某远程集中抄表系统先进性报告与总体方案

1、华仪电力线抄表系统简介公司从 2001 年开始进行华仪电力线远程集中抄表系统 的研 制开发，现在已经形成产品系列。该系统的核心技术： 模糊调扩频混合技术和电力线载波通讯。2001 年至 02 年进行系统论证、可行性分析及初期开发。02 年进入中期试验阶段。中期试验阶段主要对计数能力、通讯 能力、稳定性、应用范围、可靠度进行大面积测试和改进，在计算 误差、传输距离、抗干扰方面取得了突破性进展，各项指标达到并 超过了部标。03 年中期推出二代产品。二代产品具备优良的特点：计数、通讯可靠性高，综合成本低， 高灵活度，小施工量，小运行费用，强适应能力。2005 年进行新系统的开发研制，年底推出新产品：

2、单相电子式 载波电能表、多路采集终端单元。单相电子式载波电能表实现单个用户的电能计量、电量数据电 力线载波通讯的功能，可靠性高、性能稳定、通信能力达到国际先 进水平。多路采集终端单元实现信号多路采集、电量数据电力线载波通 讯的功能。性能优良，准确可靠。2005 年推出新产品：单相电子式远程控制断送电载波电能表和 单相电子式复费率载波电能表。这两种新产品代表了市场发展的方 向，是新一代低压电力线远程集中抄表系统中的佼佼者。随着电力系统一户一表工作的推进，电力线抄表系统的社会需 求量将十分巨大。从全国来看，国家电力机关已将该项工作做为工 作重点，低压线路改造和一户一表工作在全国展开，整个大环境十

3、分理想。索引系统简介索引 2华仪电力线远程集中抄表系统先进性报告 3系统工程产品 3最先进的 PLC 技术 3准确的记数、传输能力 3接力（中继）功能 3冻结功能 3最优的编码体系 4投资最省 4安装使用简单方便 4集中控制器高智能 4华仪电力线远程集中抄表系统总体方案 5第一章系统组成与体系结构设计规划 5第二章抄表方式设计 71、集中直接抄表 72、现场自动抄表 73、远程自动抄表 8第三章基本原理及性能指标 9基本系统和集中器 91、抄表模块 92、抄控器 103、集中器 1.1.第四章后台管理系统 14附录：1、远程集中抄表系统流程2、集中器技术指标华仪电力线远程集中抄表系统先进性报告

4、自动化抄表技术可分为三类，即专线通讯技术，无线通讯技术和 电力线载 波通讯（PLC）技术。前二者是常规技术，由于成本及施工量等原因难以普遍推广。 采用PLC技术，利用现有电力线作为通讯介质，施工量小，成本低，是一种很 有发展前景的高新技术，华仪载波集中抄表系统就是在PLC技术基础上发展起来的新一代抄表产品。此系统与国内外同类产品相比，具有以下明显优势： 系统工程产品国内外的同类产品大都只局限于解决抄表问题。 而华仪远抄系统充分考虑 了自动抄表技术可能的新问题。总体设计以系统工程观点提出了对现存问题， 相关问题， 未来问题的一揽子解决方案和配套措施。 尤其是针对非现场抄表带 来的窃电、电表故障、

5、电费通知问题，设计了配套的后台软件进行管理。最先进的 PLC 技术一般同类产品采用的是纯扩频 PLC技术，这种技术对电力线质量要求较高。 我国的电力线在规范性，清洁度等指标上难以满足其要求。华仪远抄系统采用 的是模糊调扩混合PLC技术，在通讯可靠性、传输质量上最适合我国电力线现 况。准确的记数能力计数误差等于零（相对于基表数字） 。接力（中继）功能基于PLC技术的自动抄表产品都将受到传输距离的限制。华仪远抄系统的 抄表模块具备相互支持、相互中继的功能，使得通讯距离大大提高。冻结功能当后台系统对用户电表进行冻结设置后，华仪抄表模块和集中器可以记录 冻结时间的用电量， 后台系统进行电费计量。 该功

6、能将为调整用电高峰的分布、 提高电网整体效益做出革命性贡献。最优的编码体系所有的自动抄表技术都要求对电表设置地址码，而大部分产品结构要求电表地址分层次编为二到三级码。这种编码体系难以维护，当大规模应用时，舌L 码现象不可避免，并造成换表或定期更换表的工作量加大。华仪远抄系统利用 已有的电表编号或用户用电编号做为电表地址码。不仅省去了繁重的编码和维 护工作，还减轻了信息管理的难度。独有的网上漫游功能网上漫游是指后台系统在人工干预情况下能够搜索到用户的准确位置，这 种定位能力不受电网拓扑结构变化的影响。当某条线上用户被线路部门迁移到 另一变压器配电时，系统能够及时发现并可更改相应台帐。投资最省首先

