上海集抄培训材料

上海集抄建设培训目录上海现场情况特点介绍13鼎信载波通信技术2低压电力线载波技术介绍4针对上海集抄建设与调试1低压电力线载波技术介绍低压电力线载波通信“要设计一个能在预定环境下良好工作的通信系统，首先必须对系统的通信环境即信道有全面细致的了解。”-低压电力线本身是为用电设备传送电能设计的，并不是为通信设计，因此其信道特性在很多方面难以直接满足载波通信的要求；-研究表明低压电力线信道虽然环境恶劣，存在阻抗匹配性差、噪声干扰不可预测、信号衰减强烈、信道特性时变性高等特点，但仍存在一定的规律性；-低压电力线信道特性主要需考察“噪声、阻抗、衰减”这三个基本参数，三者将直接决定低压电力线载波通信方案的通信性能；-使用三维和二维相结合的分析方法更加直观的了解上述三个基本参数的不同频率分量随时间变化的变化关系；-大量收集现场数据，总结出上述三个基本参数的一般规律。噪声分析黑色为过零点时刻红色为峰值时刻黑色为421kHz绿色为280kHz红色为130kHz蓝色为80kHz-低压电力线噪声主要由于低压电力线上连接着众多的用电设备，每种用电设备都对低压电力线有不同程度的噪声污染，特别是一些开关电源设备、非线性用电设备和大功率变频设备等；此处有变频水泵在工作现场噪声谱此处有电动车充电器在工作黑色为过零点时刻红色为峰值时刻黑色为421kHz绿色为280kHz红色为130kHz蓝色为80kHz智能家居热水器电冰箱洗衣机空调电视机其他家庭用电设备空间噪声交流电220V噪声分析结论-目前很多用电器都有周期性切入电网的规律，并且在交流市电过零时刻左右切出电网；-交流市电过零时刻噪声强度一般小于非过零时刻噪声强度；-中频噪声强度相对于低频噪声强度一般较弱。低压电网中的噪声几乎完全来源于用电器，部分来源于空间噪声串扰。其中噪声的类型由用电器的功能电路决定，而什么时候会对低压电网产生影响则与用电器的接口电路密切相关。阻抗分析黑色为过零点时刻红色为峰值时刻黑色为421kHz绿色为280kHz红色为130kHz蓝色为80kHz-低压电力线上负载众多，而且负载是随机的接入和切出，各家家用电器的使用类别不同，电动机类型的启动和停用不同等，都会使得低压电力线阻抗不是静态的；现场表端阻抗情况阻抗分析结论RZr0t低压电网中的阻抗完全取决于用电器，其中阻抗的类型由用电器的功能电路决定，而变化规律则由用电器的接口电路所决定。Zr/20trR-同样由于用电器有周期性切入电网的规律，阻抗也随之周期性变化；-没有严格随频率增加/减小，阻抗就增加/减小的规律；-变化范围大，最小时会小于1欧姆；目前现场只发现感性阻抗。衰减分析黑色为过零点时刻红色为峰值时刻黑色为421kHz绿色为280kHz红色为130kHz蓝色为80kHz-低压电力线上并联的许多负载对信号衰减影响很大，例如用于调整电网功率因数的大电容，对于几百kHz的载波信号相当于短路；10m距离衰减分析结论低压电网中的衰减由用电器、距离和线路布线共同决定。-衰减影响主要取决于线路布线，分支越多衰减越大；-没有严格随频率增加/减小，衰减就增加/减小的规律；-存在反射、驻波等复杂现象，使信号衰减存在突然跌落或增加。低压电力线载波通信技术信道编码调制带通滤波耦合电路信源配电网络信道解码解调带通滤波耦合电路信宿低压电力线载波通信是利用传输工频电能的低压电力线作为传输信道的通信方式，是电力线特有的通信方式。发送时，利用调制技术将数据进行调制，然后在低压电力线上传输；接收时，先经滤波将带外噪声滤除，再解调，即可得到原始数据。目前主流采用以下调制方式：-PSK指通过改变载波信号的相位值来表示数字信号1/0；-FSK指通过改变载波信号的频率值来表示数字信号1/0；-扩频指将已调制信号的频谱带宽扩展的更宽；-OFDM指正交频分复用技术，多子载波调制的一种。调制方式对比调制方式通信速率通信能力抗干扰性实现难度实现成本功耗同步要求PSK+扩频高中差适中低低低FSK+扩频适中强强适中低低低OFDM高中中难中高极高根据载波带宽，低压电力线载波通信(PLC)技术可以分为宽带PLC和窄带PLC。