劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 ,上海嘉定   

摘要：電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,電能計(jì)量遠(yuǎn)程抄表的作用較大,針對(duì)電能計(jì)量遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng),構(gòu)建科學(xué)化、創(chuàng)新化的抄表技術(shù),可以充分滿足電力企業(yè)的運(yùn)行需求,而且也可以逐漸提高電能表運(yùn)用的價(jià)值性,保障電能表技術(shù)的準(zhǔn)確性。在電能表遠(yuǎn)程抄表的過程中,遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及技術(shù)的展現(xiàn)是十分重要的,可以滿足多元化電表查詢需求,提高電力企業(yè)抄表的整體效率,保證工作的穩(wěn)步進(jìn)行。通過對(duì)電能計(jì)量遠(yuǎn)程抄表方案的構(gòu)建,可以逐漸提高抄表技術(shù)的性,優(yōu)化遠(yuǎn)程抄表的技術(shù)形式,提高技術(shù)使用的價(jià)值性,并為現(xiàn)階段遠(yuǎn)程抄表技術(shù)的創(chuàng)新奠定基礎(chǔ),使遠(yuǎn)程抄表技術(shù)得到電力企業(yè)的廣泛運(yùn)用,促進(jìn)電力企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞: 電能計(jì)量遠(yuǎn)程抄表;系統(tǒng)設(shè)計(jì);技術(shù)分析

 

0引言

       在現(xiàn)階段電力企業(yè)運(yùn)行的過程中,一些傳統(tǒng)的抄表方法已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代化的電能計(jì)量需求,而且,在傳統(tǒng)電能抄表的過程中,其技術(shù)形式存在著單一性、滯后性的現(xiàn)象,為了解決這些問題,電力企業(yè)需要認(rèn)清電能抄表技術(shù)的發(fā)展方向,并結(jié)合電力企業(yè)的運(yùn)行狀況,進(jìn)行抄表方案的設(shè)計(jì)。對(duì)于遠(yuǎn)程抄表技術(shù)而言,作為一種全新的抄表技術(shù),抄表人員不需要進(jìn)入到現(xiàn)場(chǎng)就可以完成抄表,而且技術(shù)的優(yōu)勢(shì)性相對(duì)較多,在該種抄表技術(shù)使用的過程中,可以改變以往抄表中的不確定性因素,克服查表限制,保證抄表的精確性。 因此,在現(xiàn)階段電力企業(yè)運(yùn)行及發(fā)展的過程中,應(yīng)該通過遠(yuǎn)程抄表技術(shù)的使用,積極推進(jìn)現(xiàn)代化的遠(yuǎn)程抄表技術(shù),并在很大限度上推進(jìn)電力企業(yè)穩(wěn)定運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)化運(yùn)行。

 

1 遠(yuǎn)程抄表

1.1概念分析

       通過對(duì)電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)的分析發(fā)現(xiàn),其抄表形式存在著兩種,一種是自動(dòng)抄表系統(tǒng),一種是遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng),這兩種抄表方式存在著數(shù)據(jù)采集差異性的現(xiàn)象。所謂遠(yuǎn)程抄表,通過現(xiàn)代電子技術(shù)、信息技術(shù)的運(yùn)用,可以實(shí)現(xiàn)電表、水表以及燃?xì)獗淼葍x器技術(shù)的自動(dòng)化抄送、處理。在遠(yuǎn)程抄表的信息采集中,前端系統(tǒng)通常加裝電子或是電子式的電能表構(gòu)成系統(tǒng),然后按照脈沖的形式將用戶的用電量進(jìn)行上傳,實(shí)現(xiàn)用戶電能數(shù)據(jù)的信息采集。遠(yuǎn)程抄表的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2特點(diǎn)分析

