用电信息采集系统中宽带电力线载波通信技术的应用

用电信息采集系统中宽带电力线载波通信技术的应用

何雪峰，童敏，陈结兵

国网安徽省电力有限公司青阳县供电公司，安徽 青阳 242800

摘要：目前，我国的经济在迅猛发展，社会在不断进步，电力行业在我国发展十分迅速，施工量小，没有辐射，这些都是低压电力线载波通信技术的特点，所以用电信息采集系统建设人员非常重视这项技术。随着国家经济的不断发展和各行业的发展，宽带电力线载波通信技术已经得到了有效的改进，具有更高的传播速度、更强的抗干扰能力，并因这些特点非常受欢迎。因此本文结合经验总结法从宽带电力线载波通信技术需要解决的问题以及微功率通信技术的局限性等方面对国内宽带电力线载波通信特点进行了分析，从智网电能的全采集目标、宽带通信的技术特点、宽带载波通信可更好的支撑智能用电及能效管理业务、信息数据抄表以及宽带载波通信可有效提高电力服务质量和客户满意度等方面对宽带电力线载波通信技术在用电信息采集系统中的应用进行了分析，最后希望通过本文的研究对本人今后的实际工作有所帮助。

关键词：用电信息采集；宽带；电力线载波通信技术；应用

引言

用电信息釆集系统是电力系统营销管理体系中的重要环节，也是该体系中关键的自动化系统部分，主要负责监测用电用户的实时用电情况。其主要功能包括：电力数据的自动釆集、数据计量、数据处理、数据在线监测以及电力质量的在线管控等。依据系统的构成划分，用电信息釆集系统主要由主站系统、终端设备、电能表以及通信系统构成。主站系统是集“集抄系统、负控系统、配变检测系统”于一体的，满足“全覆盖、全釆集、全预付费”功能需求的系统，该系统的关键设备包括集中器、釆集器、移动作业终端、智能电能表（变电站关口表、台区表和居民用户）等设备。电力公司作为资产密集型企业，电能计量装置数量巨大，电能计量装置的准确性是电力企业和用户建立信任关系的关键。针对设备运行中存在的大部分故障问题，设计出故障自动识别、异常主动上报，从而大大降低人工排除故障，缩短作业人员故障排除时间，提高工作效率，实现设备高效运作。

1总体架构设计

智能用电信息采集通过对各信息采集点用电信息进行周期性或不定期采集，从而实现数据双向传输、数据管理以及控制命令转发或执行。鉴于移动手持设备的便捷性，本文设计了基于移动业务的用电信息智能化采集系统，本系统共有5个功能模块，分别是采集现场业务、运维消缺、线损排查、数据召测和问题反馈。下面将对各模块做具体介绍。（1）采集现场业务模块：主要包含3个子功能，分别是批量换表、新装表、零星换表。批量换表用于对现场表箱中的电能表进行批量轮换，可实现批量电能表数值的录入和工单信息的上传。新装表用于对新装电能表信息的录入和上传。零星换表用于对现场表箱中的电能表进行零星更换，可实现零星电能表的数值录入和工单信息上传。（2）运维消缺模块：主要用于台区的展示和筛选，用户可以在该模块查看各台区的基本档案信息和指标信息。（3）线损排查模块：主要用于展示与排查各种异常，用户可以在该模块查看抄表失败明细、异常影响信息以及疑似窃电户明细。

2用电信息采集系统中宽带电力线载波通信技术的应用

2.1抄控器模块与采集器通信

抄控器模块与采集器进行通信时，待测采集器接收到频偏试探帧后，先判断读取帧目的地址是否对应当前采集器管理的ＲＳ４８５电能表地址或者采集器的ＭＡＣ地址，如果是，则立即发送频偏试探应答帧，如果不是，采集器启动对应ＲＳ４８５电能表抄读试探，以确认被抄读的ＲＳ４８５电能表是否在本采集器下，并等待下一次频偏试探帧，如此完成一次抄控器模块与ＨＰＬＣ通信单元之间的连接。

