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时间:2023-03-17 18:11:38
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇远程抄表技术论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
(1)与外网连接后对公司局域网相接时的安全防护技术手段系统不强。若当中的网络安全技术如防火墙等没有加强,这个电力维护和运行工作中如果系统配置达不到最优,对于整个运行系统而言会存在隐患,所以要配备安全的网络设施来保证安全性。
(2)采集终端尚未统一,有很多终端所使用的数据采集器仍是机械表或是机电一体式的电能表,影响所采集数据的准确性,数据如果不准确就会带来成本的加重。
(3)对于数据规约的管理不规范。我国电力企业虽已广泛使用远程抄表技术,但是有些变电站其抄表系统当中所使用的电能表或是数据采集设备与现使用的数据规约不符,从而影响了数据传输通信的质量。
(4)系统覆盖的地区不全面。除去偏远特殊原因达不到标准之外,还有的地区是因为地域在远程抄表的范围内,但是散户自身的系统没有普及到户,这样就会导致线损计算以及对电量进行综合统计分析时出现很大的局限性,将数据录入系统的时候就会出现不匹配的现象。
2针对目前远程抄表技术的现状应有的解决方案
(1)远程抄表技术在技术支持层面上来看目前国家对远程数据采集这块的法律支持力度得到认可,比如这项技术已经得到法律范畴的认可度,能否作为证据为其他一些事件提供依据。只有彻底通过了国家政府技术监督部门的认证和相关法律法规的支持,才能发挥数据的合法性和准确度。
(2)实现生产厂家和电力系统技术上的参数共融。当前市场上生产的电能表其内部参数,技术指标以及接口方面还未形成全国的统一,在地域上有局限性。建立一个统一的系统后,电力营销管理上就会变得简单易懂,积极鼓励相关企业就技术标准和传输接口做成数据管理平台,实现真正意义上的兼容。
(3)建议在特殊的地区,比如容易引雷的地域安装保证防雷装置,另外通讯质量与防干扰设计相关,一定要加强针对干扰影响数据传播和通讯质量的因素进行防护设计,确保建成的系统有较高运行质量和较低的故障维修率。
3远程抄表技术运用的实际意义展示
随着通讯技术的迅猛发展也给远程抄表技术提供了发展先机,技术的使用使得通讯的质量得到跨越性提高、速度比先前更快、传输的数据量也更大满足了市场需求,所以完全可以使用一些通讯方式将相对固定硬件配套,这样子不但会降低成本、提高可靠性,而且从最根本上降低了电力传输自终端到主站过程中的输送成本,使得传输效率得到极大提升。另外通过自动配电网的自控系统的掌控与远程抄表系统的对接,使得两个系统浑然一体,而且各项参考系统能达到合二为一。高端技术的运用和持续的发展,必定会使得这项技术的作用得到体现。远程抄表系统项目的建立让电力系统的综合信息管理和分析系统显得意义非凡,系统投入运行后经历过初核阶段,大大提高了供电公司自身的营销管理水平和营运收入,从最根本上准确及时地掌握每一用户的用电量,最大效率的减少了坏账发生的概率、它将为全公司的现代化集约管理提供良好的现实基础。
【摘 要】随着我国电子信息和科学技术的迅速发展,电力企业得到了很大的改善,远程自动抄表技术对于供电企业提高用电营销管理水平、增加企业经济效益和获得较大的社会效益意义重大。介绍了远程自动抄表技术在电力企业中的应用情况,分析和指出了远程自动抄技术在营销工作中需要注意的问题及改进措施。
关键词 电力营销;远程自动抄表;现状;存在问题;解决措施
1 远程自动抄表系统现状
远程自动抄表系统运用电量采集设备和应用软件系统,建立了相应的电能表档案,实现对采集电量的分析处理,可监测计算母线电量平衡,及时发现存在的问题,现了对变电站出口计量客户的自动抄表.与营销信息系统连接进行电费计算,对高耗能客户“五天一抄表、五天一结算”。
目前,系统根据具体情况分别通过光缆、公用电话网、移动通信网3种方式进行通信,可实现主叫与被叫。用于与采集设备进行通信的通信控制软件,可监测采集器及相关设备的运行。支持本地、网络多路径存放数据文件,实现数据共享,系统数据安全、可靠。
在应用的过程中,受客观条件限制,还存在着一些影响或限制系统稳定运行的问题:
1)防火墙等网络安全技术尚未与系统结合应用,系统数据的安全性还存在隐患。
2)采集终端还不能完全统一,仍存在机械表或机电一体式电能表,对数据采集的准确性有一定影响。
3)数据规约管理还存在差异。部分变电站建成的远程采集电能表或采集设备不符合当前应用系统数据规约,使得数据传输通信受到限制。
4)采集系统覆盖面还不够,一部分大客户、配变还未完全纳入远抄范围,使得线损计算、电量综合统计分析等管理只局限于变电站层面。
2 远程自动抄表系统规划
2.1 完善变电站远程抄表系统
1)针对新增变电站提出远程抄表系统建设要求,选用数据规约相符的多功能电能表,选用原有设备厂商提供的新型采集设备,统一纳入现有远程抄表系统管理。
2)对变电站各级关口电能表拟定分批更换为全电子式多功能电能表的工作计划,争取资金,对三相三线制计量方式进行三相四线制改造,在从互感器、电能表上提高计量精度的同时,将电能表分批更换为多功能电能表,以适应远程抄表系统的技术要求。
3)在相应网络连接的关口设置防火墙,防止因系统连接外网或网络之间连接使系统数据受到病毒侵入等安全威胁。
2.2 新建大用户和配电变台自动抄表系统
基于大用户和配电变台计量点较分散的特点,难以做到给每个分散的地点都安装固定电话或移动卡,根据当前远程自动抄表技术发展形势,计划采用适合配电变压器数据采集的新技术。有选择地在每个半径500~3000m的区域内,使用1台高性能的智能电表数据采集器,自动抄收区域内的多块配变电表数据。用微波通信无线抄表器完成配变电能表与采集器之间的预定时间信息传递和逻辑连接。采集器既可以使用GPRS无线网,也可使用有线电话网或电脑以太网传输数据。
配电变台及高耗能用电客户远程抄表系统主要由智能电表数据采集器、无线抄表器、通信控制软件、电量管理分析软件四部分组成。智能电表数据采集器除了能采集电能表的电量数据之外,还能采集有功功率、三相电流、三相电压、功率因数、失压报警、电表时钟等多种数据。并可具有单总线上多协议的功能。采集器除了配备GPRS模块外,还配置有线电话接口,以方便与其他系统相连接。无线抄表器使用单片式无线数字通信集成电路,配有8个信道。郊外通信距离可达3km左右,城区约在0.5~1.5km。通信控制部分与电量管理分析软件可以使用现有系统设备进行升级,以监测采集器及相关设备的运行,并进行电量数据查询统计分析。
2.3 建设居民集中抄表系统
根据电能表型式及装设模式的不同分别采取不同的终端采集方式,如:零散住户、旧的居民小区考虑到电能表分楼层装设,其采集终端数据信息可利用载波方式传输到集中器;而新的居民小区已经要求电能表全部采用一楼集中装设模式,故可以应用485数据线连接方式传输到集中器,大大提高数据传输的可靠性。台区与主站的通信方式可根据网络覆盖情况和地区通信业特点选择有线电话拨号或GPRS方式。
2.4 与营销信息管理系统的管理接口
