智能远程抄表系统文献综述

1、精品文档智能远程抄表系统文献综述摘要远程自动抄表系统将计算机技术、移动数据通信技术、数据网络技术、自控技术融为一体 ,可自动完成用户电度表网络的远程数据采集、纪录、实时监测、统计分析、打印和供电控制等管理工作。【关键词】远程抄表;电力系统抄表;电力线载波;GPRS无线网络1、前言远程自动抄表系统一般是指可以远程自动抄收电表、水表、气表等多种计量设备 ,将复费率电量值、水表、气表、热表流量等表计信息由数据采集器进行采集、处理、存储 ,经由通信信道传送到上位机。上位机对终端进行通信 ,把上位机与抄表相关的命令向下位机进行发送 ,并对由终端返回的应答数据进行记录和分析的远程控制系统。本文主要综合了国

2、内外智能远程抄表的研究成果。目前 ,自动抄表方式主要有：485总线、无线、红外、普通电力载波、扩频电力载波、零相超窄带(TURTLE)、超窄带极低频(UNB)及工频过零调制(PFC)跨变压器台区方式等。2、国外远程电力抄表系统研究现状国外载波通信技术在上个世纪30年代就起步了 ,60年代传到我国 ,80年代我国已经可以自主生产高压载波机。但低压载波信道 ,由于技术上存在难以逾越的障碍 ,一直到近几年 ,随着电子技术与通信技术发展 ,国内外大批资金的注入 ,科研工作取得重大突破 ,为低压电力载波通信技术的成熟创造了条件。在国外 ,远程电力抄表系统的研究比国内要早十几年 ,应用也很广泛 ,目前已经

3、在向利用电力线载波通信实现家庭自动化的方向上发展了。在电力线载波通讯方面 ,已经研究提出了统一的由国际电工委员会采纳作为IEC62056国际标准的电能表通信协议DLMS/COSEM(Device LanguageMessage Specification/Companion Specification forEnergy Metering)。这就使远程电力抄表系统的发展更加规范和具有互操作特性 ,使远程电力抄表系统的发展更加迅速和有了统一的方向。3、国内远程电力抄表系统研究现状在国内 ,远程电力抄表系统的研究 ,目前处于理论转化为实际应用的关键时期 ,同时也在积极开展讨论制定我国的低压载波抄表

4、系统国家标准的工作。远程集抄系统在我国已经发展了十几年 ,但实际应用状况却不如人意 ,许多已安装自动抄表系统的楼盘由于计量不准确 ,最后不得不又返回到人工抄表的老路上来 ,虽然产生这种现象的因素是多方面的 ,但仔细分析 ,根据现在表具的生产原理出现这种情况是必然的。3.1表具客观欠缺目前市面上所使用的抄表系统种类虽然繁多 ,但基本结构及原理都大同小异。就目前广泛使用的脉冲发信表(水表、气表)基本上采用干簧管或霍耳元件传感器 ,工作原理简单。采集设备通过累计脉冲表发出的脉冲信号进行累计和换算 ,转换出用户的用水、用电、用气量。通过这种方式实现远传的系统 ,其可靠性取决于脉冲发信表发信、脉冲信号传

5、输以及系统计量的可靠性。现实证明 ,这些环节的可靠性是无法保证的 ,使用中常会存在诸多的弊端。3.2信号传输现实难题脉冲信号传输 ,脉冲表发出的脉冲信号需通过信号线传输至采集器 ,如果传输距离过长 ,或者因连线质量不好、屏蔽作用不强信号失真 ,则不可避免造成系统计数错误。3.3计量方法存在弊端远程抄表系统是通过不间断地累计对应脉冲表远程发来的脉冲来进行计量的 ,这就首先要求系统初始值设置必须正确 ,即人工抄读每只远传表的表盘实际读数后 ,将表的实际值准确无误地输入到数据采集器。在实际使用过程中还必须要求电源及线路状态始终完好 ,不允许停电 ,如果采集器掉电或出现其他严重故障则会使该采集器上的所