       在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)構(gòu)建的過程中,使用中的特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,遠(yuǎn)程抄表中,主要是在中控室直接進(jìn)行遠(yuǎn)程化的自動(dòng)抄表,并形成了以中控室為中心的地域性抄表網(wǎng)絡(luò)。 ,通訊資源的可靠性,在整個(gè)系統(tǒng)使用的過程中,會(huì)通過天線定點(diǎn)實(shí)施通訊,并按照安裝技術(shù)的要求,進(jìn)行24小時(shí)通訊,在這種系統(tǒng)使用的過程中,不會(huì)受到電網(wǎng)波動(dòng)因素的影響。 第三,遠(yuǎn)程抄表計(jì)數(shù)的快捷性。遠(yuǎn)程抄表的效率相對(duì)較高,可以達(dá)到每秒一個(gè)電表的效果,在該種電表計(jì)數(shù)的過程中,可以達(dá)到分時(shí)、分段的抄表形式。第四,周期性讀數(shù)。所謂周期性讀數(shù),主要是通過不同指令的執(zhí)行,達(dá)到中控室能與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部電表的周期性抄表。

2 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的技術(shù)分析

2.1 RS485總線技術(shù)

       在有線總線通信系統(tǒng)項(xiàng)目構(gòu)建的過程中,較為常見的技術(shù)有RS485總線技術(shù),這種技術(shù)作為雙絞線差分的傳輸方式,在使用的過程中會(huì)接成半雙工以及全雙工的通信方式,其遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離可以達(dá)到1200m,差分輸入的范圍在-7V~+12V,系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)接點(diǎn)為32個(gè),也就是說每個(gè)RS485接口芯片都可以驅(qū)動(dòng)32個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的RS485負(fù)載,具體的通信標(biāo)準(zhǔn)如表一所示。通過對(duì)RS485總線通信方式的分析,技術(shù)優(yōu)勢(shì)性有通信技術(shù)穩(wěn)定、簡(jiǎn)單,而且在通信正常的狀態(tài)下,可以保證系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性,但是,在該種遠(yuǎn)程抄表的過程中,系統(tǒng)容易受到人為損害,嚴(yán)重的會(huì)為電力系統(tǒng)的良好運(yùn)行造成制約。

表1  RS485接口標(biāo)準(zhǔn)

 

2.2 電力線載波通信

       通過對(duì)電力載波通信方法的分析,存在著高壓電力載波以及低壓電力載波兩種方式,其中的電力線載波通信主要利用了配電線的信息傳輸方式,將數(shù)據(jù)傳輸作為,實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶厥庑酝ㄐ?在該種電力遠(yuǎn)程傳輸方法使用的過程中,其成本相對(duì)較低,但是,在用戶用電發(fā)生改變時(shí),無(wú)法及時(shí)得到數(shù)據(jù)的傳輸,從而造成抄表盲區(qū)。 電壓電力線載波系統(tǒng)。

在該種遠(yuǎn)程抄表技術(shù)運(yùn)用的過程中,存在著地層數(shù)據(jù)通道的現(xiàn)象,而且,資源采集成本低,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,但是,在遠(yuǎn)程抄表中存在著噪音高阻力低等問題。

2.3 GSM 技術(shù)

       在電力系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程抄表技術(shù)使用的過程中,通過GSM技術(shù)的使用,可以滿足電力系統(tǒng)的智能化抄表方式,也就是通過網(wǎng)絡(luò)短信業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)表,這種全新性的使用思路,充分滿足了抄表系統(tǒng)的優(yōu)化需求,在GSM系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,主要是由抄表主站、GSM網(wǎng)絡(luò)以及 GSM抄表終端所組成的,按照PC機(jī)以及通信模塊的組成,將抄表與GSM系統(tǒng)進(jìn)行連接,然后再利用短信將信息發(fā)送到抄表的終端設(shè)備之中,以便提高設(shè)備執(zhí)行發(fā)出的性。通常狀況下,在電力系統(tǒng)抄表終端設(shè)計(jì)的過程中,系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)如圖2所示。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,需要有兩個(gè)串行通信口,圖中2051的兩個(gè)I/O端口模擬通訊RXD以及TXD,通過系統(tǒng)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換,可以實(shí)現(xiàn)終端硬件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析,并及時(shí)產(chǎn)生相關(guān)數(shù)據(jù),提高遠(yuǎn)程讀數(shù)的性。

