一种大用户算费终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种大用户算费终端。
【背景技术】
[0002]大工业电价的范围是指以电力为原动力或以电冶炼、烘焙、熔焊、电解、电化的工业生产用户并且变压器总容量在315千伏安及以上者。为提高用电设备利用效率，促进工业用电的合理化和公平负担，各地对符合条件的工业用户执行大工业电价政策。
[0003]大工业用电电费包含基本电费、电度电费及功率因数调整电费，其中电度电费分为照明电费与动力电费，功率因数调整电费首先需要根据抄读的电量计算得出计算用的功率因数，然后通过查表计算得出奖惩系数及功率因数调整电费。由此可以看出，大工业用电电费计算非常复杂，许多客户在电费结算时往往对自己每月电费的准确性及收费明细存在疑问，因此用户会通过各种渠道进行查询，在电费查询、计算、讲解等过程中会占用用户与供电部门双方较长的工作时间，随着大工业用户的增多这部分时间也会增多，相应的成本也会随之增加。
[0004]在实际应用中还存在用户对大工业用电了解不够充分，在用电报装、用电时间分配及提高功率因数等方面没有根据自身实际情况进行调整，导致每月电费额外支出严重，造成资金浪费并容易使用户对大工业用电产生恐惧感。
[0005]大电力客户的电费计算是所有电力客户中最为复杂的，其计算方法根据用电客户的用电性质、用电容量、计量方式的不同而不同。正确计算电费才能正确分析客户的电费成本，有利于客户制定降低电费支出成本的有效措施。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型为了解决上述问题，提出了一种大用户算费终端，该终端结合大用户的实际用电情况，通过对大工业用电的电费进行详细细化来实现，针对基本电费、电度电费及功率因数调整电费的特点及产生方式制定抄读及计算方案，利用高速嵌入式微控制器及先进的现代数字处理技术对用电信息进行采集与分析处理，快速准确的得到用户上月的用电量及电费明细。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0008]一种大用户算费终端，包括控制器、RS485通信电路、RS232维护电路、RTC实时时钟电路和按键显示单元，其中，控制器连接RS485通信电路，为终端提供RS485通讯接口，所述控制器连接为终端提供实时的时间的RTC实时时钟电路，所述控制器连接按键显示单元，电源电路为其他电路提供电源，所述控制器连接RS232维护电路；
[0009]所述控制器包括数据抄读模块、数据存储模块和电费计算单元，所述数据抄读模块连接多个电能表，所述数据存储模块用于存储采集的电能表数据，所述电费计算单元用于依据用户的基本电费、电度电费、奖惩电费及功率因数调整电费来计算电费值。
[0010]所述RS485通信电路为全双工工作方式，最高通信速率为19200bps，可以满足与市面上所有电能表的通讯，设有光耦隔离及双向TVS管、压敏保护电路，能够防止因抄表端子误接强电或端子遭受雷击而引起的器件损坏。
[0011 ] 所述RTC实时时钟电路为高精度I2C实时时钟电路，外接容量为900mAH的锂电池，在断电情况下保证终端时钟的准确性，有效工作年限大于10年，此外，所述RTC实时时钟电路还具备温度采样电路，保证系统在超出工作范围外的温度下能够及时关闭系统的外围电路，保证存储数据的正确性。
[0012]基于上述终端的工作方法，包括以下步骤:
[0013](I)终端按照设定周期读取电能表的数据，并对其进行存储、统计；
[0014](2)判断是否到结算日，如果到了结算日，抄读下挂所有电能表的正/反向有/无功电能示值、最大需量的日冻结及月冻结数据；
[0015](3)按照设定的计费方式在结算日先计算出用户当月的基本电费、电度电费、奖惩电费及功率因数调整电费，继而计算出总电费及当月电费明细。
[0016]所述步骤(3)中基本电费的计算方法包括:
[0017](a)容量计费:变压器容量(kVA)*容量基本电价(元/kVA)；
[0018](b)需量计费:需量计费值(kVA)*需量电价(元/kVA)，需量超出申请数值应加倍收费。
[0019]所述步骤(3)中，功率因数调整电费的计算方法为:根据算出的无功电量和有功电量求出功率因数，并在计算时去除无功补偿模块倒送的无功电量，若为高供低计用户还需考虑变损，然后通过查找《功率因数调整电费增减查对表》算出功率因数奖惩电费值。
[0020]所述步骤(3)中，奖惩电费值=(基本电费+电度电费)*(±)功率因数调整电费月增减率％，其中，功率因数高于标准值减收，低于标准值增收电费。
[0021]本实用新型的有益效果为:
[0022](I)本实用新型结构简单，操作方便，直接安装在用户变压器旁，可以准确计算大工业用户的电费明细；
[0023](2)有效解决大工业用户电费现场计算的难题，减少用户在此方面投入的精力，并且本实用新型终端具备统计分析功能，能根据用户用电特点指导用户合理用电，适于大面积推广使用。
【附图说明】
[0024]图1是远程通信模块及RS485供电电源示意图；
[0025]图2是主芯片及辅助电路供电电源示意图；
