一种无电池电能表的制作方法

1.本技术涉及电能表，特别是涉及一种无电池电能表。


背景技术：

2.现有技术方案使用中，电能表经常出现电池欠压、时钟异常、电能计费纠纷等问题，其中电池欠压问题：电池内部出现微短路、电池自放电率高、电池钝化或气密性不良时，均会导致电池电量消耗过快，现场运行一段时间后，导致电池欠压，低功耗时，mcu和时钟芯片供电电压不足，导致电能表时钟失准。电池供电电路中二极管选型不良，反向漏电流偏大，则可能导致电池被异常充电或者在低功耗状态下，电池给5v线路上的外设供电，从而降低电池使用寿命；如果电池供电的走线离覆铜或者其它电气线路太近，在线路板受腐蚀的情况下会出现电池线路对其他线路漏电，导致电池过快放电；如果+5v电压在市电情况下就较低，则可能导致在市电下电池就一直对外放电，从而缩短寿命。时钟异常问题，智能电能表低功耗状态使用备用电池供电(或者法拉电容跟备用电池一起)，由于智能电能表设计存在缺陷，在某些条件下智能电能表低于低功耗状态时，过度消耗备用电池电量，导致电池欠压造成时钟丢失，出现时钟异常。电能表计费纠纷，智能电能表使用费率电价，对时钟可靠性要求比较高，当出现时钟异常时，电能表的费率时段运行不正常，导致电能不能累计到正确费率上，电能表计费异常，引起法律纠纷。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中存在的问题，本公开提供了一种无电池电能表。
4.根据本技术的一个方面，提供了一种无电池电能表，包括：时钟模块，包括时钟芯片用于为电能表提供时钟信息；
5.备电模块，在电能表掉电后，为电能表提供预定时间段的供电；
6.事件上报模块，用于进行掉电事件上报、未授时主动上报、未授时状态跟随上报以及未授时状态指示。
7.可选地，电能表掉电后上电，读取时钟芯片的内部时钟，在内部时钟有效的情况下，电能表清除未授时状态，正常运行，否则电能表置为未授时状态。
8.可选地，还包括：
9.正常电能存储模块，用于在电能表掉电上电后的时钟是已授时状态下，电能表电能正常累计和存储；
10.备份分钟电能存储模块，用于在电能表掉电上电后的时钟是未授时状态下，电能表运行的费率电能以掉电时间为基准，电能表在每分钟进行一次分钟电能的存储，其中分钟电能的存储和正常电能存储互相独立。
11.可选地，在电能表已授时的情况下，电能表根据当前授时时间和掉电时间进行电量回复，将在未授时期间内运行的电能表的费率电能进行恢复累计到正常的电能存储位置。
12.可选地，预定时间段不小于7天。
13.从而，电能表带有时钟芯片和储能器件，储能器件可以保证电能表时钟在掉电后至少运行7天。电能表对时机制和时钟恢复机制，不仅可以保证电能表能以正确的时钟运行。也可以保证电能表在未授时状态下时钟的运行和电能的存储。电能表无时钟电池。可避免因电池欠压引起的时钟不准，导致电能累计不准确。在电能表寿命周期内，电能表电池电量不可换，已出现非常多的电能表电池欠压案例。节省电能表时钟电池，可节省大量的电池材料，避免时钟电池带来的污染，符合当前绿色环保理念。电能表备电方案，可以保证储能模块的充电和掉电后时钟芯片的正常供电。电能表掉电事件上报，可以通知主站电能表掉电事件。电能表未授时状态主动上报和跟随上电，保证将电能表时钟状态通知主站，主动要求授时。电能表未授时状态指标，主站可以抄读运行状态字，实时监控电能表时钟运行状态。
14.根据下文结合附图对本技术的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本技术的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
15.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
16.图1是根据本技术一个实施例的无电池电能表的模块示意图；
17.图2是根据本技术一个实施例的正常电能存储模块和备份分钟电能存储模块的关系示意图。
具体实施方式
18.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。