圖2 抄表終端硬件結(jié)構(gòu)圖

2.4 GPRS 技術(shù)

       GPRS技術(shù)作為GSM系統(tǒng)中的無(wú)線分組交換技術(shù),在使用的過程中可以提高數(shù)據(jù)交換的價(jià)值,并通過無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表,該種技術(shù)相對(duì)成熟、可靠,但是,在現(xiàn)階段通信模塊構(gòu)建中,很少會(huì)采用該種技術(shù)形式,但是,在技術(shù)創(chuàng)新中,GPRS技術(shù)得到了優(yōu)化,可以提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?滿足電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信需求。在GPRS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,需要完成虛擬IP的傳輸協(xié)議,其中的虛擬IP傳輸協(xié)議需要在不同系統(tǒng)層進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析處理。第一,在網(wǎng)絡(luò)接口層中,其包括了物理層以及鏈路層,所謂的物理層主要是定義物理介質(zhì)的相關(guān)特征;鏈路層主要是上層協(xié)議發(fā)送及接收數(shù)據(jù)系統(tǒng)。 ,網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層是相鄰計(jì)算機(jī)之間的通信、數(shù)據(jù)包處理的形式,這一層面中,協(xié)議包含了IP協(xié)議、ICMPP協(xié)議等,按照這些協(xié)議方式,可以達(dá)到IP協(xié)議的數(shù)據(jù)價(jià)值。第三,傳輸層,主要是提供應(yīng)程序逐漸的通信,系統(tǒng)數(shù)據(jù)包含了TCP協(xié)議以及UDP協(xié)議。第四,應(yīng)用層,主要是面向服務(wù)客戶,為用戶提供一種常用的應(yīng)用程序。通過這種協(xié)議系統(tǒng)的完善,可以滿足遠(yuǎn)程抄表的基本需求。

 

3電能計(jì)量遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3. 1 登錄界面

       登錄界面設(shè)計(jì)中,作為功能選擇的端口,可以設(shè)置由1-4不同的程序,因此選擇 ComboBox 控件作為端號(hào)選擇的基礎(chǔ)。當(dāng)所選擇的串口被正確使用,系統(tǒng)會(huì)彈出MsgBox并顯示“對(duì)不起,您選擇的端口已經(jīng)被打開,請(qǐng)選擇別的端口”;若選擇的串口,就可以連接成功,并顯示出測(cè)試完畢的字樣。在窗口項(xiàng)目點(diǎn)擊中,存在著系統(tǒng)連接以及初始化的現(xiàn)象,流程圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)連接以及初始化流程圖

3.2 系統(tǒng)功能主界面

       在系統(tǒng)功能界面創(chuàng)設(shè)中,需要點(diǎn)擊數(shù)據(jù)請(qǐng)求按鈕,用戶需要選擇呼叫的表號(hào),并及時(shí)得到數(shù)據(jù)的讀取。

3.3 數(shù)據(jù)請(qǐng)求界面

       向本地控制終端發(fā)送請(qǐng)求,提高數(shù)據(jù)查詢的質(zhì)量,因此,在該種系統(tǒng)使用中,需要保留數(shù)據(jù)的格式化。當(dāng)點(diǎn)擊到“開始呼叫”按鈕時(shí),系統(tǒng)會(huì)形成數(shù)據(jù)保障機(jī)制,并強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)請(qǐng)求信息,在窗口調(diào)試接受中,應(yīng)該按照“ok”進(jìn)行數(shù)據(jù)確定。在該系統(tǒng)模塊確定中,代碼表示如下:

       Dim sum As Double 存儲(chǔ)電費(fèi)總額

       Text7. Text＝sum ’數(shù)據(jù)顯示

3.4用戶信息注冊(cè)界面

       在用戶注冊(cè)信息模塊設(shè)計(jì)中,可以添加新用戶電能表用戶,信息的錄入數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)向用戶自動(dòng)獲取電能號(hào)及電能表號(hào),這種設(shè)計(jì)可以避免數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)冗余的現(xiàn)象。當(dāng)用戶注冊(cè)信息顯示有誤時(shí),可以在選項(xiàng)后使用Label顯示錯(cuò)誤信息,在該系統(tǒng)使用中界面可以提示加好友,滿足系統(tǒng)注冊(cè)的需求。