目前使用的远程抄表系统与营销信息管理系统已经实现中间库形式的接口,远程抄表系统通过中间库,根据营销信息系统的数据需求提供相应的数据信息。要求新建的项目必须统一使用与现有远抄系统数据规约、技术要求相符的硬件和软件,以达到系统的集中规范,也便于与营销信息系统的数据连接共享。
3 远程自动抄表技术应用中存在的问题及解决措施
通过近年来的发展,远程自动抄表技术在供电企业的应用愈加广泛,在变电站、大用户、配电公用和专用变台、居民小区等都有应用,但因投资、规划和技术发展等原因,使得很多地方在技术应用方面存在着一些问题,主要有以下方面。
3.1 技术、设备
变电站远抄、大用户和配变抄表以及居民小区集中抄表所应用的远程自动抄表技术、设备的厂家不统一,存在着系统维护、应用分散现象,缺乏统一的数据应用平台,使得各个系统不能充分发挥作用。
解决措施:应该在所应用的系统中确定一个主流系统,将其他应用整合到这个系统中来,形成一个综合远程自动抄表系统,与营销信息管理系统以数据接口方式进行连接,实现全部数据的综合分析,线损也可实现分电压等级、分线分台区的分别统计分析和汇总,使得系统可以集中为营销管理工作发挥整体作用。
3.2 采集终端
自动抄表采集终端采用全电子式电能表的适应环境能力还不能完全达到实际应用要求。根据电力行业标准规定,电子户外式多功能电能表工作条件为-25~55℃,极限工作条件为-25~60℃,这对我国大部分地区的气候都能够满足,但在我国北方的部分地区,在温度超过其工作条件时,会导致电能表液晶屏幕停止工作或电子元件损坏。在逐步扩大远程抄表应用面的过程中,应用于室外的情况越来越多,针对过低温度超过标准工作条件以下时可能会出现的电能表停滞,应该做好一定的准备,防范在此过程中造成数据损失。
用全电子式电能表更换原有的机械表,无论从计量精度,抄表系统的维护量及自动监测数据的丰富性等方面都有极大的改善,并且结合某些电能表的负荷控制功能,系统还可以对指定线路的负荷进行控制,借助于智能电能表的预付费功能,系统还可以发展大用电客户的远程付费控制业务,这已经是当前发展的主流趋势。为了保证终端工作的稳定可靠,一是要在选型时充分考虑当地气候条件,为供货商提供必要的技术要求,要求其供应产品的工作条件要满足当地需求;二是对安装在户外,尤其较偏远地段的台区,采取定制的计量箱,设置必要的防高温、防寒隔层措施,以保证电能表的工作环境符合要求。
3.3 通信方式
自动抄表的通信方式各有利弊,不可片面追求通信方式统一。在实际应用过程中,由于面对的是城区、近郊以及远郊的不同区域,公用电话网、移动网络都会有难以覆盖需求区的情况,应该考虑因地制宜,考虑各种通信方式的优缺点,采取复合通信方式进行(下转第271页)(上接第250页)数据传输。
通信系统主体一般主要有光纤传输、无线传输电话线传输和低压电力线载波传输4种。光纤通信频带宽、传输速率高、传输距离远、抗干扰性强,适合上层通信网的要求,但因其安装结构受限制且成本高,一般只应用于变电站层面。无线通信适用于用电客户分散且范围广的场合,其优点是传输频带较宽,通信容量较大,通信距离远,主要缺点是需申请频点使用权,且如果频点选择不合理,相邻信道会相互干扰。目前,GPRS无线通信网络为无线抄表系统的实施提供了高效、便捷、可靠的数据通道。租用电话线通信数据传输率较高且可靠性好,投资少,不足之处是线路通信时间较长(通常需几s甚至几十s)。电力载波通讯最大的问题就是信号衰减和抗干扰能力,虽然很多厂商研制了抗干扰电路、中继功能、扩频技术的综合应用,但其实用性还有待于在实际应用中进一步检验。
4 应用
自动抄表系统应用方面,受应用企业人员、管理等方面因素限制.全面功能的开发使用还有不足。必须要有相应的组织机构及技术人员去管理和维护,需要多学习同行业先进单位的好经验,取长补短,不断完善。
参考文献
一、概述
远程抄表系统是指由主站通过传输媒体对多个电能表记录的电能信息实现远程自动抄读的系统,也就是实现对电能表数据的自动采集和传输的系统。远程抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据传输通道、主站系统组成。常见的远程抄表技术主要分为有线抄表技术及无线抄表技术两大类,其中,有线抄表技术主要包括总线式抄表技术、电力线载波式抄表技术;无线抄表技术主要包括掌上抄表技术、基于无线网络的抄表技术。
二、远程抄表技术中国专利申请的分析研究
2.1总体情况
截止本文的检索时间,在CNTXT数据库中以“远程抄表”为关键词对中国专利申请进行检索,从申请人类别看,企业仍是申请的主力,高校、个人也提出了一定数量的申请,还有部分申请由企业与高校联合提出;从申请人地域看,申请量在前5位的省份是广东、北京、江苏、山东、浙江,上述地区经济相对发达,对新兴技术的认知程度相对较高,知识产权保护意识相对较强,促使了较高的申请量。从2002年起,远程抄表技术的中国专利申请量保持在每年30件以上,并呈逐年增长的趋势;从2009年起,申请量增长极为迅速,从2009年的111件,到2010年的174件,再到2011年起每年保持300件以上,这很大程度上与通信技术尤其是网络技术开始走进千家万户并广泛应用于各行各业有关,同时也表明我国对远程抄表技术的关注与发展正在持续升温。
2.2 技术热点
2.2.1 针对远程抄表系统的改进
在远程抄表技术中国专利申请中,涉及针对电能表、采集器、集中器、主站系统的改进。
发明专利申请CN201510782526涉及一种反遥控窃电的智能电表,该发明提出的反遥控窃电的智能电表,在现有远程抄表功能的基础上,实现了反遥控窃电的功能,当窃电现象发生时,不但可以跳闸以保护电能,还能利用远程通信模块、载波模块向电力公司发出报警。
实用新型申请CN201220279934涉及一种自适应的电能表采集器,其具有自适应电能表的通信波特率的功能,能够自适应电能表通信规约,自适应各种通信模块,抗干扰能力强,不需另外布线,不需现场抄表,节约人力成本,提高工作效率。
发明专利申请CN201210350568涉及一种远程抄表系统中的集中器,其保证了集中器中提供的时间精准可靠,时间计时不会存在误差,为新型的分时计费等涉及到时间的电量统计和费用计算提供了保障。
发明专利申请CN201210070176涉及一种电能计量自动化系统监控主站,其能够实现不同电能计量自动化主站之间的电量信息共享,提高系统灵活性,为业务的开展提供指导。
2.2.2 针对数据传输方式的改进
在远程抄表技术中国专利申请中,涉及对电力载波线、总线、GSM、GPRS、蓝牙等数据传输方式进行改进。
发明专利申请CN201410575920涉及一种电力线载波的低压智能抄表系统,其以电力线为通信介质,结合扩频技术的原理,具有成本低、电路简单、抗干扰能力强的特点,具有很高的实用价值。
发明专利申请CN201410689808涉及一种基于RS485总线通信技术的小^智能电表系统,该系统结构简单,成本低廉,组网简易,避免了小区工作人员挨家挨户进行抄表,极大的降低了小区物业的工作量,并且实现了小区的智能化管理。
实用新型专利申请CN201220722646及一种基于GSM网络的自动抄表系统,该系统将直读式抄表技术与无线传输技术相结合,利用无线通讯网络传输仪表数据,实现远程无线自动抄表。
