
本文来解说下证券配资,为什么DL/T645-2007多功能电能表通讯协议的瞬时功率上限是 79.9999kW ?它的设计逻辑是怎样的?
DL/T645-2007 发布于 2007 年,核心服务对象是传统电能表(居民用电表、工业普通电表),其 79.9999kW 的功率上限并非技术瓶颈,而是 “数据格式 + 应用场景” 双重匹配的结果,具体可拆解的三个核心原因:
01、数据编码格式的物理限制该协议对瞬时功率的存储采用3 字节 BCD 码(二进制编码十进制) 设计:1 字节可存储 2 位十进制数,3 字节共 6 位十进制数;同时协议定义功率单位为 “kW”,且固定保留 4 位小数(即精度为 0.0001kW)。
展开剩余72%小知识:BCD码能以最少的硬件来实现二进制与十进制数字的转换。BCD码是用一组四位二进制码来表示一位十进制数字的一种方法。 它只取四位二进制码可能有的十六种组合中的十种来表示0一 9十个数字。 在BCD码中(8421码),1001是最大的四位组。
按此格式,6 位十进制数的分配为 “2 位整数 + 4 位小数”,最大可表示的数值即为 “79.9999kW”。
你可能会疑惑,那为什么是不是99.9999kW呢,这是因为功率有正向和反向,也就是数字“7”的四个二进制中,最高位是功率的方向,0表示正,1表示负。那么只剩三个二进制,三个二进制数最大表示的数值是“111”,转换为十进制,可不就是数字“7”了。
若真的要设计为 “99.9999kW”,按以上所述,则需增加字节长度,改为4字节存储,而当时的电能表硬件(如 MCU 存储资源)无需如此设计。
02、适配传统用电场景的需求2007 年,高功率用电场景以工业中低压设备为主,普通居民用电表的额定功率通常在 10kW 以内,即使工业电表的过载能力按 10 倍设计,也仅需 100kW 以内的测量范围。79.9999kW 的上限既能覆盖绝大多数传统用电场景,又能通过 “小字节长度” 降低电表硬件成本与通讯数据量,符合当时的产业需求。
03、测量精度与硬件成本的平衡功率测量精度与数据位数正相关:位数越多,精度理论上越高,但需更高性能的 ADC(模数转换器)与更大的存储资源。DL/T645-2007 针对 “计量” 核心需求,将精度控制在 0.0001kW,同时以 3 字节 BCD 码实现,既能满足传统电能计量的精度要求,又避免了因字节数增加导致的硬件成本上升 —— 若为追求 “79.9999kW”以上,则需要增加字节,会导致电表成本上涨,与当时的市场需求不符。
但为适应智能电网等发展需求,在2017年发布了新一代电能表通信协议——DL/T698.45。这一协议针对DL/T645-2007的局限性进行了全面优化,更适合高功率应用场景。
在数据表示能力上,DL/T698.45不再有79.9999kW的固有限制。它采用更灵活的数据格式,支持更宽范围的数值表示,能够轻松应对充电桩等大功率设备的测量需求。
同时,还可以选择其他协议,如Modbus协议,甚至是GB/T 27930-2015(通过 “二进制浮点数编码” 替代 BCD 码,突破了固定位数的限制,可支持任意高功率数值)。
▌作者介绍:徐昌国证券配资,男,现任职于浙江瑞银电子有限公司(工业事业部),主要负责新能源电力计量仪表(充电桩/光伏/储能电能表等)技术咨询及推广。
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