提高低压电力用户用电信息采集系统本地通信成功率的探讨.pdf
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1、第 5 0卷总第 5 7 3期 2 0 1 3年第 9期 电测 与仪表 El e c t r i c al M e a s ur e m e nt& I n s t r u m e n t a t i o n Vo 1 5 0 No 5 7 3 S e p 2 01 3 提 高低 压 电力用户用 电信息 采集 系统本地通信成功率 的探讨 王新刚, 朱彬若, 王梦溪, 吴颖 ( 上海市电力公司电力科学研究院, 上海 2 0 0 4 3 7 ) 摘要: 提高低压电力用户用 电信息采集成功率 , 关键在于提高采集系统本地通信成功率 。文章在分析了常用本 地通信方式及其特点的基础上 , 对本地通信方式
2、的组合应用进行深入研究 , 讨论了三种较为合理的组合通信方 式 , 结合现场使用情况 , 分别针对每种组合通信方式阐述 了提高通信成功率的方法 , 明确了实际使用范 围, 并提 出了一些工程实施建议 。 关键词: 用 电信息采集 ; 集中器 ; 采集器 ; 本地通信 中图分类号 : T M7 1 文献标识码 : A 文章编号: 1 0 0 11 3 9 0 ( 2 0 1 3 ) 0 90 0 1 7 0 4 S t u dy o n Lo c a l Co m mun i c a t i o n I mpr o v e me nt o f Lo w- Vo l t a g e Po we r
3、 Us e r El e c t r i c En e r g y Da t a Ac q ui s i t i o n Sy s t e m W ANG Xi n g a ng,ZHU Bi n一 1 3 1 0,W ANG Me n g x i ,W U Yi n g ( E l e c t r i c P o w e r T e c h n i c a l R e s e a r c h I n s t i t u t e , S ME P C, S h a n g h a i 2 0 0 4 3 7 ,C h i n a ) Abs t r a c t: Th e k e y t o
4、i mp r o v e l o w- - v o l t a g e p o we r u s e r e l e c t r i c e n e r g y d a t a a c q u i s i t i o n i s i mp r o v i n g t h e l o c a l e o mmu n i - - c a t i o n o f d a t a a c q u i s i t i o n s y s t e mBa s e d o n a n a l y z i n g t h e f e a t ur e s o f t h e g e n e r a l l o
5、 c a l c o mmu n i c a t i o n,c o mb i ne d a p p l i c a t i o n o f l o c a l c o mmu n i c a t i o n i s d e e p l y d i s c u s s e d,a n d t h r e e r e a s o n a b l e c o mb i n e d c o mmun i c a t i o n mo d e s a r e s u g g e s t e dCo mbi n e d wi t h o n s i t e u s e,t h e me t h o d
6、t o r a i s e t he c o mmu n i c a t i o n S U C C E S S r a t e o f e a c h mo d e i s e l a b o r a t e d,t he i ns t a l l a t i o n r a n g e i s c l a r i fie d,a nd s e v e r a l s u g g e s t i o n s f o r c o ns t r uc t i o n a r e p r o p o s e d Ke y wor ds: e l e c t r i c e n e r gy d a
7、 t a a c q ui s i t i o n,c o n c e n t r a t o r,a c q u i s i t i o n u n i t ,l o c a l c o mmu n i c a t i o n 0 引 言 为构建智能用 电服务体 系, 实现 营销 管理 的现 代化运行和营销业务 的智能化应用 , 国家 电网公 司 已全面推进用 电信息采集 系统的建设 , 其 总体 目标 是实现“ 全覆盖 、 全采集 、 全预付费” 。用电信息采集 的关键在于通信 , 目前用 电信息采集 系统 的布局一 般都采用主站 、 采集终端 、 电能表的三层结构 。从 整个系统来看 ,
8、 其 数据采集成 功率仍未达到 1 0 0 , 离“ 全采集” 的 目标还存在一定的差距 ; 另外 , 主站与 电能表之间命令响应的实时性较差 , 很难实现“ 全预 付费” 的 目标。因此 , 采集 系统需 要加强通信建设 , 从合理性 、 经 济性及可行性等方 面找到最佳 的通 信 方案 。 目前 , 主 站 与采 集 终 端 之 间 的通 信 普 遍 采 用 G P R S 、 2 3 0 MH z 无线专网 、 以太网及光纤等方式 , 通信 可靠性和稳定 性较高 , 而且现有较为成熟 的技术 已 基本能够满足数据传输 的需要 , 一般 不会 影响采集 成功率和通信实时性 ; 而采集终端