2.2智网电能的全采集目标

实现智能电网的全采集目标具有重要意义，需要稳定且准确，并且长时间进行抄读，对用电情况进行实时监测，及时发现异常事件。窄带载波技术已经运用了很长一段时间，其传输介质是低压电力线，载波技术为psk单频点载波技术或fsk单频点载波技术，采用500k以下的中心频点，周围的噪音严重影响通讯质量，主要是因为使用的载波频段的特性，在抗干扰能力方面存在缺陷，不能够有效的进行阻抗。而微功能无线解决方案可以有效解决窄带载波方案所存在的问题，提高抄通技术的效率，但是仍然不能够实现全采集的目标，因为根据实际情况而言，会被很多建筑物遮挡，无法覆盖整个片区，因此使用了多台微功率集中器，但是加大了施工难度，还会受到天气气候因素影响。

2.3实现方案

电能表可以通过通信单元将异常事件上报至集中器的功能，HPLC表计端的STA及采集器通信单元，通过工频过零信号的变化情况，判断工频电源的故障事件。载波从通信单元将故障事件的发起节点信息通过广播的方式，传输到集中器侧的载波主节点中，载波主节点将故障事件上报给集中器。集中器接收HPLC本地网络上报的故障事件信息，并结合其交采模块的故障信息，生成相关局部表计故障现象，并将该信息上报到主站。主站针对停复电信息进行分析，发起相关的抢修工单，将工单发送至现场维护人员的计量现场作业终端上，人员可根据故障信息进行排查、更换故障设备。低压宽带载波技术提供更高通信带宽，为全双工双向通信机制。适合对通信实时性要求高、用户相对密集的区域及多业务应用场合。另外在有大量变频电气、可控硅设备使用的地方，用电谐波干扰大的环境下，也适合采用使用多路子载波调制的宽带载波通信技术。宽带芯片主要面向国内外智能电能表企业、电力公司及其他仪表和终端设备企业，提供安全、稳定的高速率宽带电力线载波芯片、终端及应用技术支持服务，主要面向电力抄表等方面应用。从而实现数据在电力线通信信道上的调制和解调以及数据传输和转发功能。用于省、市、县级供电公司对于用电信息采集与管理的需要，底层电能表、集中器等设备借助自身故障主动上传功能，将故障信息上传至用采系统，主站再将故障原因，发送至维护人员手持现场作业终端。维护人员可根据信息，定位至表计位置，对现场运行设备的调试、消缺、维护。

结语

本文针对宽带电力线载波通信技术相关问题进行了探究、分析。第一，分析了宽带电力线载波通信技术需要解决的问题。第二，分析了微功率通信技术的缺点，由于环境影响被建筑物遮挡，微功率集中器无法对整个片区产生作用，因此安装了多台集中器，但是提高了成本，加大了难度。第三，分析了宽带电力线载波通信技术的优势，提出了智能电网的全采集目标；分析了宽带通信的技术特点，自动快速组网技术需要在很大程度上减少组网对业务的影响，提高系统的准确性与及时性，多网络自动协调技术应该解决多台区串扰问题，促进各台区的协调，从而保证整个片区的信号，多相位技术需要解决噪声叠加的影响。第四，分析了宽带载波通信可以更好的支撑智能用电情况，比起以往传统的窄带传播技术，大大提高了传播效率。第五，提出了宽带载波通信可以有效的提高电力服务质量，方便了人们的生活，以多种方式对能源消耗进行分析评判，采用动态曲线和图表的形式，对能源消耗进行记录和分析，可以有效的获取相关信息，发现能源消耗漏洞，从而研制出相关解决措施。宽带电力线载波通信技术应用促进了实时通讯，提高了运输效率，提高了抄表计费的准确性，希望通过本文相关探究与分析可以给相关企业一定的借鉴与参考。

参考文献

[1]周婉华.自动抄表核算与电费异常智能诊断技术应用探讨[J].技术应用,2019,26(10):112-113.

[2]郑尧.电能计量技术手册[M].北京:中国电力出版社,2003.12-32.