居民用户智能电能表电量数据突变的产生和预防策略研究

高 旭

（秦皇岛港股份有限公司电力分公司，河北 秦皇岛 066000）

我们目前发现智能电能表发生电量数据突变的原因主要出现在他的硬件与软件设计的不合理。电量突变的出现形式让我们无法捉摸，因为他毫无规律可言，它的电量可以由大变小，也可以由小变大。

1 智能电能表计量电量采样的原理

现在市面上通用的单相智能电能管理芯片，对于电量改变的关键操作主要是三步，第一步电计量脉冲的检测和累加，第二步电量步进过程中的定量存储，第三部电量的掉电存储。这就要求我们从这三个方面加强设计，减少电量数据突变的次数。

1.1 电计量脉冲的检测和累加

现在电计量脉冲主要是通过脉冲中断服务实现检测的，管理芯片接受到计量芯片的脉冲，对应IO口会通过边沿检测触发脉冲中断，由于智能电能表功能规范定义计算脉冲宽度为（80±20）ms。除此之外，我们还应该做一个30—40ms左右的防抖检测，完全除去信号干扰以后，才能确定这次的脉冲信号是否有效，并且把这次的脉冲计入累加值。

1.2 电量步进过程中的定量存储

当我们已经知道计量脉冲使，计量数据发生改变以后，我们要把更新的数据进行保存。我们主要采用随机存储器和电可擦可编程存储器进行数据处理，这两种处理器的特点各不相同，其中随机存储器的特点就是对数据的存储快速，但是缺点也十分巨大，当电源切断以后数据就会丢失。而电可擦可编程只读存储器，他的存储数据需要对电压擦除重新编程，存储速度也没有随机存储器快，但是他的数据在电源切断以后不会丢失，而是会自动保存下来。

1.3 电量的掉电存储

表计在掉电的过程当中我们应该实时的将脉冲尾数单元存入电可擦可编程只读存储器的掉电数据保护区，这样可以有效的避免因为掉电而造成的随机存储器的数据丢失。我们在上电的过程当中，要先确定随机存储器的主存储器和副存储器数据是否正确，如果数据出现问题我们就要迅速的从电可擦可编程只读存储器的掉电数据保护区间内修正数据。但是当这些存储器和数据保护内都出现错误时我们应该快速的启用电可擦可编程只读存储器备用电量数据区间修正数据。

2 智能电能表数据存储方式及特点

我们目前市面上所采用的智能电能表的主控芯片都会外置一个电可擦可编程只读存储器，智能电能表在运行的过程中所用的运行参数都会存储在电可擦可编程只读存储器当中。连接主控芯片和电可擦可编程只读存储器之间的使12c总线，两者可以通过12c进行数据传输。它们的传输特点是无论输入还是输出他都是利用同一根数据线。而且数据传输的最小单位是“位”，字节高位在前，低位在后，没有起始位，没有奇偶校验，没有停止位。

3 电量数据突变的原因

我们首先要考虑的就是电能表的硬件和软件是否出现了问题。智能电能表是记录居民群众生活用电的记录器，他的需求量是十分巨大的，表明他的产量是非常的多，这样他的制作成本，和元器配件上就会受到数量的限制，造成硬件设计上产生一些问题。加之，我们在加工电能表的过程中不不注意造成他的加工细节不到位，我们在使用的时候这些问题就会被放大。随着挂网运行的时间越来越长，这些缺点就会暴露，时间越长问题就会越大。主要体现在主控芯片和电可擦可编程只读存储器数据传输的12c虚焊和12c的上拉电阻开路，导致这两者数据传输时出现了错误。其二就是串行数据线信号上的上位电阻阻值配置不合理，导致这两者的数据传输十分不稳定，而且在数据传输的过程中受到了外部的强烈干扰时，波形会严重失真，导致我们数据传输紊乱，从而只能电能表的数据发生突变。

软件上的问题会因为我们在设计的时候考虑的不周全，造成设计容错性和异常保护设计上考虑不足。当我们应用到实际的时候我们会受到现实中各种复杂的环境的影响，造成电量数据突变，主要体现为电量数据操作频繁，增加数据出错机率，还有就是主控芯片与存储芯片电平不匹配，电平逻辑与管教上电压幅值可能不一样造成外界干扰进入12c总线时，会导致总线电平发生变化，这就可能会导致数据传输错误。

4 防护措施

我们现在能做到预防电能表数据突变的产生可以从两个方面做起，一个是硬件方面一个是软件方面。硬件方面我们可以从以下方面入手，将计量单位和主控单元之间通过光隔离，这样就可以实现计量单位和主控单位的完全隔离，减少干扰。还有就是可以将主控芯片的电源和电可擦可编程只读存储器的电源共用，方便电能表在上，下电时电平配置一样。最后不能将电源的走线形成环形，这样噪音过大会干扰居民生活。在软件方面我们可以选择合适的事迹对数据进行操作，表计在智能电能表上会有显示，所以，我们在进行数据操作的时要进行适当的延迟，避免错误数据的产生。

5 结语

目前，我们通过不断的改变硬件和软件，将会大大降低智能电能表数据突变的情况，确保我们的电能计量的准确可靠。不会让居民用户因为电量数据问题和电力企业发生冲突，提高电力企业的社会形象，为了国家的电力安全提供了安全的保障。