計(jì)量信息上傳至用電管理服務(wù)器內(nèi)，以便完成用戶用電情況的統(tǒng)計(jì)分析、用戶級(jí)負(fù)荷建模和精準(zhǔn)負(fù)荷預(yù)測(cè)等功能。客戶端經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)還從云端服務(wù)器獲取相應(yīng)的用戶信息、電價(jià)信息和用電信息，將用戶用電計(jì)劃等信息上傳至云端服務(wù)器。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)。當(dāng)前第1頁12