发明专利申请CN201310004675涉及一种基于GPRS与物联网的远程智能抄表系统,该系统可以降低运行成本和功耗,提高工作效率,避免有线抄表系统布线施工带来的问题,提高系统的灵活性和实用性。
发明专利申请CN201310082058涉及一种基于WiFi的远程抄表数据采集系统,由于WiFi网络传输质量高、覆盖面大、费用低,该发明具有抄表数据传输准确、速度快的优点,而且运行成本低。
三、结束语
本文在对中国专利申请进行统计分析的基础上,对远程抄表技术的专利发展动态进行了分析研究,并针对远程抄表技术在中国专利申请中的技术热点进行了介绍,有助于本领域技术人员更好地了解远程抄表技术。
[关键词]电力载波 自动抄表 采集终端 集中器 计算机
一、问题的提出
水、电和燃气是生活中必不可少的,它们的发展一直备受人们的关注。在人们关注的同时,三表抄送系统产生了,IC卡智能水表、电表和煤气表,并且,随着科技的不断发展,三表抄送系统也越来越智能化。
考虑到电力线遍布各处,从发电厂到各个居民家庭无所不至,利用现有的电力网作为信道,不需要重新布线,可以节省大量的人力物力,电力载波抄表是最符合电力系统特点的自动抄表方案。但是电力线不同于光纤,同轴电缆,双绞线等专用的通信媒质,它的主要功能是电力传输,其设计时不可能兼顾高频通信的技术要求。作为通信媒质,信道环境恶劣,特别是低压电力线,负载多而复杂且时变,存在大量噪声,造成抄表成功率低,这一现象阻碍了载波抄表系统的大量应用。
虽然电力载波自动抄表系统在电表方面的研究已经有显著的成就,但在实现实现水,电,煤气表的一体化方面的研究还不是很多。众所周知居民区水表,煤气表一般安装在家中,这就给抄表造成一定的不便,所以本课题主要研究电力载波自动抄表系统实现水,电,煤气表的一体化方面进行研究。系统的应用可将大量的住宅耗能信息集中统一管理,而管理机构只需投入少量人员即可实现远程集中抄表,并完成数据的采集、累计、费用计算、费用收取,实现住宅耗能计量的高质量管理。
二、电力线载波自动抄表技术
电力线载波自动抄系统由基表(电表,水表,煤气表)、数据采集器、低压电力载波,数据集中器、上层数据传输系统、管理中心计算机(数据处理系统)组成抄表网络。采集终端、集中器、计算机之间的通信采用RS―485总线结构,采集终端用专用供电电源,通过本系统可实现对水、电、煤气表数据的读取、处理、储存及上传,电力线载波自动抄系统的框图如图1所示。
利用电力线载波自动抄表系统,对于在已建好或不易布线的居民区和对于比较分散的用户的采用分散式的,当集中器通过低压电力线载波与各采集终端通讯,每个电能表里面或端子盖旁边安装一个载波模块为分散式的,分散式的低压电力线载波自动抄表系统如图2所示。又如采集终端通过脉冲线接收各电能表的脉冲信号,集中器通过低压电力线载波与各电能表的载波模块通讯为集中式的。本论文着力集中式的低压电力线载波方式,集中式的低压电力线载波自动抄表系统如图3所示。
三、电力线载波自动抄系统的原理:
1. 数据处理系统:
内装远程抄表系统的上层操作软件,对系统所辖设备进行管理,通过辖下的集中器可以随时调用系统内任一表计的数据,并对数据进行处理;同时可以对系统内设备发出各种指令,本系统所用计算机为一般办公用计算机。
2. 上层数据传输系统:
上层数据传输系统有以下几种主要的方式:
(a)电话线网络,现场总线通过一个电话――现场总线转换装置与公用电话网相连,电脑通过Modem经公用电话网实现与现场总线的通讯;
(b)以太网,现场总线通过一个网络――现场总线转换装置与局域网相连,电脑通过局域网实现与现场总线的通讯;
(c)GPRS移动通讯网络,现场总线通过一个GPRS――现场总线转换装置与公用移动电话网相连,电脑通过Modem经移动电话网实现与现场总线的通讯。
3. 数据集中器:
整个系统的桥梁,用于终端管理、数据缓存;起下传计算机命令、上传终端数据给计算机的作用。
系统选用成星公司的TCU2122型集中器,接口为标准的RS485接口,数据存储器带有后备电源供电,当交流断电时,可保持其中的数据不丢失。通讯距离1200米,通讯速率:上行4800bps,下行:1200 bps ;工作方式:连续。工作环境:-10℃~50℃,相对湿度:20%~95%;电源要求:AC220V±30%,50Hz±5%;
4. 采集终端:
选用成星公司的RTU4112BD型采集终端,最多可采集12只远传基表发出的脉冲信号,并对基表的信号进行处理、转换和存贮,可接收来自集中器发来的各种操作命令,向集中器回送表计数据。通讯速率:1200 bps ;工作方式:连续。工作环境:-10℃~50℃,相对湿度:20%~95%;电源要求:为DC15V直流电源,成星公司的专用供电电源;
5. 基表(电表,水表,煤气表):
将基表的机械计度转换成电脉冲信号。信号类型:TTL脉冲信号,无源触点信号或光耦的C、E极。脉冲输出信号宽度:≥40ms 脉冲输出信号传输距离:≤100米。
四、自动抄表软件
远程抄表监控软件由五部分组成:通讯模块,抄表设置模块,计费模块,电脑抄表通讯以及数据库模块。
(1)通讯模块主要完成系统与底层硬件接口的实现,由动态链接库(DLL)的形式提供;(2)抄表模块为EXE文件,通过调用通讯模块的接口函数完成数据采集,设置,远程控制,数据的保存,查询,管理操作,同时完成系统运行数据库的建立维护工作;(3)计费模块主要完成客户收费管理工作,可以按照指定周期统计用户用水,电,气用量及金额;(4)计算用户的相关费用,提供与银行的数据接口,电脑抄表模块软件是安装在电脑中运行的软件,通过红外线完成进行数据通讯以及数据保存功能;(5)数据库模块提供数据的保存查询接口。
五、结语
自动抄表系统是随着近年来计算机技术、通讯技术在计量仪表领域的广泛应用而掀起的一场重大变革,一个完整的自动抄表系统最终实现的目的是要将计量仪表的数据通过通信网络传送到远方的计算机设备,通过数据处理为用户和计量仪表的管理方提供计费和管理服务。普朗克数据系统公司推出的电力线载波自动抄表系统采用了两级网络结构,即由远方计算机主站与现场的集中器作为一级网络,其间采用电话线、专线或无线进行通信,而由集中器与现场大量的计量仪表构成二级网络,采用低压电力线载波作为通信方式,根据目前国内外的应用情况,电力线载波自动控制的水,电,煤气表的一体化方案抄表系统是可行的,具有较高的应用价值和现实意义。
电力线载波自动抄表系统通信中既保证所抄数据的安全、可靠传输,又确保中心处理子系统不会受到来自传输网络的意外攻击。网络中心处理子系统的安全性主要是指其包含的计算机网络安全性,而主要的安全隐患来自以下4个方面:黑客、病毒、合法人员的失误和网络系统自身的脆弱性。保护及防范的措施是综合运用密码技术、身份验证技术、访问控制技术、防火墙技术、安全内核技术、网络反病毒技术、信息泄漏防治技术、网络安全漏洞扫描技术和入侵检测技术等防范,但对电力线载波自动抄表系统无如此安全隐患。该系统的应用可将大量的住宅耗能信息集中统一管理,而管理机构只需投入少量人员即可运用电力线载波实现远程集中抄表,并完成数据的采集、累计、费用计算、费用收取,实现住宅耗能计量的高质量管理,作品具有实际应用价值和现实意义及推广前景。
参考文献:
[1]王赞基,郭静波.电力线扩频载波通信技术及其应用 [J];电力系统自动化; 2000年21期