3.5用戶信息查詢界面

       在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,為了提高電表數(shù)據(jù)查詢的性,需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程服務(wù)界面設(shè)計(jì)的合理性。對(duì)于用戶信息查詢界面而言,在用戶輸入關(guān)鍵信息時(shí),就可以顯示用地用電量。該界面設(shè)計(jì)中,也需要為用戶提供信息修改功能,可以滿足用戶對(duì)用戶名、注冊(cè)日期以及通訊地址的修改。例如,在信息刪除時(shí),用戶在操作中系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)顯示Strsql1＝＂delete from users where用戶號(hào)＝＂& yonghuhao’刪除用戶信息表中該用戶號(hào)所對(duì)應(yīng)的用戶信息。

3.6用戶電能表費(fèi)用上傳界面

       在用戶電能表上傳接界面設(shè)計(jì)中,需要設(shè)計(jì)電能表好、當(dāng)天電費(fèi)總計(jì)及抄表日期等,通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的上傳,可以提高電能計(jì)數(shù)的查詢。

3.7數(shù)據(jù)庫(kù)備份及恢復(fù)界面

       對(duì)于該界面而言,需要在菜單中查找“數(shù)據(jù)庫(kù)管理”-“數(shù)據(jù)庫(kù)別分菜單”,單擊菜單中的相關(guān)數(shù)據(jù)備份,就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息恢復(fù),保證電力系統(tǒng)中電力信息的安全性。

3.8服務(wù)界面

       服務(wù)其程序主要是為了測(cè)試上傳數(shù)據(jù),該程序使用中,會(huì)滿足上傳數(shù)據(jù)的模塊整合需求。在服務(wù)器打開之后會(huì)成功連接發(fā)送數(shù)據(jù)成功、連接服務(wù)器失敗等系統(tǒng),并將當(dāng)前的狀態(tài)及時(shí)返回到本地控制系統(tǒng)。

 

4遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)構(gòu)建

4.1 電力線載波遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)

       電力線載波遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)如圖4所示。圖4中,電力線載波集抄系統(tǒng)主要組成結(jié)構(gòu)包括了電能表、采集終端以及后臺(tái)管理系統(tǒng),其中的采集終端與電表通信中存在著通信功能以及載波協(xié)調(diào)功能,系統(tǒng)采集器會(huì)按照電表運(yùn)行的模式,將數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的處理,調(diào)節(jié)結(jié)束將數(shù)據(jù)加載到電力線之上,數(shù)據(jù)信號(hào)內(nèi)容經(jīng)過調(diào)節(jié)處理,可以實(shí)現(xiàn)高頻信號(hào)的電力出書,然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到電力系統(tǒng)之中。 集中器作為臺(tái)區(qū)總站,會(huì)收集收集整個(gè)電力系統(tǒng)中的相關(guān)信號(hào),然后經(jīng)過協(xié)調(diào)處理,使信號(hào)數(shù)字得以恢復(fù),然后將處理結(jié)束之后的數(shù)據(jù)傳送該管理系統(tǒng)。在這種電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表的過程中,主要是將小區(qū)及臺(tái)區(qū)作為集合,然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一性的處理,提高遠(yuǎn)程抄表的價(jià)值,從而充分滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運(yùn)行需求。

圖4 電力線載波遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)

4.2 GPRS/CDMA無(wú)線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)

       在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)終端功能分析中,圖5為GPRS遠(yuǎn)程抄表結(jié)構(gòu)。主要采用GPRS以及CDMA 等公共無(wú)線網(wǎng)絡(luò)形式,并將其建立在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)整合的過程中。對(duì)于這種系統(tǒng)而言,GPRS系統(tǒng)*代表性,研究中發(fā)現(xiàn),無(wú)線GPRS系統(tǒng)的特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,在數(shù)據(jù)信息采集的過程中,不需要為多表集中布線;,系統(tǒng)前期投入資金相對(duì)較少,見效快,后期可以不斷升級(jí)處理,維護(hù)成本相對(duì)較低,在這種遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)構(gòu)建中,可以逐漸擴(kuò)大平臺(tái),并實(shí)現(xiàn)水、