9、与电能表之 间 一 般采用一对多的本地通信解决方案 , 通过一种资 金投入较低的本地信道方式将大量的电力用户信息 集中, 再进行远程传输到系统主站 , 主要有 R S 4 8 5总 线 、 低压 电力线载波 、 微功率 ( 短距离) 无线和塑料光 纤等方式 , 其 中 R S 4 8 5总线、 低压电力线载波和微功 率无线是 目前应用最广泛的本地通信方式。由于本 地通信环境噪声大 、 干扰严重, 提高用 电信息系统采 集成功率 的关键在于提高本地通信 的成功率。每种 本地通信方式都有 自身的特点和适用范 围, 如果 不 能根据实际使用环境合理地规划 本地通信方式 , 会 使得本地通信成功率 和
10、效率 明显 下降 , 最终影 响整 个台区的采集成功率。本文在分析了常用 的本地通 信方式特点的基础上 , 探讨 了本 地信道的组合应用 方式以提高本地 通信成功率 , 并 提出了一些 T程实 一 1 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第5 O卷总第 5 7 3期 2 0 1 3年第 9期 电测与仪表 El e c t r i c a l M e a s ur e me n t& I ns t r u me n t a t i o n VO 1 5 0 NO 5 7 3 S e p 2 0 1 3 施 建议 。 1 常用本地通信方式 1 1 R S 4 8 5
11、总 线 R S 4 8 5总线通信方式是 目前智能电表应用最广 泛的本地通信方式之一_ 3 J , 抗 噪声干扰性好 , 具有较 好的通信可靠性和较高 的通信波特率 , 后期维护量 较少。R S 4 8 5总线通信距离可达到 1 2 0 0 m左右 , 但 与通信波特率成反 比, 为了达到理想 的通信距 离, 主 要采用的通信波特率为 1 2 0 0 4 8 0 0 b p s 。 R S 4 8 5总线的标准敷设方式是总线型拓扑结构 , 其主控设备与多个从控形成手牵手 的菊花链连接方 式 , R S 4 8 5总线的敷设对线材选择 、 布线工艺 、 阻抗匹 配及接地的要求较高, 加大 了现场
12、施工 的难度和成 本。而且 , 一旦 R S 4 8 5总线 中某个节点 发生故 障或 接线错误 , 对其排查的工作量较大。 1 2电力线载 波 电力线载波通信是 电力 系统特有 的通信方式 , 利用现有的低压 电力线作为通信载体实现信息双向 传输 , 其最大的特点在于无需另外铺设通信线路 , 安 装方便。通过 电力线载 波通信 , 可 以方便地将 电力 通信 网络延伸到低压用户侧 , 实现对用 户用 电信 息 的采集和控制 , 而且适应性好 。然而, 电力线存在信 号衰减大 、 噪声源多且干扰强、 受负载特性影响大等 问题, 对通信的可靠性形成一定的技术障碍, 对载波 组网技术的要求较高。
13、电力线载波通信系统可分 为宽带和窄带两种形 式 J 。宽带电力线载波系统工作在 1 4 0 MH z 频率 范 围内, 可较好地避开配 电网 k H z频段的常规低频 干扰 , 数据传输速率较高 , 但 由于高频信号在低压 台 区电力线上 的衰减 快, 常规传 输距离一般 在 2 0 0 3 0 0 m, 目前工程上仍较少应用 ; 窄带电力线载波系统 工作在 35 0 0 k H z频率范围 内, 容易受 台区噪声干 扰的影响, 数据传输速率较低 , 但传输距离较宽带 电 力线载波远 , 最大可达 l O 0 0 m以上 , 目前在现场已大 规模应用 , 本文讨论的 电力线载波特指窄带 电力线
14、 载波。 1 3微 功 率无 线通信 微功率无 线抄表 近几 年发展 起来 的一 门新技 术 , 其工作频段为 4 7 05 1 0 MH z 。与电力线( 窄带) 载波技术相 比, 微功率无线 同样具有安装施 工便捷 , 无需另外铺 设通信线路等优点 ; 同时还具有不受 电 网中高强度噪声干扰 、 不受 电网拓扑结构及 负载波 动的影响, 且通信速率较高; 结合 自动组网和 自动路 一 l 8 一 由技术 , 传输距离可 以覆盖整个台区 J 。然而, 微功 率无线组 网技术需要足够 的节点进行信号 中继 , 而 信号的传输距离受障碍物的影响很大, 实际应用中 往往需要多条路径才能保证数据 的
15、可靠传输 , 导致 该技术运行维护费用高, 可靠性较差 , 受外界条件干 扰大, 同时, 信息安全性也是该技术急需解决 的 问题。 2 本地通信方式组合应用 受技术条 件及 现 场使 用 环境 限制 , 单 一 的使 用 R S 4 8 5总线 、 低 压 电力线 载波 和微 功率 无线 很 难达到理 想 的效 果 。R S 4 8 5总 线虽 然 比较稳 定 、 可靠 , 但需 要集 中装表或敷设通信 线路 , 受信 号反 射 、 总线拓扑和负载的影响 , 其传输距 离和带 载 能 力存在一定 的 限制 , 很难 实现 整个 台区用 电信息 的全采集 ; 低 压 电力 线 载波 和微 功率
16、无线 都 需要 电能表支持 相应 的通信 方式 , 现有 的 电能 表 如果 不具备相应 的通信方式则无 法直接采 集 , 另外 , 以 后更换电能表时对通信的兼容性要求较高 , 后期 维护成本也较 R S 4 8 5方 式 高 。因此 , 在 用 电信 息 采集 系统建 设 过程 中 , 本地 通信 信道 应 更 多的 采 用组合通信方 式 , 如 图 1所示 。 用 电信息采集系统主站 GP R S 光纤, 以太网等 集中器 竺! ! 4 8 5 采集器 I 一 l RS 4 8 5 l R S 4 8 5 k - l 电 能 表 l 采集器 I RS 4 8 5 无线采集器 1 一 I
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