7、，华仪远抄系统的设计原则之一是将需求大的设备成本压到最低，将 昂贵设备的数量压到最少；其次，此系统利用电力线做通讯介质，免去了建设 专线的施工和投资，避开了无线设备的昂贵；最后，华仪远抄系统适用于各型 机械表和电子表，通用性好。安装使用简单方便接线少，无须安装专门信号线，不必集中装表。是目前施工量最小的产品。集中控制器高智能具备记忆与感知电网结构的智能，能够对抄读结果自动分析，自我总结各 个电表的相位及相对位置，随着对电表的分布不断感知，对电网结构的认识将 不断自我修正，一旦某只电表读取不到，能够依据自学的知识迅速选择最佳的 中继电表进行接力抄读。集中器具有“越用越好用”的特征。华仪电力线远程

8、集中抄表系统总体方案第一章系统组成与体系结构设计规划华仪电力线远程集中抄表系统V2.0项目以先进的电力线载波通讯（PLC）技术为基础，以系统工程的思想为指导，以模糊扩频技术为核心，研制成功的 具有国际领先水平的新一代抄表产品。该产品达到：记数、通讯可靠性高，综 合成本低，高灵活度，小施工量，小运行费用，强适应能力的指标华仪电力线远程集中抄表系统V2.0由基本系统、华仪智能集中控制器、后 台管理软件系统三部分组成，如图1-1、图1-2所示。华仪电力线远程集中抄表后台管理软件系统远程自动抄读数据分析实时监控电表图1-1电力线远程集中抄表系统逻辑组成甘EE主盛M#电力営销乔最口-rCXDE1r *1

9、扫已喪區t*l*0皿1：1| UUMlj|BS13MMJ电力线屣*屮挣 槻后占青讯坯堪电J电牙强 S1r Sr hr图1-2电力线远程集中抄表系统示意图1. 基本系统：硬件配置有华仪抄表模块、掌上电脑、华仪抄控器三种设备， 软件为掌上机管理程序。每只电度表装配一块抄表模块，抄表模块采集电 度表的各项数据。掌上电脑可以经过抄控器通过电力线与抄表模块交换数据。华仪抄表模块相互之间可通过电力线进行双向通讯，从而在抄读电表 时实现相互中继，延长通讯距离。2. 智能集中控制器：简称集中器。它是复杂化了的抄控器。每个配电台区 一台，固定位置安装。集中器与抄表模块之间通过电力线通讯，集中器与 后台系统之间通

10、过MODE 及电话线通讯。集中器平时自动按后台系统设置 的时间抄读本台区抄表模块数据，具备自学习、自适应电网结构的智能， 沿电力线搜索和抄读电表的能力优于抄控器。3. 后台管理软件系统：简称后台。它是安装在各个供电部门计算机上的应 用软件。其中包括数据库管理模块、连接网络模块、远程设置模块、远程 集抄模块、实时监控模块、无人值守模块等。后台管理员可以通过后台操 作的交互命令，远程抄读集中器；也可以启动无人值守抄读方式，定时自 动抄读集中器。后台能够自动提取用户用电特征并进行综合分析，报出可 疑现象。后台管理员可以启动实时监控电表功能，实时抄读可疑用户电表 以弥补非现场抄表的不足。第二章抄表方式

11、设计华仪电力线远程集中抄表系统依据配置的不同，可实现三个层次的抄表方 式，即：集中直接抄表、现场自动抄表和远程自动抄表三种抄表方式。1、集中直接抄表基本应用，如图2-1所示OCBA35KV抄表集中器C oncent rat orN0.168008集中控制器1 1图2-1集中直接抄读2、现场自动抄表中级应用，如图2-2所示图2-2集中间接抄表3、远程自动抄表AUoma c Mier Red rgAUona cMeteRead rgI IAutoma cMete Red rgAUomdic MferReadngAUoma cMeteRea dngAUoma cMterRod ngAutamdti