電、煤氣等集中查表,提高了抄表的整體效率。

圖5 GPRS遠(yuǎn)程抄表結(jié)構(gòu)

       通過研究可以發(fā)現(xiàn),在GPRS電力集抄系統(tǒng)利用的過程中,可以提高遠(yuǎn)程抄表數(shù)據(jù)處理的價(jià)值性,并及時(shí)申請(qǐng)固定的IP地址,滿足移動(dòng)通信以及電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理需求。

 

5安科瑞AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺(tái)

5.1 系統(tǒng)方案

       系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，主要包括前端管理網(wǎng)站和后臺(tái)集抄服務(wù)，配合公司的預(yù)付費(fèi)電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶計(jì)量箱ADF300L系列，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量和電費(fèi)管理等功能。另外可以選配遠(yuǎn)傳閥控水表組成水電一體預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，達(dá)到先交費(fèi)后用水的目的，剩余水量用完自動(dòng)關(guān)閥。

 

 

5.2 系統(tǒng)功能

       AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺(tái)由云平臺(tái)-網(wǎng)關(guān)-預(yù)付費(fèi)電能表組成，通過通信網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)到表的充值、查詢、監(jiān)控、控制及短信報(bào)警等功能。

       本系統(tǒng)適用于一些大集團(tuán)和大物業(yè)，往往需要將多個(gè)物業(yè)環(huán)境、分散于各地的物業(yè)集中式收費(fèi)和管理，面臨著數(shù)據(jù)公網(wǎng)傳輸，財(cái)務(wù)操作分散，在線支付，總部財(cái)務(wù)扎口等復(fù)雜的需求。

       遠(yuǎn)程集中抄表：抄表信息通過網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)上傳到云平臺(tái)，快速便捷，免去人工抄表 。

       水表預(yù)付費(fèi):可是查看某區(qū)域水表的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，并可以進(jìn)行單表或批量設(shè)置水價(jià)控閥等操作。

       遠(yuǎn)程售電:財(cái)務(wù)集中管理，電量實(shí)時(shí)下發(fā)，并比對(duì)充值次數(shù)防止，方便快捷。

 

       能耗分析:用戶和管理員都可查詢預(yù)付費(fèi)表或管控表每天的用能狀況；可提供能耗分析+財(cái)務(wù)軌跡一體式綜合管理報(bào)表，包含用戶表的能耗、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、能耗和財(cái)務(wù)的期初期末值等數(shù)據(jù)。

        在線支付:商戶可以通過小程序或者微信公眾號(hào)實(shí)現(xiàn)在線自助充值水電費(fèi)，也可以實(shí)時(shí)關(guān)注商鋪用水用電情況。

       短信提醒:金額不足或金額欠費(fèi)提醒、電表充值到賬提醒，都可及時(shí)短信通知商戶。

 

遠(yuǎn)程控制:可對(duì)任意一塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等一系列遠(yuǎn)程控制操作，方便管理。

 

 

6結(jié)束語(yǔ)

       總而言之,在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,應(yīng)該將電力企業(yè)的運(yùn)行狀況作為,結(jié)合電力企業(yè)運(yùn)行的發(fā)展需求,進(jìn)行電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表技術(shù)的構(gòu)建,并通過計(jì)量裝置系統(tǒng)的完善,進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的改進(jìn),滿足現(xiàn)代電能計(jì)量裝置的使用需求,實(shí)現(xiàn)抄表系統(tǒng)的可持續(xù)利用。 同時(shí),在科技技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新中,需要將電能計(jì)量裝置的改善及創(chuàng)新作為,優(yōu)化電力企業(yè)的保障需求,提高遠(yuǎn)程抄表的價(jià)值性。

 

【參考文獻(xiàn)】

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[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06

 劉丹，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電