电力载波集抄系统白皮书

技技术术白白皮皮书书电力线载波自动抄表系统目录一、公司简介........................................................................................................2二、集中抄表概述................................................................................................2三、系统组成及工作原理....................................................................................2四、集中抄表系统特点........................................................................................4五、系统的先进性和实用性................................................................................7六、集中抄表系统主要设备介绍........................................................................9七、集中抄表系统主要功能介绍......................................................................13八、集中抄表系统遵守的标准..........................................................................19九、即从抄表系统使用与维护..........................................................................19十、集抄产品质量管理体系..............................................................................20十一、售后服务..................................................................................................21附录：集抄业绩....................................................................错误!未定义书签。电力线载波自动抄表系统一、公司简介二、集中抄表概述电力是社会文化生活及工业生产的最主要能源。伴随着我国经济建设的快速发展以及城乡居民生活水平的提高，对发展电力系统提出了更新、更高的要求。21世纪是一个信息的时代，无疑电力作为未来社会的重要能源基础设施，也必将走向信息化。低压电力用户集中抄表系统是配合近年中国城乡电网改造，“一户一表”工程的实施，智能远程集中抄表网络系统是我公司为适应现代管理的需要而开发的集远程抄表、远程监控、用电管理于一体的信息管理系统。该集中抄表系统，彻底改变了传统的费时费力的人工抄表方式，节省人力，避免人为计数差错，杜绝了人情抄表。管理部门足不出户，通过电脑网络自动抄表、掌上电脑抄表等各种形式就能准确知道用户的用电情况，实现自动抄表、自动计费、智能化管理。国家有关部门规定以后数年内将逐步实现以自动抄表系统取代传统的人工抄表。集中抄表系统是当代微电子技术、智能仪器、通信、计算机技术等多项专业范围内先进技术的集成。我公司开发的集抄系统，适用于一个城市或区域范围内的电表、水表、气表远程集中管理，既可组成单一表型的（水、电、气）自动抄表管理系统，又可组成综合的两表型或三表型管理系统。具有软、硬件任意组合，扩充方便等特点，从而满足了用户的各种需求。系统集微电子技术、自控技术、通信技术和网络技术于一体，采用集散结构，模块化设计，所有设备均带微处理器，可独立运行。系统采用电话网通信、低压电力线载波通信和RS485总线通信等多种通信手段，以适应不同的使用环境和要求。三、系统组成及工作原理1、系统组成：本系统主要由表计、采集器、集中器和管理中心计算机组成，另电力线载波自动抄表系统有一些选配设备，如光电采集头、红外手抄器、接口转换器、MODEM、小型交换机、打印机等。系统结构见下图：2、系统工作原理：数据采集：采集模块、采集终端完成基础数据采集并存储，采集模块、采集终端安装在电能表内或外，通过光电传感装置自动采集电表的转数或直接输入脉冲数，并将脉冲数转换成相应的电度数进行存储。数据传输：采集模块、采集终端根据集中器的指令将相应的数据通过电力线载波通讯，上传给集中器；集中器根据管理中心的指令自身设置自动收集并储存各采集模块、采集终端上传的数据；集中器根据管理中心的指令自动或通过掌上电脑手动将各电能表的数据上传给管理中心。电力线载波自动抄表系统数据应用：管理中心软件以集中器上传的数据为基础，进行相应计算、统计、分析、自动生成报表并打印相应帐单。四、集中抄表系统特点电力线载波集中抄表系统是以主站为核心的主从式多级网络系统，具有灵活性和可扩充性。如果用户已有现成的局域网络或MIS系统，抄表系统的“主站”可作为用户局域网络和计费系统一个“工作站”来看待。对于一个较大的电力公司，便可以设置多个主站，而每个主站对于整个系统而言，具有统一性和相对独立性。电力线载波集中抄表系统和自动抄表系统包括主站级、集中器级、采集终端/模块级。主站和集中器之间可以多种信道实现通信，例如电话网、GSM、以太网、GPRS/INTERNET、负荷监控或用户的其他通道，只需符合RS-232标准即可。