电力集抄系统在内蒙古的运用
电力集抄系统在内蒙古的运用 电力集抄系统的结构及运行情况 电力集抄系统是一种基于计算机、通信技术的数据采集、传输、处理系统, 该系统主要由电能表、采集模块(采集模块+终端模块)、GPRS网络、控制终端和 管理中心(应用系统+营销系统)5个部分组成,见图1。电能表是系统抄读的数据源, 现在有多种通讯媒体,如电缆、微波、专线及无线电台等都可对电能表进行实时 召测,但投资高、维护麻烦。利用现有的低压电力线作为通信信道,集抄系统就可 以推广和实用化。在实际线路中,存在着可变的强电磁干扰,这使得信号所处的传 输环境相当复杂。由于传输信道不可预知的特性,使得信号传输后发生畸变,在接 收端信号的准确接收和检测变得困难。根据Shan-non理论:C=W×log2(1+S/N)(其 中C为信道容量,W为传输带宽,S/N为信噪比)可知,为了获得同样的信道容量,信号 带宽与其信噪比的对数成反比。即信号带宽越宽,则所要求的信噪比就越低,甚至 信号淹没在噪声之中也能实现可靠通信。扩频通信中最常用的方式是直接序列频 谱扩展,即将传输信号与准噪声或伪随机序列噪声码相乘来实现。它将信息码的 频谱扩展至很宽的范围内,近乎至白噪声频段,因而可在噪声电平下传输。在接收 端采用相干检测,由于噪声信号和信息码流的相干系数为零,所以可以有效地抵抗 干扰,从而保证信息码流恢复的正确性。采集模块是采集、存储并传输电能表数 据的装置,其中,采集模块主要负责采集并存储低压电量指示,终端模块主要负责 与管理中心联系对采集模块进行控制。终端设备由单片机、存储器、接口电路、 GPRS模块等组成。GPRS网络是整个系统的通信媒介,通过它可以接受指令和传 输计量数据;控制终端负责现场的计量数据读取。终端与主站间常用的通讯方式 有以下3种,用户可根据实际情况进行选择。公用电话网通讯方式:主站与终端之间 通过公用电话线和Modem连接,可自动或手动拨抄任何一个终端范围内的所有表 户的用电量(内蒙古自治区内此系统现已升级为GPRS网络通信)。专用线通讯方 式:主站与终端设备之间采用专用线进行远方抄表通讯,此方案多用于配网自动化 工程,因为其通信电缆可复用;也可用于主站与终端设备距离不远的情况。中压电 力载波通讯方式:它是利用10kV中压电力线进行载波通讯,由中压载波机、结合滤 波器、耦合电容器3部分组成。其中,中压载波机实现信号的调制解调(FSK)。管 理中心由营销系统、采控系统和相应的软件构成,是整个集抄系统的最上层,所有 的电能计费信息通过GPRS网络汇集到这里,管理人员利用软件对数据进行分析 和处理。电力集抄系统抄表过程在变电所主站系统的指令下,通过系统主站上行GPRS信道,将命令下发到 终端设备,终端设备利用下行信号调制系统触发调制变压器,将主站命令以电压信 号的形式耦合到220V母线,主站命令的发送用广播方式,所有在220V同相电压的 采集模块都可收到信号。采集模块收到信号后,进行地址匹配,符合地址要求的模 块返回上行信号。在采集模块触发系统的作用下,命令以电压信号的形式耦合到 220V母线返回终端设备,终端信号再通过GPRS模块返回到主站。以上是完成一次 电表数据抄收的全过程。要完成一次完整的通信过程,通信信道必须要有严格的 通信规约。从主站到终端设备通信遵守系统通信协议,而从终端到采集器到电表, 则要遵守内蒙古电力集抄规约。只有在严格的规范下系统与终端之间才能进行信 息的互换。终端既是一个终端设备,又是一个中转站。它可以定时对电表进行预 抄收,将一天的电量存储在FLASH中,当主站需要某一天的电量数据时,可以直接 从终端设备读取,保证了抄收的成功率。当主站需要实时数据时,终端设备转发主 站的命令,采集器抄收完毕后,再通过终端设备将数据转发到主站。信号的发送与 接收通过GPRS和PLC载波实现。除了上述的抄表过程外,便携式抄表器也极大地 方便了抄表员的工作。便携式抄表器用于当地采集器和终端内部参数设置,在现 场安装调试的情况下最方便、实用。当通信出现故障需要进行当地抄表或发现用 电异常而进行人工现场巡检,以及更换旧表而进行现场新表参数设置时,可使用掌 上电脑进行抄表、巡检和参数设置,然后把掌上电脑抄录的数据下载到主站计算 机上。
电力集抄系统的功能特点 电力集抄系统主要有以下功能:完善的系统日志、抄表速度快、广播对时 功能、自动抄表功能、电量冻结功能、电费管理功能、设备管理功能、打印作业、 具有完善的在线帮助功能。
虽然电力集抄已有20多年的发展历史,但在内蒙古地区的使用还处于探索 和推广阶段,缺少应用经验。目前国内对电力集抄的需求非常大,正是电力集抄的 黄金时期。因此,结合本地区的特点、加强管理、提高技术发展、稳定基本需求、 加强维护现有的系统,以保证电力集抄系统可靠运行。
本文作者：李继英 工作单位：呼和浩特供电局