[2]沙占友著.新型数字万用表原理与应用,北京:机械工业出版社,2006
[3]朱英浩编.新编变压器实用技术问答,辽宁科学技术出版社,1999
0引言
无线数据采集目前广泛应用在电力自动抄表、水文气象监测、工业数据采集、交通、安防等领域的应用越来越广泛,传统的无线数据采集终端多采用GSM网络收发短信来实现数据无线传输,随着GPRS网络的发展,基于GPRS网络的数据传输终端也开始得到大量应用。
为此本文设计了基于TC65的GPRS远程无线数据采集终端,采用 ATmega128单片机来采集数据,Siemens公司的TC65 GPRS无线通信模块来实现数据远程传输。
1GPRS和J2ME概述
GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称,是通过在现有GSM系统硬件的基础上增加了SGSN(GPRS服务支持结点),GGSN(GPRS网关支持结点),PCU(分组控制单元)三个主要的组件,通过软件升级来实现。它采用了分组交换的传输模式,用户只有在发送或接收数据期间才独占无线信道,从而大大提高了资源的利用率。GPRS网络传输速率高,可以提供115Kbit/s的传输速率,GSM只有9.6kbit/s。由于GPRS网络,只有在发送或接收数据时才占用信道,可以按流量或包月等方式来收取,大大降低了数据传输的成本。GPRS支持因特网上应用最广泛的IP协议和X.25协议,能提供Internet和其它分组网络的全球性无线接入,方便用户组网需要。
J2ME(Java 2 Platform,Micro Edition),又称为Java微型版,是Sun公司专门为满足移动终端设备而设计的。Java技术具有开放性、安全性和跨平台性的优点,不同设备厂商的设备可以更好兼容。
在工业控制中利用J2ME技术,不但可以实现嵌入式环境中基于服务级的互操作,而且可以使系统灵活可靠,降低开发难度,与传统的开发手段相比:
1)有利于节省开发成本。
2)易于开发维护,可以根据需要及时对终端的软件系统进行远程升级维护。
3)代码重用,通过Java虚拟机可以产生一种结构中立的目标文件,可以在多种设备上运行,实现了“一次编程,到处可用” 。论文参考网。
2数据终端硬件设计
2.1系统的整体构成
2.2数据采集终端设计
数据采集主要通过单片机来实现。单片机选用ATmega128。ATMEGA128是AVR8位RISC系列微控制器,工作频率最快可达到16MHZ,有两个USART口,53个通用I/O口,128K的内置FLASH存储器,在设计上采用低功耗的CMOS技术,并在软件上有效地支持C高级语言,能够作为嵌入式操作系统的嵌入式处理器。
数据通过RS485总线,经过RS485/232转换,将数据传送至单片机ATMEGA128,ATMEGA128再将数据通过RS232串口0传送到无线通信模块,由无线通信模块进行打包处理后,通过GPRS网络进行数据传输。
2.3数据传输终端设计
数据传输通过TC65模块实现。TC65模块是Siemens公司设计的一款基于GSM/GPRS引擎的无线通信模块,主要工作于900MHZ和1800MHZ两种频率。带有十个通用接口,两个串口以及语音模块,为用户提供了1.7MBFlash和400KBRAM,内置JAVA虚拟机和TCP/IP协议栈,通过J2ME平台进行软件设计,通过TCP/IP协议传输采集数据,可通过OTA(OverTheAir)进行远程软件升级。
电源电路图如图2所示:
TC65模块工作的电压范围是+3.2—4.5V,在数据通信的过程中它还会产生2A的峰值电流,会产生0.35的电压损失,所以电源电压一般选用典型值3.8V。LM2596 开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路,能够输出3A 的驱动电流,输出电压
==3.8V
TC65的基带处理器集成了符合ISO8716 IC卡标准的SIM接口,可以通过板到板连接器连到外部SIM卡座,其硬件连接电路图如图3所示:
TC65作为一个DCE使用,ASC0为8线串行接口,是TC65模块AT指令控制接口,同时也是Java程序下载接口。在Java运行模式下ASC0作为RS-232接口可进行程序调试。系统采用了MAX3237E芯片来实现电平的转换。
3数据采集终端软件设计
数据采集终端软件设计主要从两个方面来考虑:仪表数据采集和数据通过突出TC65GPRS远程无线网路发送到监控中心。
3.1数据采集终端软件设计
ATmega128串口USART1负责采集数据,并将数据进行打包,通过串口USART0传输到TC65数据传输模块。
开始采集数据时,通过TC65发送指令,ATmega128根据接收到的指令将数据发送到TC65,然后通GPRS网络发送到远程监控中心。论文参考网。程序部分代码如下:
void ringrx()
{
unsigned char tr; unsigned char i;
for(i=0;i<16;i++)
{
if(rx_counter0>1)
{
if(getchar()=='T')
{
if(getchar()=='I')
{
tr=PINA; tr&=0x07;
printf('ATE0 '); printf('ATH ');
printf('AT+CMGR=1 ');
readdata();
…
}; };
};
};
}
3.2 TC65数据传输终端软件设计
TC65数据传输终端将数据通过GPRS网络传送到服务器,服务器端通过Internet访问远程采集到的数据。在小批量数据采集应用,例如无线监控系统中,可以将数据传送到个人手机,实现实时监控。此时手机可以直接发送短信控制TC65无线模块。论文参考网。因此TC65数据传输终端软件设计充分利用JAVA多线程的特点,根据终端功能设计要求及软件程序设计需要,程序包括以下几个线程:短信息处理线程、数据采集线程、GPRS通信线程。
TC65数据传输终端主程序流程图如图4所示:
短信息处理程序负责实现对TC65远程控制;数据采集线程负责将ATmega128采集的数据存储到TC65指定缓冲区;GPRS通信线程负责将缓冲区数据发送到监控中心服务器,主要包括GPRS网络连接和收发数据。
TC65无线通信模块在进行数据通信的时候要遵循TCP/IP协议,IP层和网络接入层是通过PPP协议来实现。GPRS通信线程流程图如图5所示:
TC65数据传输终端通过PPP协议实现GPRS网络连接,可以一直在线,连接成功获取IP地址后就可以和服务器端通过HTTPS实现数据通信。
4结束语
本文提出了基于TC65的GPRS远程无线数据数据传输终端设计。结合了J2ME和GPRS网络的特点,系统适用性强,而且运营成本也比较低,适合我国的基本国情,将在远程无线通信领域得到大量应用。
参考文献
[1] 毛诗柱.基于J2ME的GPRS远程无线自动抄表的研究 [D].广州:广东工业大学,2007.
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[3]TC65 Cellular Engine Hardware InterfaceDescription. Siemens Corporation.2005.