20.需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
21.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
22.图1是根据本技术一个实施例的无电池电能表的模块示意图。参考图1所示，无电池电能表包括：时钟模块，包括时钟芯片用于为电能表提供时钟信息；
23.备电模块，在电能表掉电后，为电能表提供预定时间段的供电；
24.事件上报模块，用于进行掉电事件上报、未授时主动上报、未授时状态跟随上报以及未授时状态指示。
25.可选地，电能表掉电后上电，读取时钟芯片的内部时钟，在内部时钟有效的情况下，电能表清除未授时状态，正常运行，否则电能表置为未授时状态。
26.可选地，还包括：
27.正常电能存储模块，用于在电能表掉电上电后的时钟是已授时状态下，电能表电能正常累计和存储；
28.备份分钟电能存储模块，用于在电能表掉电上电后的时钟是未授时状态下，电能表运行的费率电能以掉电时间为基准，电能表在每分钟进行一次分钟电能的存储，其中分钟电能的存储和正常电能存储互相独立。
29.可选地，在电能表已授时的情况下，电能表根据当前授时时间和掉电时间进行电量回复，将在未授时期间内运行的电能表的费率电能进行恢复累计到正常的电能存储位置。
30.可选地，预定时间段不小于7天。
31.具体地，本技术的无电池电能表功能如下：
32.1.电能表时钟方案
33.1)电能表对时机制。电能表带有时钟芯片，电能表在上电时会跟时钟芯片进行对时；电能表在运行期间，周期性跟时钟芯片进行对时，保证时钟运行准确。
34.2)电能表授时状态。电能表掉电后上电，先读取时钟芯片内部时钟，如果时钟芯片内部时间有效，电能表使用时钟芯片时钟运行，电能表未授时状态清除；如果时钟芯片内部时间无效，电能表置未授时状态。
35.3)电能表时钟恢复机制。电能表掉电后上电，读取时钟芯片内部时钟无效时，电能表使用内部时钟恢复机制，以掉电时间为基准，继续运行。
36.4)电能表时钟自运行。电能表掉电后上电，如果未授状态，电能表时钟恢复后，内部时钟自运行，保持电能表正常运行。
37.从而，电能表带有时钟芯片和储能器件，储能器件可以保证电能表时钟在掉电后至少运行7天。电能表对时机制和时钟恢复机制，不仅可以保证电能表能以正确的时钟运行。也可以保证电能表在未授时状态下时钟的运行和电能的存储。
38.2.电能表备电方案
39.1)电能表备电储能。电能表正常运行时，时钟芯片使用电源进行供电；电能表可以为储能模块充电。
40.2)电能表备电供电。电能表掉电后，储能模块可以为时钟提供电源，至少可以提供维持7天电能量，保持时钟芯片正常运行。
41.从而，电能表无时钟电池。可避免因电池欠压引起的时钟不准，导致电能累计不准确。在电能表寿命周期内，电能表电池电量不可换，已出现非常多的电能表电池欠压案例。
节省电能表时钟电池，可节省大量的电池材料，避免时钟电池带来的污染，符合当前绿色环保理念。电能表备电方案，可以保证储能模块的充电和掉电后时钟芯片的正常供电。
42.3.电能表电能存储，如图2所示
43.1)电能正常电能存储。电能表掉电上电后，如果处于已授时状态，电能表电能正常累计并进行存储；不进行备份分钟电能存储。
44.2)电能表备份分钟电能存储。电能表掉电上电后，如果时钟是未授时状态，电能表不进行正常电能累计和存储，而是每分钟进行一次备份分钟电能的存储。备份分钟电能和正常电能存储独立。分钟电能存储只有在未授时状态才会进行。
45.3)备份分钟电能和正常电能存储。备份分钟电能存储跟正常电能存储是独立的，可以使用独立的存储器，也可以使用同一存储器的不同存储区间。
46.4)备份分钟电能存储恢复到正常电能存储。当电能表时钟未授时，电能表运行的分时费率是错误的。电能表只有每分钟进行一次备份分钟电能的存储，在电能表正确授时后，根据前后时间和算法，才能将未授时状态下的备份电能恢复到正常电能费率上去，保证电能计量的准确性。正常电能存储恢复以后，清除备份分钟电能存储。
