[实用新型]基于传感网的分布式电能计量系统

说明书

技术领域

本发明涉及用电用户的电能计量技术领域，具体涉及一种基于传感网的分布式电能计量系统。 

背景技术

进入21世纪以来，世界能源问题日益突出，“节能减排、低碳经济”逐渐走进人们的平常生活。近年来，随着物联网建设不断推进，以及智能住宅的发展，为用电用户的用电方式和电能计量方法提出了如图1所示的基于智能插座的电能计量系统模型。该模型采用了先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术，将用电、计量以及用电用户内部各种智能化信息处理系统有机地结合在一起，通过统筹管理使得用电用户的生活和工作更加方便、安全、有效。 

如图1所示，该电能计量系统包括电能表、智能插座和网关等主要设备，其中电能表用于计量用户的总体电能值；智能插座用于采集各个电器的电能值情况，采集各电器的用电数据和参数，并且可以通过WSN(Wireless Sensor Network，无线传感器网络)网络，将这些信息经过网关转发给用电服务器；网关可以通过WSN网络和各个智能插座建立连接，各个智能插座将其用电数据和参数发送到网关，网关将用电数据处理转换后通过互联网转发给用电服务器例如用电管理部门或者该用电用户。基于这些用电数据和参数，用电服务器可以通过网关实现对各电器的远程智能控制和管理，进而通过对各电器的能耗情况制定更有效的节能降耗措施，下面对可能的应用情形进行举例说明。其中，图1中的L、N线分别表示入户电力线的相线和零线，与电器一起构成用电回路。 

情形一，图1中的用电服务器为用电管理部门。在用电负荷很高而供电能力严重不足时，为了保证电网的稳定运行，用电部门可以对用电用户内部的电器有选择地供电，比如保证基本生活用电而断开那些非必需或者非紧要用电，例如保证照明用电和厨房用电，断开空调等电器的用电。随着物联网建设的推进，将来的空调等大功率、高能耗电器内部将有可能植入类似智能插座这样的 计能与控制装置，来帮助供电部门实现情形一中的控制功能。 

情形二，图1中的用电服务器为用电用户。用电管理部门通过图1的模型采集到用电用户内部各电器的用电数据，除了用于用电管理部门自身的数据统计分析之外，还可以授权给该用电用户，使用电用户可以通过互联网对这些数据进行查询访问，及时了解家中的用电情况以便采取相应的用电策略，还可以通过该系统实现对家中电器的远程智能控制。 

虽然图1中的基于智能插座/物联网的电能计量系统的优点突出，但也存在一些较大的设计缺陷：每个智能插座需要单独计算出与所连电器之间的线路上的电流和电压，以及通过WSN网络和无线网关实现与用电服务器的通信，甚至还要进行数据的显示，因此该智能插座与现有的普通的电器插座相比，往往体积较大，成本较高，并且智能插座通常是安装在已有的普通插座上，然后电器的插头再插在智能插座上，实现起来很不方便；同时在用电用户内部，通常包括多个电器，因此智能插座作为该系统的基本单位，需要多个智能插座才能满足需求，这无疑增加了整个电能计量系统的成本。 

发明内容

为了解决上面提到的问题，本发明提出了基于传感网的分布式电能计量系统，以分布计量和智能控制方式，达到节约能源和资源的目的。相比上面所述的基于智能插座/物联网的电能计量系统，基于传感网的分布式电能计量系统简化了系统的设备结构，大大降低了整个电能计量系统的成本。 

为此，本发明实施例提供如下技术方案。 

一种基于传感网的分布式电能计量系统，包括总体计量模块、至少一个分布计量模块以及网关，其中： 

总体计量模块，测量入户低压电力线上的电压和总的电流，计算出总的电能值，并且通过WSN网络将计量的用电数据发送给分布计量模块以及通过网关转发给用电服务器，以及接收网关转发的来自用电服务器的控制命令并且执行相应的操作； 

至少一个分布计量模块，用电流感应法测量用电用户内部的各电器的电流，根据总体计量模块发布的电压，计算出各电器的电能值，并且将其电流和 电能值通过WSN网络传送给总体计量模块以及通过网关转发给用电服务器，接收网关转发的来自用电服务器的控制命令并且执行相应的操作； 

网关，通过WSN网络接收来自总体计量模块和分布计量模块的用电数据，将用电数据经过处理以及格式转换后通过internet网转发给用电服务器，以及将来自用电服务器的控制命令转发给总体计量模块或分布计量模块。 

根据该实用新型所提供的一种基于传感网的分布式电能计量系统，可以用于用电用户内部各电器的能耗统计计量，以分布计量和智能控制方式，达到节约能源的目的。 

附图说明