Интеллектуальный счетчик электрической энергии

1. Счетчик электрической энергии, содержащий микропроцессор, имеющий в своем составе: арифметическое устройство, память программ постоянную и перепрограммируемую, оперативную память данных и таймеры-счетчики общего назначения, соединенные с ним блок измерения мощности, блок памяти для хранения результатов измерения, блок питания счетчика и часы реального времени, содержащие также модуль памяти объемом 512 байт, с питанием от автономного источника, отличающийся тем, что, с целью ускорения измерений и повышения точности, блок измерения мощности содержит следующие узлы и блоки:
первый канал измерения тока, содержащий входной программируемый усилитель, дельта-сигма модулятор АЦП, фильтр sinc4, фильтр нижних частот, дециматор 4:1, корректор коэффициента передачи на основе перемножителя в котором вторым сомножителем является поправочный коэффициент передачи, фильтр верхних частот с коммутатором его обхода и корректор фазы сигнала,
второй и последующие каналы измерения тока, отличающийся от первого отсутствием входного программируемого усилителя и наличием интегратора, между фильтром верхних частот и корректором фазы сигнала,
канал измерения напряжения, отличающийся от первого канала измерения тока отсутствием входного программируемого усилителя,
два канала вычисления среднеквадратичного значения содержащих: блок возведения в квадрат, фильтр нижних частот, сумматор с поправочным коэффициентом смещения и блок извлечения квадратного корня,
узел вычисления активной мощности: содержащий умножитель данных канала тока на данные канала напряжения, с последующей фильтрацией в фильтре нижних частот и перемножитель и сумматор с поправочным коэффициентом канала мощности,
узел вычисления реактивной мощности, содержащий узел сдвига сигнала тока на 90 электрических градусов, умножитель этого значения на сигнал напряжения, умножение на поправочный коэффициент суммирование с поправочным коэффициентом,
три узла контроля перехода сигналов через «арифметический 0», для передачи в микроконтроллер, для последующих анализов сигналов,
на выходе каналов измерения тока и напряжения находится узел вычисления коэффициента мощности (cos ϕ).
2. Счетчик электрической энергии по п. 1, отличающийся тем, что в него на выходе каналов измерения напряжения введен узел порогового контроля входного напряжения.
3. Счетчик электрической энергии по п. 2, отличающийся тем, что в него на выходе узла порогового контроля входного напряжения установлено бистабильное реле отключения входной сети.
4. Счетчик электрической энергии по п. 1, отличающийся тем, что в него на выходе каналов измерения тока введен узел накопления значений тока с 50-кратной частотой отсчета относительно частоты питающей сети и узел для вычисления значений гармоник тока потребления методом быстрого преобразования Фурье на интервале, кратном 1 с.
5. Счетчик электрической энергии по п. 1, отличающийся тем, что в него на выходе каналов измерения тока введен узел порогового контроля входного тока, а также бистабильное реле отключения входной сети.
6. Счетчик электрической энергии по п. 5, отличающийся тем, что в него на выходе каналов измерения тока введен узел допускового контроля тока потребления,
7. Счетчик электрической энергии по п. 1, отличающийся тем, что в него на выходе узел вычисления коэффициента мощности (cos ϕ), и в случае отклонения его значения ниже уровня указанного в тока потребления заданного порога происходит фиксация этого события в фискальной памяти,
8. Счетчик электрической энергии по п. 1, отличающийся тем, что в состав счетчика введен модем PLC (Power Line Communication)
9. Счетчик электрической энергии по п. 8, отличающийся тем, что в состав счетчика дополнительно введен модем радиоканала.
10. Счетчик электрической энергии по п. 9, отличающийся тем, что в состав счетчика дополнительно введен криптомодуль.
11. Счетчик электрической энергии по п. 8, отличающийся тем, что в состав счетчика по силовым линиям введен фильтр-пробка с частотой заграждения в районе 200-300 кГц, а модем PLC имеет второй канал, позволяющий передавать и принимать данные во внутреннюю домовую силовую сеть (PHAN - PowerHomeArealNetwork) в этом диапазоне.
12. Счетчик электрической энергии по п. 8, отличающийся тем, что введен модем радиоканала второго канала, позволяющий передавать и принимать данные во внутреннюю сеть HAN (Home Areal Network), и позволяющий собирать данные с иных счетчиков коммунальных услуг, находящихся в радиусе до 30-100 м.
13. Счетчик электрической энергии по п. 1, отличающийся тем, что в состав блока с автономным питанием введены три пороговых элемента, позволяющих зафиксировать факт и время несанкционированного нарушения электронных пломб, интегрированных в конструкцию счетчика.
14. Счетчик электрической энергии по п. 10, отличающийся тем, что прием-передача всех информационных пакетов, команд управления, оперативных и архивных данных и информации, хранящихся в фискальной (энергонезависимой) области памяти, с использованием модемов по пп. 8, 9 осуществляется в защищенном виде с использованием криптомодуля по п. 10 на концентратор, осуществляющий инкапсуляцию данных в формат двунаправленных цифровых каналов технологий связи и открытых стандартизированных протоколов информационного обмена во внешней (глобальной) информационной на информационно-вычислительный комплекс высшего уровня для решений задач автоматизированных информационно-измерительных систем контроля и учета энергоресурсов (АИИС КУЭ).
15. Автоматизированная информационно-измерительная система контроля и учета энергоресурсов (АИИС КУЭ), отличающаяся тем, что в составе информационно-вычислительного комплекса высшего уровня имеется блок, позволяющий пользователю, по гистограмме, потребляемой в течение суток мощности, провести селекцию отдельных групп приборов потребления, свет, холодильник, плита и т.д., возможно с помощью подсказок от потребителя, и построить графики потребления мощности для каждой группы приборов потребления.
16. Автоматизированная информационно-измерительная система контроля и учета энергоресурсов (АИИС КУЭ) по п. 15, отличающаяся тем, что уточненные в п. 15 алгоритмы селекции селекцию отдельных групп приборов потребления, могут быть переданы в счетчик, с целью их выполнения в фоновом режиме в составе счетчика и сокращения объема передаваемых данных от счетчика.
17. Автоматизированная информационно-измерительная система контроля и учета энергоресурсов (АИИС КУЭ) по п. 15, отличающаяся тем, что в составе информационно-вычислительного комплекса высшего уровня имеется блок анализа потребления мощности по сети низковольтного (220В/380В) потребления от распределительной подстанции до общедомовых приборов учета и далее до каждого индивидуального счетчика, позволяющий оценить объем несанкционированного отбора мощности по каждой линии низковольтного (220В/380В) потребления энергии.
18. Автоматизированная информационно-измерительная система контроля и учета энергоресурсов (АИИС КУЭ) по п. 15, отличающаяся тем, что путем анализа падений напряжения, измеренных каждым индивидуальным счетчиком электрической энергии, расположенных вдоль общедомовой распределительной линии питания, и токов, протекающих по этой линии, возникает возможность определить участок линии, на котором производится несанкционированный отбор мощности.
19. Автоматизированная информационно-измерительная система контроля и учета энергоресурсов (АИИС КУЭ) по п. 15, отличающаяся тем, что в случае возникновения аварийной или чрезвычайной ситуации, например, пожар или затопление, возможно веерное отключение потребителей, оснащенных счетчиками, выполненных в соответствии с п. 5.