47.从而，电能表正常电能存储和备份分钟电能存储相互独立，互不影响。电能表正常电能存储和备份分钟电能存储可以使用不同存储器，也可以使用同一存储器的不同存储区间。电能表支持备份分钟电能存储数据的抄读和清除。电能表授时后，可以将备份分钟电能恢复到正常的电能存储中，保证电能表费率电能准确性。
48.4.电能表上报机制
49.1)掉电事件上报。电能表掉电后要进行掉电事件上报，以通知主站电能表掉电。
50.2)未授时主动上报。电能表掉电后上电，如果处于未授时状态，需要进行主动上报，通知电能表需要授时。
51.3)未授时状态跟随上报。电能表掉电后上电，如果处于未授时状态，电能表收到通信报文，应答时需要在通信报文中进行跟随上报。
52.4)未授时状态指示。电能表掉电后上电，处于未授时状态，电能表运行状态字置未授时状态。
53.从而，电能表掉电事件上报，可以通知主站电能表掉电事件。电能表未授时状态主动上报和跟随上电，保证将电能表时钟状态通知主站，主动要求授时。电能表未授时状态指标，主站可以抄读运行状态字，实时监控电能表时钟运行状态。
54.5.抄读电能表数据
55.1)抄读正常电能数据。电能表掉电后上电，无论是否授时，电能表支持电能数据抄读。
56.2)抄读备份分钟电能数据。电能表掉电后上电，无论是否授时，电能表上电后运行，支持抄读备份分钟电能数据。
57.3)抄读运行状态字。电能表支持运行状态字(未授时)读取。
58.从而，电能表支持正常电能存储的抄读。如果电能表一直未授时成功，主站也可以根据当前时钟和存储的电能，进行费率电能的恢复。
59.6.主站电能数据恢复
60.1)主站电能数据恢复。电能表掉电后上电，如果授时一直未成功，主站可以抄读正
常电能和备份分钟电能，在主站侧根据冻结时标和当前时标进行电能恢复，进行费率电能结算。
61.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
62.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
63.在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
64.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种无电池电能表，其特征在于，包括：时钟模块，包括时钟芯片用于为电能表提供时钟信息；备电模块，在电能表掉电后，为所述电能表提供预定时间段的供电；事件上报模块，用于进行掉电事件上报、未授时主动上报、未授时状态跟随上报以及未授时状态指示。2.根据权利要求1所述的无电池电能表，其特征在于，所述电能表掉电后上电，读取所述时钟芯片的内部时钟，在所述内部时钟有效的情况下，所述电能表清除未授时状态，正常运行，否则所述电能表置为未授时状态。3.根据权利要求1所述的无电池电能表，其特征在于，还包括：正常电能存储模块，用于在所述电能表掉电上电后的时钟是已授时状态下，所述电能表电能正常累计和存储；备份分钟电能存储模块，用于在所述电能表掉电上电后的时钟是未授时状态下，所述电能表运行的费率电能以掉电时间为基准，所述电能表在每分钟进行一次分钟电能的存储，其中所述分钟电能的存储和正常电能存储互相独立。4.根据权利要求1所述的无电池电能表，其特征在于，在所述电能表已授时的情况下，所述电能表根据当前授时时间和掉电时间进行电量回复，将在未授时期间内运行的电能表的费率电能进行恢复累计到正常的电能存储位置。5.根据权利要求1所述的无电池电能表，其特征在于，所述预定时间段不小于7天。

技术总结
本申请公开了一种无电池电能表。包括：时钟模块，包括时钟芯片用于为电能表提供时钟信息；备电模块，在电能表掉电后，为电能表提供预定时间段的供电；事件上报模块，用于进行掉电事件上报、未授时主动上报、未授时状态跟随上报以及未授时状态指示。报以及未授时状态指示。报以及未授时状态指示。


技术研发人员：王晓东 赵婷 姜洪浪 王爽 张玉冠 左嘉 陈方方
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/8/14