6、有户表数据丢失 ,集中抄表的风险无法有效分散。现在的抄表系统一般都自带蓄电池。但实际运用中蓄电池持续的时间往往都不是很理想 ,一旦停电系统计数便不可避免地与机械表的读数出现误差。基于以上原因 ,可以清楚地看到目前采用累计脉冲的方式进行计量的抄表方式 ,显然是不能成为今后主流发展的趋势。目前的抄表系统前期的技术问题是根源 ,是由于其产品设计上的先天不足 ,用它直接作为计量收费的依据 ,必然招致无穷无尽的麻烦。4、几个较有代表性的远程抄表系统设计思想(1)李川在智能化远程抄表系统的研制一文中 ,介绍了一种集传感器技术、仪表检测技术、芯片技术、通信技术和信息管理技术于一体的智能化远程抄表系统。该系统

7、由脉冲远程水表、采集集中器、程控电话交换网通信线路和抄表主站组成。基于PSTN 公用交换电话网进行数据传输,具有可靠性高、保密性强、成本低廉、操作简单和维护方便的特点。抄表主站软件具有抄表拨号、接收并存储采集集中器送来的数据信息、用户交费并打印交费清单和数据查询等功能 ,且具有功能齐全、界面清晰、显示直观和操作方便等优点。该智能化远程抄表系统与国内同类系统相比 ,具有如下创新：系统为无源抄表系统 ,不采用220V交流电源供电 ,既避免了交流电源干扰 ,又无需庞大的整流设备、充电电路和价格昂贵的充电电池 ,使系统结构简单 ,成本低廉。采集集中器中采用专用通信芯片CMX868进行数据通信 ,该芯片

8、具有功耗低、数据传输可靠、结构紧凑和接入现有PSTN公用交换电话网方便等优点。(2)李晋 ,严小文等 ,在构建新一代电能量计量系统主站平台文中 ,对电力系统远程抄表的软件设计做了较好的探讨。提出了构建新一代电能量计量系统主站所需要的平台 ,并对平台的选择和搭建进行了描述。电能量计量系统（TMR）是应用先进的计算机网络通信和控制技术 ,采用分层、分布、开放型结构 ,实现对电网电能量的远程自动采集、电能量数据处理及电能量统计分析为一体的综合自动化系统 ,并通过支持系统实现与其他系统的互联 ,为电力企业的商业化运营提供科学的决策依据。它由主站系统和厂站系统组成 ,主站系统由前置机、数据库服务器、电量

9、应用服务器、网络设备、GPS时钟接收设备等组成 ,厂站系统由电能量采集终端（ERTU）和电能表构成。(3)周长红 ,刘敬彪等在论文智能抄表系统的设计和实现中 ,就目前电表数据采集中存在的种种弊端 ,提出智能抄表系统利用电力载波通讯模块KQ-100E进行集中抄表：由主站通过电力线载波通讯信道将多个电能表电能量的记录值(窗口值)的信息集中抄读的系统。系统主要是由载波电表(装有采集用户电能表电量信息的采集终端或采集模块)、集中器(根据上位机指令 ,控制该线路内所有电表示数的收发)、信道(一般用PSTN公共电话网)和上位机(如社区抄控中心主要是抄表管理系统)等设备组成。实践证明 ,装有载波收发模块的智

10、能抄表系统拥有采集数据快、通讯成功率高、抗雷击性能好等特点 ,相信这种智能抄表将实现真正意义上“本地网” ,统一计费 ,统一营收 ,做到整个社会范围内的能源管理自动化。另外 ,王晓兰等人 ,结合CAN总线和RS-485总线各自的技术特性、各自的特点 ,提出了“基于CAN/RS485双层网络的远程抄表系统设计”思想。即由CAN/RS-485组成的双层网络结构实现户用计量仪表数据远程传输的网络结构设计 ,并且给出了协议转换网桥的硬件设计和软件流程。实验测试表明 ,所设计的系统成本较低、可靠性高、扩展性能好、抗干扰能力强 ,达到了设计要求。5、结束语综上特点 ,直读远传表将成为未来的主流表具 ,但是不管采用何种方式 ,表具必须具备直接输出数据的功能 ,系统采用总线制结构将成为主流。在我国 ,目前在城镇居民小区 ,已经建成了为数不少的集抄系统 ,相关的研究工作也在同步进行之中。而目前农村远程电力抄表系统的实现还没有广泛得到应用 ,还有待进一步探索的。总之 ,目前国内外关于远程抄表的研究已经发展到了一个相对成熟的阶段 ,特别是电力电量的远程智能抄表 ,已经进入实用应用开发阶段 ,无论是基于电力线载波的抄表系统 ,还是基于GPRS无线网络的远程抄表系统 ,都已有了较为成熟的理论基础和实践经验 ,为我们的进一步研究提供了有力的保证