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中图分类号:TM764文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)25-0116-02
0引言
电能综合计量管理是现代电力营销研究的一个重点和热点,传统人工抄表进行电能统计是通过抄表人员定期登门抄表、手动校核等复杂过程完成。电力运营商对电能数据的统计分析在实时性、准确性等方面都受到抄表人员人为因素的影响,存在明显不足。随着国民经济的发展,电力用户对供电可靠性及电能质量方面的要求有了明显提高。因此,电力运营商为了提高电能数据统计分析的效率,建立新型的远程自动抄表系统已成为提高电能服务质量的综合发展需要。
1传统人工抄表
在传统供配电系统,运行人员除日常配电线路检修维护外,还需要花费大量的人力进行电能抄表、数据校核和收费工作。人工抄表不仅增加了抄表人员工作量,同时在抄表收费过程中,需要电能用户留人在家,给用户带来了许多不便。人工抄表会导致电能数据信息离散、数据不精确等不利因素,不利于电能运营企业进行电能的综合预测和管理。
2电能远程自动抄表系统
为了提高电能综合服务水平,现代大型电力运营商普遍采用自动远程综合抄表统计分析系统代替人工抄表,不仅减少了电能计量成本,同时实现了对电能的实时监控计量管理功能,提高了电能服务质量和电力企业的综合自动化水平。
典型远程电能自动抄表系统主要由前端电能采集系统、数据综合通信系统和电能数据统计分析系统三大部分组成,其具体结构如图1所示。
2.1前端电能采集系统
从图1中可以看出,由于改造时间不同,电能用户所拥有的电能计量前端设备也有所不一样,电能数据在前端采集系统所形成的传输形式也就不一样。对于采用485电表的老式电能用户而言,由于其只有数据通信回路利用机电脉冲式进行数据传输,其传输距离明显不足,在超过RS485通信规定距离后,其数据信息就会衰减,导致电能数据失真,不能对电能用户进行实时监控。为了实现远程监控的目的,将采用485数据通信管理的电能计量前端的电能数据先通过载波采集器进行数据转换,将电能数据转换成光纤通信载波数据,便于数据的长距离传播。而对于安装电子式载波电表的电能用户,由于其电能数据本身就可以通过电能计量装置转换为电子载波形式,因此可以直接通过光纤有线或卫星无线通信通道将电能数据传输到电能载波集中器内进行存储。
2.2数据综合通信系统
电能远程自动抄表系统由电子式载波电表和加装了光电转换载波前端采集系统的机电脉冲式电能表组成系统电能采集最前端。用户电能数据将以光电脉冲的形式传递给载波集中器,载波集中器在通过有线或无线通信通道传输到电力运营商远程集中控制中心,进行电能数据的分析统计。通信子系统按照通信媒介的不同大致可以分为光纤通信,卫星无线通信,市话网通信和电力载波线路通信四种模式。
2.2.1光纤通信采用光纤作为通信通道时,具有数据传输速度快、传输距离远、综合抗干扰能力强的优点,被广泛应用于重要数据传输或上层终端信息放大通信传输领域。对于远程自动抄表系统而言,由于光纤单位距离的安装结构复杂、成本高,不利于分散电能数据集中传输,因此电力运营商在进行计量系统改造过程中很少使用光纤作为基本通信媒介。
2.2.2无线通信无线通信对于用户分散且范围广的领域得到广泛应用,其基本理论是通过某个频率波段将分散的目标对象以特殊频率点进行无线通信传播。随着无线通信系统的成熟,以GPRS无线通信网络的远程无线电能数据通信方式得到了许多电力运行商的青睐。但是对于无线通信而言,需要申请一个特殊的频率波段使用权,其检修维护工作量大而复杂,有时会受到其他波段信号的干扰,严重影响电能数据的精确性。
2.2.3市话网通信由于城市电视电话系统已经相当成熟,且电话电视系统网络通信系统基本达到了所有居民用户中,采用租用市话通行网作为电能数据的传输通道,不仅可以节省大量的线路敷设成本,同时还可以满足对电能数据的监控。采用市话网作为基本通信通道的传输方式,只需要在接收终端加装调制解调装置就能供给综合服务主机进行电能数据分析统计。但是,采用市话网为通信通道的远程电能采集系统,受网络选用的工况特性较大,当用户出现市话欠费或不采用市话通信时,电能数据就无法采集,同时由于市话网络主线容量有限,有时会导致数据通信通道堵塞,导致电能数据要在几秒或几十秒后才能达到电能数据统计终端,严重影响数据统计的实时性和精确性。但就目前技术而言,采用租用市话网络作为电能数据通信的方式依然占据主要地位。
2.2.4电力载波线路通信利用供配电系统,将电能载波数据通过低压电力线路反传回供电所。利用低压电力线路作为电能数据载波通信通道,不仅可以免去租用市话网络或购买频段的问题,同时可以在线路检修维护过程中,就能实现对载波通信通道进行相应的维护。随着电力线路抗干扰技术的不断完善,采用低压电力线路作为电能数据传输通道有利于电力运行商的综合管理,降低了电能采集成本,具有良好的发展前景。
2.3电能数据统计分析系统
通过市话网络传输到电能数据统计终端的电能数据,首先通过调制解调装置将电能载波光信号转换为计算机默认的数字信号,并以二进制形式供给计算机进行统计分析,然后在终端统计系统中形成相应的数据表格和曲线,便于运营商合理进行电能分配,保证电能的经济合理的分配运行,提高系统的整体供电可靠性。
3远程自动抄表系统安全性
为了提高供电的可靠性和电能数据统计的精确性,必须保证远程抄表系统安全可靠的运行。根据远程自动抄表系统结构,可以将系统安全分为传输通信系统安全和终端数据统计系统安全两大部分。
3.1传输通道安全
传输通信系统安全是系统进行电能数据采集的重要保证,必须定期对电能采集载波前端、终端进行检修维护,对于出现故障的设备进行及时更换,防止电能的漏记或错记带来巨大麻烦。通信中既要保证采集前端数据的安全可靠,又要保证载波转换器、载波集中器以及通信网络的通畅和整体安全。
3.2终端数据统计安全
终端数据处理中心系统是整个电能数据统计分析的核心处理单元,需要利用防火墙技术、网络反病毒监控技术、身份验证操作技术、网络漏洞自动扫描安装等技术,保证数据处理中心安全可靠运行,提高电能数据处理速率和效率,为电力运营商提供可靠的决策性数据信心,保证电能合理经济分配。
4结语
本文在介绍了电能远程自动抄表系统的逻辑结构的基础上,主要对自动抄表系统的前端电能采集系统、数据综合通信系统和电能数据统计分析系统三大部分进行分析研究,并提出了四种电能载波数据的基本通信方式,认为采用低压电力线路作为电能数据传输通道具有较大的发展前景。最后对自动抄表系统的安全性进行了分析,提出了许多系统安全问题,有利于自动抄表系统的安全可靠运行,提高了电能数据综合分析统计能力。
参考文献
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中图分类号:TM933 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)36-0077-02
1 智能电表介绍及主要用途