集中器是以配电变压器为单位而设置的，每个配电台区或者小区就是一个子系统，而集中器通过低压电力线载波管理配电台区、小区所有的设备、（采集模块和采集终端）。低压电线线载波通信是本系统的一个重要环节和主要技术特点，成功的低压电力线载波通信技术使低压电力线这一资源得到充分的利用，无需额外铺设任何线路便可实现理想的通信。电力线载波通信是基于BPSK原理，半双工通信方式，数据传输速率为1200bps。在实际运行中，一次通信成功率达到95%以上，超过行业标准的要求！各表端设备（采集终端/采集模块）都具有中继功能，确保抄表成功率达到100%。在集中器上设计有一个本地的RS-232通信端口，系统用户可以方便地在集中器现场进行系统调试和数据校对。系统支持两种“表端设备”——采集终端和采集模块。采集终端非常适合于电表集中安装的场合（多个电表安装在一个较为封闭的计量箱内），每个电表输电力线载波自动抄表系统出的脉冲直接同采集终端相连，每个采集终端可以管理1～16块电能表，并将各电表的脉冲转换成相应的“电量”后经过电力线向上一级（集中器）通信；采集模块特别适合于电表分散安装的场合，每个电表（无论是电子电表还是机械电表）内加装一块采集模块经电力线向上一级（集中器）通信。然而，在不少的实际应用中，集中安装电表和分散的电表（例如商铺，配电变压器总表等）同时存在，因此本系统支持两种方式的兼容，即在同一个配变小区内，采集终端方式和采集模块方式可以同时使用，是一种既实用又廉价的方案。主要优点：电力线是电力部门完全控制的通信信道。可以直接利用电力线信道，实现电网自动化中遥信、遥测、遥控的各项功能，而不必另外敷设通信信道，也可以不用或少用公用通信信道。电力线是所有住房和建筑物的基础设施，以其作为通信信道，可大大节省铺设新的通信信道的投资。以电力线作为通信信道，几乎不需要维护或维护量极少。以电力线作为通信信道，组网灵活，扩容容易，易于规划和使用。主要缺点：多种不同类型的电源线对信号所呈现的特征阻抗和衰减常数不一样。不同的用电负载有不同的特性。负载情况在经常变化。电源线上除50Hz交流电外，还存在不同来源的多种电磁干扰，窄带的宽带的均有。在低压供电网中，各种电气设备操作所造成的干扰，工业设备的电火花、闪烙、电焊干扰，外界电台信号干扰及自然界存在的各种电磁干扰，比如雷击及宇宙射线等，使得电网噪声分布频带宽，随机起伏大，信噪比极低。当然，噪声分布及信号衰减也不是无规律可寻，一般来说，电源线上40kHz以下的干扰最为严重，因此传输信号频谱下限不应低于40kHz，上限频率可延电力线载波自动抄表系统伸到广播中波频段的低端；电源线的特性阻抗在15～60Ω之间，因而对传输信号的衰减较大，家庭电源线一般100m的衰减约为10dB，而工厂和实验室大约20m就可能高达20dB。10kV高压干线干扰相对较小较干净，因为高压与低压间有市电变压器耦合，干扰在低电压端被吸收而传不上高压。针对噪声的特点和出现规律，在采用电力线载波技术进行通信时，可以采取以下措施：(1)参考国际上成熟的标准，结合国内的电网实际状况，选择适合的通信频带。国际上的有欧洲标准CENELECEN50065—1所使用的A频段3～148.5kHz，美国FCC标准的100～450kHz频段。根据国内电网，宜选用80～200kHz频段。(2)对雷击采取多点防护措施。比如设置共模抑制线圈和压敏电阻组成的浪涌电压吸收电路；工作电源入口和用户接口电路中使用瞬变电压抑制器件，防止经由电源回路和外部接口串入的雷击干扰；监控MCU的电源经过滤波后单独供电以进一步防止雷击对整机的影响。对于10kV载波通信，中压耦合设备中的耦合电容和结合滤波器在耐压参数选择上应留有较大余量。结合滤波器输入端带有一个内置大容量氧化锌避雷器，而且其输入和输出端完全依靠磁耦合方式传递信号，可以有效地衰减和隔离雷击脉冲的影响。同时使用具有一定耐压等级的隔离变压器，而且在这些隔离变压器后端使用的器件均考虑到适当的耐压等级。(3)在硬件方面，为了减少各个电路部分相互之间的串扰，要合理划分弱信号电路，强信号电路；合理划分数字电路部分和模拟电路部分；对于模拟信号输出和输入口均采用磁路耦合方式进行隔离，同时对于输入信号使用具有高的带外衰减系数的无源带通滤波器；对于外部数字信号接口电路部分使用具有良好电磁兼容性能的集成电路；在各输入和输出端口添加相应的保护器件；另外，还要使用具有高稳定性、高抗干扰性的电源，进一步提高整体的抗干扰能力。(4)在软件方面，使用内置式看门狗，使之能够有效地监测软件运行故障，在合理的较短时间内从故障中恢复；在MCU软件设计中使用分布式软件陷阱，以电力线载波自动抄表系统监测软件的运行并从故障中恢复；对端口采样时，使用重复采样判别技术，防止慢上升速率信号中叠加的噪声对采样精度的影响。(5)在数据传输方面，为了提高传输的可靠性，克服信道中噪声对判决错误的影响，除了合理选择调制与解调方法外，还要采用差错控制编码技术(也称纠错编码)，最大限度地保证数据传输的可靠。在实际应用中，通过采取以上措施，很好地解决了电网干扰的问题。五、系统的先进性和实用性1、多级网络系统，具有较强的灵活性和可扩充性特别是系统可以向用户已经使用的MIS系统提供用电数据，实现了整个系统的数据共享，真正地满足用电管理现代化需要。2、主站与集中器之间可以多种信道实现通信例如电话网、以太网、GSM、GPRS、INTERNET、负荷监控或用户现有的其他通道，只需符合RS-232标准即可。其中负荷监控通道是电力公司已经投资的数据传输信道，使用它可以减少设备投资，提高设备利用率。3、充分利用低压电力线资源，并符合国际标准低压电力线是电力公司特有的资源，成功的低压电力线载波通信技术使低压电力线这一资源得到充分的利用，无需额外铺设任何线路便可实现理想的通信。低压载波通信是抄表系统的一个至关重要的环节，其解决方案的优劣直接影响到系统的技术水平和实用性。一个合理的解决方案必须是在充分地考虑了以下问题的基础上提出：（1）工作频段：早在20世纪90年代初