12、c MterResdn gOCBA220V10KV35KV抄表集中器C oncent r at orNO.168008集中控制器ModemModemIS移动远程抄表|自动抄表系统高级应用，如图2-3所示图2-3远程自动抄表这三种方式所需配置及特点对比，如表所示抄表 方式所需设备抄表过程简介可抄读内容缺点优点集 中 直接抄表模块：1 块/户。掌上电脑、抄 控器：1个/抄表员。抄控器连接掌上 机，通过电力线直 接与同一台区内 的各个电表通信。整指示数， 电表里程， 脉冲常数。需要抄表人员， 抄录速度平均3-7秒/表，不能分时计量， 易受瞬时干扰。简单、实用， 不固定抄表，灵活， 不必安装电话， 实

13、时性好。集 中 间 接抄表模块：1 块/户。掌上电脑、抄 控器：1个/抄表员。集中器平时通过 电力线抄表，掌上 机读取集中器最 近抄表数据。同上需要抄表人员， 数据是当前的， 集中器固定安装 不能分时计费。相对简单、实用， 抄录速度最快、可 达数十只表/秒，不必安装电话，不受电力线瞬时干 扰的影响。远 程 自 动抄表模块：1 块/户。华仪集中器： 1台/台区。 电话：1台。集中器平时通过 电力线抄表，后台 系统通过电话网 与集中器交换数 据同上数据是当前的， 集中器固定安 装，投资相对较多。不需设专门抄表 员，真正实现远程 全自动抄表，不受 电力线上瞬时干扰 因素影响，可以实 时监控，分时计费

14、。第三章基本原理及性能指标基本系统和集中器的关键技术是：电力线载波通讯、电表数据 读取处理、集中器的智能处理算法。下面依次介绍抄表模块、抄控器和集中器1. 抄表模块抄表模块是集中抄表系统安装在现场的低端设备（与载波电能表作用相 同），用来采集基表数据和沿电力线传输数据。 基本工作原理是以电力线作为电 源和收发信号信道 , 采用模糊调扩技术一方面接收集中器的命令； 另一方面沿电 力线传输基表的量程、常数、表底数等参数编码。分类： 根据供电电源分为单相和三相，根据安装方式分为内置式和外置式。根据所配基表分为CCU18（机械表抄表模块）和CCU16（电子表抄表模块）DDSI16（单相电子式载波表），

15、ATU20（四路采集终端），ATU16（十六路采 集终端），DDSIF16（多费率载波表），DDSI16P（单相电子式远程可控载波 表）都属于系统的低端设备，具有和抄表模块同样的作用。功能：脉冲采集：抄表模块采集数据脉冲，计量用户电量。 双向通讯：抄表模块与集中器、抄表模块与抄表模块之间双向载波通讯。 中继功能：当距离较远或环境恶劣时，抄表模块能起中继接力作用。 冻结功能 ：可以根据要求冻结用户用电量，实现冻结抄表功能。 扩充设计：线路及软件的设计为其它功能预留接口。性能指标：电力线载波信道：载波频率270kHz峰峰值800mv电源电压允许偏差： 176V 264V。静电放电抗扰性： 8KV

16、。电快速脉冲群抗扰性： 4.8KV 准确计数，正常通信。 浪涌抗扰性： 5KV 。辐射电磁场抗扰性：50MH Z-1000MHz,场强10V/m功耗：待机时=0.6W，发送数据时刻=1.0W。接受信号灵敏度： 0.6mv。计数误差：0（相对于基表）。工作温度：信号传输范围:-35C+65C。整个变压器台区掉电保护:安装使用：数据停电保存期为30年抄表模块由于具备体积小、重量轻、适应性强等特点，因此能够与各 种机械表和电子表配合使用。机械表需要添加固定孔，电子表需要添加安 装槽。可以内置式安装也可外置安装，但由于外置式安装不利于固定和脉 冲采集，因此不提倡外置式安装。CCU18模块正面示意图:固

17、定孔脉冲线四针接口2、抄控器在远程集中抄表系统中 ，抄控器是一种在生产安装、维护时使用的通路连 接设备。 它与掌上电脑配合在一起用于抄控抄表模块（载波电能表） 。一方面抄 控器将掌上电脑的抄控指令发送到电力线上，另一方面从电力线上接收抄表模 块（载波电能表）返回的数据信息并传给掌上电脑。分类：抄控器根据通信方式分为红外线通信抄控器和电缆口通信抄控器两种。功能：设置参数： 掌上电脑经抄控器转发控制指令， 通过电力线设置和修改抄 表模块参数。抄读参数： 具有指定抄读一只电表数据和批量连续抄读电表的表号、 表 底数、量程、脉冲常数、当前脉冲数以及冻结数据的能力。监控单表：可以对单表进行实时监控。中继