智能电表是在原电子式电表的基础上开发面世的新产品,它主要由电子元器件构成,其工作原理是先通过对用电客户供电电流和电压的实时采样,采用专用电能表集成电路,对采样电流和电压信号进行处理,并转换为与电能成正比的脉冲输出,最后再通过计算机软件进行处理和控制,把脉冲显示为用电量并输出。
由于智能电表采用了电子表技术,可以通过相关通信协议与计算机进行联网,通过编程软件实现对其硬件的控制管理。因此智能电表不仅有外观体积小的特点,还具有远传控制(远程断送电、远程抄表)、复费率、预付费用电、识别恶性负载、反窃电等功能,并且可通过对控制软件中不同参数的修改,来满足对控制功能的不同要求,而这些功能对于过去传统的感应式电表来说,都是很难或不可能实现的。
2 国网池州供电公司智能电表的安装使用现状
目前,根据智能电网建设的要求,全国范围内正大力推广智能电表的应用,国网池州供电公司自2010年开始推广并安装普及智能电表,投入了大量的人力、物力、资金。
截至2014年,智能电表安装应用率100%,用电信息采集覆盖率85.93%,用电信息周期采集成功率98.34%。
目前,已实现的智能电表的用途包括:远程抄表、远程费控、用电异常、计量异常在线监测、反窃电。
3 智能电表应用成效
3.1 抄核收效率大幅提升
据统计,截至2014年,公司直供客户约18.4万户,较2011年新增4.4万户,抄核收效率由1 871户/人提升至2 486户/人,远程自动抄核算用户比例由56.84%提升至99.41%。
所辖贵池、青阳、东至、石台四个县公司自安装智能电表以来,在抄核收人员减少60余人的情况下,抄核收效率大幅提升,最高的东至公司达到了1555户/人,远程自动抄核算用户比例平均为99.41%。
3.2 违约用电、反窃电查处成效明显
相对于传统的感应式电表外形设计,目前的智能电表均采用了接线端子内置的设置方法,即把接线端子封闭在整个表壳内,并对外壳结构进行了加强,使电表难以被打开,或打开表后有明显痕迹,并留有永久性记录。
同时,新电表采用了屏蔽和抗干扰性强的电子元件,具备异常接线检测能力。因此目前智能电表除具备了传统电能表基本用电量的计量功能外,还具备反反向窃电、强磁场窃电、火线短路窃电等多种反窃电功能,在一定程度上杜绝了漏电、偷电的现象。
按照国网安徽省电力公司《反窃电专项行动实施方案》和开展采集系统异常数据专项清理工作的通知要求,国网池州供电公司利用计量异常在线监测系统对计量异常、用电异常等情况进行周管控,每日实时对发现的异常数据进行判断、现场检查和处理反馈,截至2014年底,共处理表需量超变压器容量、负荷超变压器容量、电压断缺相、电流失流、高供高计B相异常、电能表开盖、反向有功示值大于0、电能表倒走类Ⅰ级异常数据就达2 500余条。
3.3 用电信息采集系统应用不断深化
随着用电管理水平的不断提高,改变以往陈旧的人工抄表方式,从根本上解决抄表误抄、估抄、漏抄、不到位等现象以及抄表数据不同时、不准时、不准确、报表周期长、统计数据慢等缺点,建成可覆盖全部用户、支持全面电费控制、实现全部用户信息采集的用电信息采集系统更显迫在眉睫。
国网池州供电公司按照统一领导、统一规划、统一标准、统一组织实施的原则,制定了市县公司用电信息采集系统建设方案并实施,不断加快用电采集系统建设力度,进一步拓展用电采集系统应用范围,安装采集装置用户总数、主站成功采集用户总数、用电信息采集覆盖率、用电信息周期采集成功率和日均采集成功率均持续提升。
3.4 营销各项管理指标稳步提升
随着智能电表的大量普及和用电信息采集系统的深化应用,抄表收费等越来越多的工作将由电脑代替,抄表人员逐渐不需到现场进行抄表,有效减少了人员、车辆等方面的投资,也减少了人员误抄、估抄、漏抄等不良习惯的发生,电能表实抄率、抄表准时率、自动化抄表结算率等营销服务指标逐年提升。
同时,国网池州供电公司将抄表人员的工作重心逐步转移到催费上,深化应用居民无停电催费的特有工作模式,强化柔性催费,保证公司电费的颗粒归仓。制定了《低压客户停送电管理制度》,实行欠费停电申请批准制度,利用远程停复电功能对欠费停电客户进行流程跟踪和管控,保证客户在缴清电费后规定时限内最快速度恢复供电,减少客户不良情绪和投诉的发生。
4 智能电表推广使用中遇到的问题 4.1 部分用户的担忧或过激行为
部分用户对智能电表的用途和计量准确性存在担忧或过激行为。智能电表是为实现国家智能电网而推出的一种新计量设备,具有电价实时查询、智能扣费、电量记忆、高精度计量、信息远程传送、余额报警、冻结抄表时间等功能特性,不仅能最大限度避免人为错误,而且可有效防止窃电行为。理论上说,智能电表确实能降低用户的电力开支,使电力消费更趋于合理,但由于电表偶尔出现技术缺陷,加上大多数情况下用户缺少智能电表使用常识,导致智能电表目前并不能主动帮助节省家庭用电量,让人们产生了一种“电费涨了”的假象,使部分用户对智能电表的推广滋生了误解和阻挠。
4.2 设备质量参差不齐
目前使用的智能电表及相关采集配套设备是由多家厂家供应,产品质量参差不齐,一定程度上,间接影响了智能电表准确计量的可信度。因此,智能电网或高级量测体系的发展对智能电能表提出了更高的要求,这符合当今时展的趋势,也对智能电能表的智能效应产生深远影响。那么既然是智能电能表,其细节也应该同步展现智能化,而现有的处理数据、检测方式、设计模块、接口类型均不足以满足对未来智能电能表的推广需求。这就要求未来的智能电能表,无论从外观设计,还是使用,或者是功能上均应具备智能化、信息化等特征,以便为智能电能表的推广普及提供更加便捷的途径。
4.3 采集设备频点不一
县公司采集设备存在多个频点,频点的不统一对县公司用电信息采集系统的集中管理和运行维护带来很大不便,同时也带来设备之间的互不兼容,一旦发生故障或紧急情况,难以快速有效地处理。
4.4 智能电表的部分功能未充分发挥作用
由于智能表本身及通道、集中器、主站等技术原因和地域特征的局限性,使采集计算获得的线损数据不够准确,起不到分析监测台区线损的作用。受经济结构调整影响,部分行业产能过剩严重,一些高耗能、高污染以及工艺落后企业整顿力度较大,随时有可能关停,使预购电的推广存在较大阻力。
5 应对措施
5.1 继续加强对智能电表应用及用电信息采集系统的宣 传力度
智能电表并不是一安装上去就能见效的节能工具,在目前阶段,它发挥的作用是帮助用户改变以往生活用电习惯,优化用电方式,应该说它更像是用一种精确的方式来提醒消费者随时注意电能消耗。
与传统电表相比,智能电表更加敏感,任何细微的电流都会被记录,更精确分辨出消费者用电的时间区间,在实行阶梯电价的今天,高峰时段用电跟闲暇时段用电其价格相差一倍多。由于智能电表可随时显示消费者用电情况,消费者可利用用电“峰谷”时段,在用电高峰期减少家庭用电量,并将一些大功率电气设备的使用时间安排在“谷底”时段。
因此,让更多的人“智能”的用电才是智能电表的功能所在,实现用电客户明白消费、诚信消费,做到用相同的电花最少的钱。
5.2 加快推进用电信息采集系统的建设与应用
“全覆盖、全采集、全费控”是用电信息采集系统的建设目标,此系统的建设是借助现代化技术手段,更好的为营销业务提供数据支持, 同时为电网安全运行提供必要的保障。加强在线监控、反窃电查处、负荷控制、远程费控、预付费、台区线损统计等功能应用,加大县公司自动抄表结算比重,加强采集数据质量管控,开展县公司建设运行指标常态评价。