[0026]图3是RS232维护电路示意图；
[0027]图4是RS485电路示意图；
[0028]图5是flash存储电路示意图；
[0029]图6是RTC实时时钟电路示意图；
[0030]图7是显示单元示意图；
[0031]图8是按键电路不意图；
[0032]图9是终端系统程序流程图。【具体实施方式】:
[0033]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0034]如图1-图8所示，为本实用新型终端采用线性变压器及稳压芯片为系统提供可靠的电源输出，主控制器采用32位高性能的PIC32MX695F512L微控制器作为核心处理器，夕卜围电路主要包括RS485通信电路，FLASH存储电路，RTC实时时钟及按键显示单元等，这些电路为系统的实现提供可靠的硬件保障。
[0035]如图9所示，为本实用新型软件系统程序流程图，在软件实现上，算费终端按照指定的抄表周期抄读电能表的电压、电流、功率、电能示值等数据进行数据统计，用于监控和分析用户用电情况及用电特点，为用户合理用电提供理论指导。在算费终端日期过日和过月时，终端抄读下挂所有电能表的正/反向有/无功电能示值、最大需量等日冻结及月冻结数据，按照预先约定的计费方式在结算日先计算出用户当月的基本电费、电度电费及功率因数调整电费，继而计算出总电费及当月电费明细。
[0036]其中，基本电费收取为按容量计费和按需量计费二选其一，收费方式经用户与电网企业商议确定后在合同有效期内不得更改，基本电费=变压器容量(或最大需量)*基本电价。按需量计费时，需确定最大需量，当最大需量值超过核定的最大需量时，根据合同中的约定值对超出部分加倍收取基本电费。
[0037]其中，基本电费的收取分为按容量计费与按需量计费两种方式:
[0038]容量计费:变压器容量(kVA) *容量基本电价(元/kVA)；
[0039]需量计费:需量计费值(kVA)*需量电价(元/kVA)，需量超出申请数值应加倍收费。
[0040]电度电费的计算为电量*电价(如实行峰谷电价的用户需算出)，其中生活照明电量参加功率因数计算，但不执行功率因数调整电费。
[0041]功率因数调整电费又称力率调整电费，需根据算出的无功电量和有功电量求出功率因数，并在计算时去除无功补偿模块倒送的无功电量，若为高供低计用户还需考虑变损，然后通过查找《功率因数调整电费增减查对表》算出功率因数奖惩电费值。奖惩电费值=(基本电费+电度电费)*(±)功率因数调整电费月增减率％ (功率因数高于标准值减收，低于标准值增收电费)。
[0042]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【主权项】
1.一种大用户算费终端，其特征是:包括控制器、RS485通信电路、RS232维护电路、RTC实时时钟电路和按键显示单元，其中，控制器连接RS485通信电路，为终端提供RS485通讯接口，所述控制器连接为终端提供实时的时间的RTC实时时钟电路，所述控制器连接按键显示单元，电源电路为其他电路提供电源，所述控制器连接RS232维护电路； 所述控制器包括数据抄读模块、数据存储模块和电费计算单元，所述数据抄读模块连接各个电能表，所述数据存储模块用于存储采集的电能表数据，所述电费计算单元用于依据用户的基本电费、电度电费、奖惩电费及功率因数调整电费来计算电费值。
2.如权利要求1所述的一种大用户算费终端，其特征是:所述RS485通信电路为全双工工作方式，最高通信速率为19200bps。
3.如权利要求1所述的一种大用户算费终端，其特征是:所述RS485通信电路设有光耦隔离及双向TVS管、压敏保护电路，能够防止因抄表端子误接强电或端子遭受雷击而引起的器件损坏。
4.如权利要求1所述的一种大用户算费终端，其特征是:所述RTC实时时钟电路为高精度I2C实时时钟电路，外接容量为900mAH的锂电池，在断电情况下保证终端时钟的准确性。
5.如权利要求1所述的一种大用户算费终端，其特征是:所述RTC实时时钟电路具备温度采样电路，保证系统在超出工作范围外的温度下能够及时关闭系统的外围电路，保证存储数据的正确性。
【专利摘要】本实用新型公开了一种大用户算费终端，包括控制器、RS485通信电路、RS232维护电路、RTC实时时钟电路和按键显示单元，其中，控制器连接RS485通信电路，为终端提供RS485通讯接口，所述控制器连接为终端提供实时的时间的RTC实时时钟电路，所述控制器连接按键显示单元，电源电路为其他电路提供电源，所述控制器连接RS232维护电路。本实用新型计算大工业用户总电费及基本电费、电度电费和功率因数调整电费，并根据数据存储模块中的数据源进行数据统计分析工作，记录用户近期的用电习惯，指导用户合理用电，减少额外的电费支出。
【IPC分类】G06Q50-06, G01R11-56
【公开号】CN204480321
【申请号】CN201420825997
【发明人】李琮琮, 杜艳, 王平欣
【申请人】国家电网公司, 国网山东省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年12月23日