-窄带PLC目前主要包括三种调制方式：PSK+扩频调制方式；FSK+扩频调制方式；OFDM调制。根据载波通信时间，低压电力线载波通信(PLC)技术可以分为持续发送PLC和过零发送PLC。-持续发送PLC是指载波信号持续发送；-过零发送PLC是指载波信号只在交流电电压过零前后时间段内发送。通信时间分类三相电载波信号50Hz交流电tTbA相载波时隙B相载波时隙C相载波时隙通信时间对比优点缺点持续发送PLC1.电路设计简单2.发送端和接收端同步控制易于实现1.易受低压电力线噪声干扰2.对电网冲击较大过零发送PLC1.避开低压电力线噪声高时间段2.选择低压电力线阻抗稳定时间段3.有效避开大部分工频同步噪声4.系统具备天然的过零同步基准5.对电网冲击较小1.电路设计需增加过零检测2.跳时接收需要较复杂的程序控制针对漏电流影响020t/ms10U/V30400t/msI/mA30605070801.66ms3.3ms持续发送载波方案过零发送载波方案漏电流超标漏电流超标漏电保护器动作-漏电流超出额定漏电动作电流；-施加超出额定漏电动作电流的漏电流时间超过极限不动作时间；-载波通信在交流电电压过零时间段内进行，在非过零时间段内载波信号不发送，载波信号由对地寄生电容泄漏入地的漏电流将无法持续出现。国内载波技术应用现状各网省公司根据自己的实际情况，形成了两种主要形式的低压集抄系统全载波模式(载波表模式)-系统组成为集中器、载波表；集中器和载波载波表间使用低压电力线作为通信媒介；-建设规模较大的有黑龙江、华北、湖南和天津等网省公司；-方便施工队台区改造；半载波模式(采集器模式)-系统组成为集中器、采集器和485表；集中器和采集器间使用低压电力线作为通信媒介，采集器和485表间使用485线作为通信媒介；-主要在上海、浙江、江苏、云南和安徽等网省公司；-方便兼容过去存在的485表。、。低压电力线集中器载波表集中器低压电力线采集器485表485线目录2鼎信载波通信技术过零通讯-抗干扰能力强，避开高噪声，通讯距离远，能量有效释放；421k中心频点-合理选择低噪声环境，保持高阻抗匹配一致；相位识别-准确识别电能表自身供电相位是交流电的A相、B相还是C相；三相并发-避免三相交流市电物理信道资源和过零通信时间资源的浪费；节点侦听-记录其他节点的通信信息，确定“方位”；信号强度-准确判断载波信号的强度等级，确定“距离”；鼎信载波技术应用鼎信载波通信技术426kHz416kHz……青岛鼎信通讯有限公司在充分结合低压电力线信道特性和行业需求下选择了调频BFSK、扩频和跳时这三种调制方式相结合的组合调制方式。-载波中心频点421kHz，连续相位调制-工频同步过零点前后共3.3ms微分时间段内传输载波信号-扩频技术+小波变换等技术，高效去除解调后的噪声分量应对噪声的性能载波信号-避开噪声大的时间段，即交流市电电压峰值时刻-避开噪声大的频率段，即低频段-优秀的调制解调技术，使很小的载波信号依然能从噪声中解析出来三相发送台区A传统载波信号发送方式-一般是交流市电三相轮流发送载波信号；-交流市电三个物理信道每次通信必然有两个信道处于空闲状态；-三相轮流发送造成总通信时间必然很长。三相并发的载波信号发送方式-利用过零同步技术，通信过程无限时间同步，一个台区的低压电力线载波通信系统具备相同的同步基准；-三相交流市电每个物理信道上的时间基准相隔3.3ms，三相交流市电按照各自的时间基准并发载波信号；-交流市电三个物理信道可同时处于通信状态；-三相并发能将整个台区按相位划分成三个部分分别进行用电信息采集，总通信时间缩短。相位识别电能表载波通信模块根据集中器载波通信模块下发命令的相位，以及自身供电情况对比，即可准确区分自身供电相位是交流电的A相、B相还是C相-采用过零发送载波信号方式的低压电力线载波通信方式即可以根据命令过零时间与自身供电过零时间进行比对，由此准确区分供电相位；-有利于供电局统计交流电各相用电情况，有效管理三相用电平衡；-可告知路由当前通信相位是否不同，优化路由路径，提高载波通信速度。