5.3 利用智能电表降低电费回收风险
继续深化“抄表自动化、核算智能化、回收费控化、交费多元化、账务实时化、服务互动化”的营销抄核收新模式。认真分析产业结构调整、经济政策变化等因素对电费回收的影响,加大电费收费过程管控,继续推行居民无停电催费模式,推动预购电在商业用户及县公 本文由wWw.DyLw.NeT提供,第一论 文 网专业教育教学论文和以及服务,欢迎光临dYlw.nET司的应用,全面实现高压客户和低压客户人工抄表方式向远程自动抄表转变。推行低压商业用户远程费控业务应用,确保回收风险可控,全力推广交费电子化,实现新装用户批量代扣,努力提高社会化缴费率。
参考文献:
1.2系统建设目标
1.2.1应用目标为各级电力营销服务提供信息化的技术支持手段和依据,能够及时按需自动采集各电压等级用电现场电能量计量数据,包括示度电量、分时电量、冻结电量、需量等应营销收费服务所需电能量信息。能够监测现场用电计量情况,包括计量装置故障、计量回路异常等,为用电监察提供远程自动化服务手段。为供电企业经济运行、经济管理提供可靠数据依据和支持。能够根据需要监测现场用电运行信息,包括电流、电压、有功无功功率曲线,为供电质量分析及负荷管理提供可靠技术支持。为强化四分线损管理、需求侧管理提供技术支持手段根据采集到的分时电能量进行四分线损统计分析,并和理论线损进行对比分析,为降低管理线损提供依据。提供大客户远程现场服务功能,能够根据负荷平衡情况为开展错峰用电、节约用电、分时计费等提供技术支持。
1 概述
集中抄表系统是一个结构化的开放式系统,采集器通过电能表的通信接口采集电量数据,并通过一定的网络设备传输到供电企业数据库中,做为电费结算的依据。目前大多数居民集中居住区都已经安装了集中抄表系统,并投入使用,大大降低了抄表人员的劳动强度,和人为因素造成的抄表误差。本文对集中抄表系统提出一些设计改进,使其能增加实时电压监测、故障报修、信息、电费控制等功能,提高电力营销信息化程度。
2 集中抄表系统结构和工作原理
2.1 系统结构图
2.2 系统的组成
从上面的结构图可以看出集中抄表系统是一个结构化的开放式系统,主要有三个部分:分别是硬件部分、软件平台、数据传输。各个部分都具有较强的兼容性、移置性、升级性和可维护性,方便进行二次开发和性能改进。同时各个部分的升级换代和功能扩充都很方便,无需对整个系统做大的改动。
2.3 硬件部分
原来的集中抄表系统硬件部分只有数据采集器和数据集中器,我扩充设计了电压监测模块、控电模块和显示模块。
数据采集器:数据采集器能通过485总线与电能表建立数据通信连接,并针对不同的电能表型号,自动选择合适的通讯规约,实时自动采集各个用户的用电数据,并将采集到的信息发送到数据集中器。
数据集中器:数据集中器的主要功能就是将采集器采集到的电能信息数据,和其他硬件模块采集的数据传输到数据库,并对传送的数据进行校验,防止数据在传输中发生改变。
电压监测模块:电压监测模块通过传感器和电压采样线对用户电能表的电压实施实时监铡。并经模数电路转换为数据信息,然后将采集的电压数据发送到数据集中器内。可以监测相对地、相对相、相对零等电压,以及电压的异常波动。电压采样由于采用了光电隔离措施,能有效的避免强电串入弱电对人身安全带来的威胁,和防止设备的损坏。
控电模块:控电模块是带复式控制功能的开关组合模块,主要功能是对用户的电源实现远程控制,能根据系统操作员的指令自动切断或投入用户的电源。要求切断容量适合,并且带失电自动复位功能。
显示模块:显示模块是能显示点阵汉字的信息显示屏,可以安装在数据采集器上,它的主要功能是显示各种用电信息,如电费金额、电压信息、欠费信息、停电通知和故障信息等等。
2.4 软件平台
软件部分由应用软件、数据库、硬件支撑平台组成。其中应用软件负责对系统进行日常管理操作;数据库负责采集数据的交换、引用、索引;支撑平台负责硬件部分的运行、维护。我主要在应用软件中增加了故障报警功能、信息功能、控电操作功能。
应用软件:系统管理软件已封装成标准的ActiveX控件,可以方便的与供电公司电力营销管理系统连接。
数据库:通过采用CIGS中间层可以使应用系统结构清晰,维护简单易行。CICS其全称是Customer Information Control System,即客户信息控制系统。CICS通过关系数据库从主数据库中获得资源,建立在操作系统、1SO的分布式计算环境和Encina服务上。
硬件支撑平台:硬件支撑平台采用了固化核心和远程程序下载技术,基于BIOS的硬件结构,使得软件功能的升级扩充都无需进行现场维护,可以在远程操作端自动完成。
2.5 数据传输
数据传输部分主要负责建立硬件设备之间的数据链路,将采集到的数据传输、发送,并确保传输快速准确。原先的设计有PLC、485、以太网和手机无线网络。根据技术发展,我对3G技术在集中抄表系统中的应用,做了简单的介绍和预想。
电力载波:电力线载波PowerLineCarrier,简称PLC是电力系统特有的通信方式,它是利用现有电力线,通过载渡方式高速传输模拟或数字信号的技术。优点是使用电力线作为传输介质,不需要线路投资。但是缺点是由于配电变压器对电力载波信号有阻隔作用,所以PLC只能用在同一配变的供电区域内。
RS-485:RS-485是串行数据接口标准,具有接线简单,传输距离长(最大传输距离约为1219米)的优点,但是传输速度低,只能用于抄表采集模块之间的通信。
以太网:以太网采用拓扑总线结构,具有传输速度高,连接方便,通用性强的特点。缺点是在电缆供电的小区内只能在地下电缆管线内走线,施工难度大,日常维护困难。
无线方式:主要有GPRS、CDMA两种技术,GPRS、CDMA都是无线通信网络,利用移动手机的本站发射信号。所以在构建集中抄表系统时。不必重新建设机站,也不需要中继器,组网简单,建设费用低,可以适合各种施工地形,减少网络设备的维护。
3G是英文3rdGeneration的缩写,指第三代移动通信技术。相对1G和2G主要是提升了传输速度,3G技术在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节/每秒)、384kbps(千字节/每秒)以致144kbps的传输速度。目前3c技术蓬勃发展,将来极有可能代替GPRS和CDMA成为尤线数据传输的主力,所以现在也应当对网络传输模块预留3G升级接口,一旦技术成熟就可以立即向3G过渡。
3 集中抄表系统在电力营销管理的应用
随着人民生活水平的不断提高,人们对电力的需求已经不仅仅满足于有电用,良好的供电质量和服务水平,成为社会对供电企业的新要求。在电力营销的发展过程中,原来以用电管理为主的职能正逐渐向用电服务为主的方向过渡,供电企业为提高供电质量和服务水平,必需要有一套完善的电力营销管理系统,对用户的用电状态进行实时监测,及时掌握低压配电网的运行情况,发现异常供电和异常线损、定位电网故障,杜绝供电隐患。但是目前用电监控装置只是以低压电网中的配变和单位用户专变为监测对象,对广大的居民用电状况没有实时监测、控制的能力。