18、功能：具备中继设置和中继抄读功能。 冻结功能：具备冻结设置和抄读冻结量功能。性能指标：各项抗干扰参数包括静电放电、 电快速脉冲群、 浪涌、 辐射电磁场与抄 表模块相同。通信速率：电缆口通信为 9600bps,红外通信1200bps。功率消耗：待机时=0.6W 发送数据时刻=1.0W。接受信号灵敏度： 0.6mv。工作温度：-35 C+65C。通过RS232接口与掌上电脑电缆口通信，通过红外接口红外通信。信号传输范围：整个变压器台区。使用： 抄控器作为一个单独的设备，需要与掌上电脑或后台计算机配合使用。配 合使用时应注意是红外通信还是电缆口通信。它与电力线直接连接，传送和接 收数据。抄控器具有体

19、积小、重量轻、便于携带的特点。3、集中器集中器是远程集中抄表系统中实现远程集中抄表的必备设备。具备自我学 习，自我感知电网拓扑结构的能力，自动按后台系统设置的时间集中抄读本台 区电表数据，并且保存相关数据。基本工作原理： 集中器通过电话线与后台系统通信， 接受后台系统的指令， 向后台传送数据；集中器根据后台指令通过与抄表模块双向通信，向抄表模块 发送指令，设置和抄读抄表模块的相关参数。组成：集中控制电路、 MODEM 、MODEM 保护电路功能：设置参数：可由后台系统或掌上电脑进行设置。包括数据库表号、时 钟、时段、中继参数以及启动抄读、停止抄读等一系列相关参数。 抄读数据：集中器在抄表时段内

20、集中抄读台区电表数据。 存储数据：集中器将抄读的数据存储起来，最多可以存储31 次数据中继功能：集中器能够依据学习结果，自动启用中继，实现中继抄表。 冻结功能：集中器能够依据后台设置，对台区电表进行冻结抄表。 远程监控：支持后台系统远程实时监控电表，对电表情况进行分析。 校时功能：可实现系统校时。 自诊断功能：可自动进行系统检测，发现异常有记录和报警。 交互命令：支持后台系统进行命令级交互命令操作。自我学习：具有高智能，能够自我学习，通过对抄读数据分析，感知 电网拓扑结构，自动建立中继路径。随着学习过程的进行，具有“越 用越好用”的特点。性能指标：通讯速率： 9600bps。抗干扰能力强：集中

21、器在软件和硬件两方面进行抗干扰处理，有强大 的抗干扰能力。掉电保护：数据停电保存期为 30 年，复电后程序从断点处开始运行。 抗雷击 ：集中器采用多种抗雷击措施。MODE保护：具备 MODE保护电路，对 MODE进行保护。 系统实时读数准确度：累计差值 0.1kWh。通讯方式：集中器与抄表模块之间通过电力线双向通讯，集中器与后台系统之间通过MODE进行电话线通讯。带抄表模块数量：理论上无限制，标准配置 1000只。多种接口：设 RS232 RS485接口和RJ11接口。RS232接口与计算机 连接，RJ11接口与电话网连接。RS485接 口与其它电力设备交换数据安装使用：集中器固定安装，使用简

22、单方便，不需要安装专门信号线。供电电源采用三相四线制，有电话线连接。集中器尽量安装在台区中心位置，周围没有其它干扰集中器外观示意图:1A相 o o电源B相 O 0发送C相0 0接收红外接口系统状态指示集中控制器预 留 接 口QR2N 接口PSTN第四章后台管理系统华仪远程集中抄表后台管理系统安装在供电部门用于抄表的计算机中，利 用调制解调器（ Modem ）经电话网与用电台区的集中器连接，实现对集中器的 远程抄读和集中控制。远程集中抄表后台管理系统主要完成如下功能：集中器的参数设置、抄收 电表数据、监控电表运行情况、以及对抄收的电表数据进行相关处理和管理、 数据打印、数据转换。打印机设置设置打印机的各项参数以及打印格式等数据导入导入数据数据导出导出数据5振中接口连接掌上电脑，灌输振中管理程序安全管理口令保护退出系统退出自动抄表系统二、远程抄表设置参数I抄读数据 监控电表I启动周期抄表设置集中器的初始化参数读取当前连接集中器的数据实时监控当前集中器的现场电表数据依据自动周期抄表时间启动系统定期自动抄表功能停止周期抄表停止自动周期抄表三、数据分析定义电费单价计费设置打印电表抄读数据打印当前配变台区内所有用户电表电量数据打印用户电量打印用户电表电量报表统计台变用电量计算并分析配变台区总的用电量统计用户用电量计算并分析用户的用电情况变线损分