相位识别台区AC相表A相表B相表节点侦听-任何载波节点都可以记录各相电上的其他节点(子节点、兄弟节点、父节点、主节点)的通信信息，包括侦听到的次数、信号强度值、中继级别和侦听到的主/从节点地址;-自身中继级别由主节点对本节点的直接通信获得;-主节点能读取节点的侦听数据，根据侦听数据所有内容，建立节点相对物理位置信息，路由算法根据通信成败情况，将优化更新路由，选择最合理的路径进行通信。信号强度强度0强度15强度0强度15-各从节点侦听周围各节点发送的载波信号，由硬件电路获取信号准确的强度等级，强度等级按对数共分15级；-硬件电路对极大信号和极小信号区分处理，避免同一分级标准对相差很大的信号产生判断失准；-信号强度将随时间推移不断更新，以提高信号强度值与节点距离的相关度。鼎信采集器在发挥鼎信载波技术优势的同时还具备一些新特点支持一对多通信-最多可管理32个485表；无需额外设置采集器地址-采集器本身没有载波通信地址，集中器与采集器下所接485电能表直接用485表的表地址即可完成通信，操作方式等同于载波电能表；无需额外增加数据管理流程-当命令经过采集器与485表完成通信后，采集器自动记录本次通信成功485表的表地址；规约、速率自适应-通信规约支持上海规约和DL/T645-2007；具有485通讯速率自适应功能（4800/2400/1200bps）电能表聚类功能-有效控制采集器下所带电能表的归属，便于集抄管理。鼎信采集器新特点上海现场情况特点介绍3台区环境台区类型：旧居民小区台区特点：用电类型多且复杂，以架空线布线居多且电能表布置较为集中应用概述：阻抗不匹配导致载波台区非对称性，分支多造成信号衰减比较大。台区类型：高层居民小区台区特点：用电类型多以地缆布线居多，台区半径小但一般有大型变频设备(如变频水泵)，存在无功补偿设备。应用概述：变频水泵工作时间一般在交流电非过零时间段，且工作频率一般为低频(30~300kHz)，无功补偿设备对PSK造成相角偏差。现场台区应用台区类型：农村台区特点：一般为单相供电，台区半径大，线路较为陈旧，且台区噪声干扰较小应用概述：馈网性能好的载波方案应用效果更好，需有效避免跨相通信造成的载波通信延时和不稳定，对载波通信距离有较强需求。台区类型：城乡结合部台区特点：一般用电较为混乱且布线分支较多，载波通信衰减较大，用电设备类型陈旧应用概述：用电设备无滤波电路使噪声一般集中在交流电峰值时刻且过零时刻阻抗较稳定，所以应用过零通信的载波方案应用效果更好。现场台区应用了解电力线，选择适合载波通讯的环境，避开高噪声，提高通讯距离是载波发展的必然趋势，也是确保国网要求“日抄读成功率在99%以上；一次采集成功率在95%以上”的必要手段。台区类型：孤立小型定居点台区特点：单相交流电布线两点距离较远应用概述：馈网性能好的载波方案应用效果更好，且由于两点之间可能有其他相交流电供电电能表，所以具备主动应用跨相抄读和识别相位功能的载波方案应用效果更好。现场环境分析现场安装环境-集中器安装在居民楼道内由于台区的非对称关系，台区噪声来源于居民用户侧，导致集中器安装在高噪声环境中。同时增加了载波通讯距离。-采集器接多块485表。台区内载波节点数量少且分散，相位不一致，导致载波通信距离受限。485接口光耦带载能力及电压匹配不一致。-移动信号不稳定移动基站数量有限，居民楼道内信号不稳定，天线安装位置不合适等。导致集中器在线率不高。-集中器安装位置集中器安装位置需在居民用户侧三相电位置，导致集中器不在供电范围的相对中心位置，对载波通信距离的考验。目录4针对上海集抄建设与调试4集抄系统建设流程-集中器安装1、集中器位置尽量在台区线路的中心位置（一般为靠近变压器的位置），不要装在线路末端；2、保证有稳定的GPRS信号，否则召测数据的时候有可能会