现阶段集中抄表系统的建设相当于在居民用户端与供电企业之间架设起一条信息高速公路,但这条信息高速公路设计是单向的,只能将数据信息从用户端上传至供电企业。但是通过对该系统进行设计改进,我们完全可以把它建设成双向传输的信息高速公路,利用这条数据链路来实现双向的信息交换,从而为居民用户提供丰富的用电服务。对集中抄表系统的设计改进主要通过增加硬件组合模块和软件分析操作模块,使其能实现以下几种功能:
自动分辨故障类型,发生缺相、接地、缺零、电表烧坏等故障时。弹出报修信息,自动生成报修单。
自动控制用户欠费,对欠费用户远程操作停电,发送欠费通知信息。
自动停电通知,告知用户最新的用电信息。
通过抄表工作,获得用户用电数据,以此作为核算、收费以及其他相关业务的依据。由此可见抄表工作对数据的准确性、及时性都有必然性的要求。
当前,抄表工作是抄表人员按照规定的日期,利用各种抄表方式来对用户的用电量进行抄录。通常的方式是利用人工和掌上机进行抄表,由抄表人员现场抄录。这种抄表方式效率太低,往往无法保证数据的及时性;既然抄表数据不是及时的信息,那么数据的准确性相对来讲就无法保证。这种简单但又重要的重复性的时效性工作,技术含量较低,对人力资源的浪费是巨大的,已经成为电力企业营销中越来越大的成本支出。
2 电力系统自动抄表概述
自动抄表是一个开放式的结构化系统,依靠设备之间的信号传输,进行电表数据的集中和抄读,主要由两个部分构成。一是以集中器为中心的主站系统,另一个是以无线终端和采集器为主的终端设备。主站将抄读的数据进行集中,录入数据库后,通过与计算机网络的连接,在计算机上对主站的数据进行统计和读取。另外,主站系统还能够对各区域内的电能量和用电数据以及电力传输线路的情况进行相关的扩展管理。
自动抄表系统利用通讯接口实现了电费结算的自动化,降低电力企业工作人员的工作量和用工,极大提高抄表效率和实效性,从根本上提高营销的信息化水平。
3 自动抄表系统的基本架构
自动抄表系统主要包括三个部分,分别是硬件系统、软件系统和通讯系统。每个部分都有很好的兼容性和易维护性,方便系统升级。
3.1 硬件系统
自动抄表系统的硬件系统主要由数据采集器、数据集中器和控电模板组成,主要负责采集和集中电力系统的数据。另外,还包括电压检测部分、控电模块和显示模块。
数据采集器对用户的用电数据进行实时的自动收集,同时将收集的数据传送给数据集中器。数据集中器将收集到的信息和数据统一传输到数据库中存储,以便对于传输的数据进行检查、校对和分析,避免出现错误和偏差。
控电模块的主要目的是对电表电源进行远程控制,通过复式开关进行操作,主要由电力系统的操作人员指令来实现自动控制。
电压监测是通过对电线压力的采集进行电表情况的监控,防止用户电表内部出现异常,能够有效避免因设备故障带来的强电串入弱点而带来的人身财产损失。
显示模块通过显示屏将数据展现出来,一般来说,显示器可以安装在采集器上,用途是显示电表运行的电压情况、用户的相关费用信息、停电信息和故障处理等相关信息。
3.2 软件系统
自动抄表系统的软件部分主要由硬件支撑系统、数据库和应用软件组成。
硬件服务平台主要用于软件的支持,负责对硬件的运营情况进行维护。数据库主要负责收集数据,并将收集后的数据进行交换和引用等。应用软件主要的工作就是进行系统的日常管理操作,一般都安装有ActiveX控件,该控件可以与电力企业或供电公司的营销系统进行连接,这样电力营销方面才能及时进行调整。
3.3 通讯系统
通讯系统是将各个硬件设备进行连接,采集并发送数据,在此过程中要保证数据传输的准确性和快速性,所以是自动抄表系统的重要组成部分,关键技术所在。传统的数据传输主要通过PLC、TLC、485、无线网络或以太网以及最新的3G技术。
PLC和TLC都属于电力线路载波,直接使用输电线路来传输信息,不用再进行传输线路的架设,对供电企业来说,这样可以节省非常多的开支。PLC(电力载波)是电力系统的只要通信方式。但电力线路载波信号容易受到配电变压器的阻隔影响,只能够在一定的区域内使用,且使用区域的配电变压器要一致;近年来,该领域的技术研究相当活跃。
485作为串行接口,其传输的距离长,但速度低,一般用于抄表系统中采集模块与模块之间的通信。
以太网采用的是载波监听多路访问技术,能够在各种类型的电缆上使用,其运行速度可以达到10M/s。以太网络的传输速度快,连接方便,在电力抄表系统的使用中具有广泛的应用。但其也具有一些缺点,主要是其走线较为复杂,在以电缆供电的住宅区内需要采用地下电缆管线,施工程序比较复杂,同时也不利于日常的维护工作。
无线网络和3G网络都是近些年来发展起来的新型连接方式。不需要单据建设基站,费用较低。另外,3G网络可以在各种环境下,以较高的速度进行信息传输,是前景广阔的传输方式。
4 自动抄表系统在电力营销中的应用
电力营销效率的改善与提高,取决于营销部门对配网信息、用户现状和需求的了解程度,以及对各种数据的综合采集与科学利用。电能计量自动抄表系统,能够充分采集用户的各种数据信息,对数据进行集中存储和统一分析,对提高电力营销水平意义重大。
4.1 解决了传统抄表收费模式效率低、人工成本高的问题,同时解决了解决计算量、信息量庞大的问题
电能销售遍及工农业生产和人民生活的各个领域,所有的用电单位都是客户,都和电力企业的电费结算相关联。电费管理的抄、核、收几个主要环节的业务处理、工作流程和制约关系相当复杂。利用电力自动化抄表系统可以完成对一个城市几万户、几十万户、多则几百万户每月发生的电量、电费大量的采集、计算、加工、处理工作,并且确保电费管理的连续性。系统可以自动控制用户欠费,对欠费用户远程操作停电,发送欠费通知信息,自动停电通知,告知用户最新的用电信息。
4.2 自动抄表系统极大提高了数据的实效性和准确性
利用电力远程自动抄表系统可以实时抄读、准确计算各种数据,提高用电客户的用电感受,也使得电力企业及时回笼资金,减少和避免呆坏账发生。同时,完善的电力营销管理系统,可以实现对用户的用电状态的实时监测,及时掌握低压配电网的运行情况,发现异常供电和异常线损、定位电网故障,杜绝供电隐患。
4.3 解决业务变动频繁、内外联系多的管理难题
业务内容变动频繁;同时客户多,新装、暂停、临时用电等正常业扩报装和用电变更工作每天都在发生,所以涉及电费管理方面的帐、卡、簿以及其它方面的内容都要随之调整。电力远程自动抄表系统可以根据电价的频繁调整,及时应变,还可以自动分辨故障类型,发生缺相、接地、缺零、电表烧坏等故障时,弹出报修信息,自动生成报修单。欠费信息通知、控电操作功能实现对居民用电状况进行实时管理,提高了电力营销管理信息化。
5 结束语
电力企业营销信息化正在改变过去以管理为主的模式,逐渐向以服务为主的方向发展。自动抄表系统建设加快了电力营销信息化的速度,在用户和电力企业之间搭建了高速的信息桥梁,从对用户用电进行监测,对配电网的电压和运行情况进行监控,定位电网故障等方面进行技术的升级和革新。
参考文献
[1]苏振华.自动抄表技术在电力营销管理中的应用[J].广东科技,2009.