基于智能化環(huán)境下低壓電力客戶遠(yuǎn)程集中自動(dòng)抄表系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

    朱鹍

    安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801


    1擴(kuò)頻通信技術(shù)

    擴(kuò)頻通信技術(shù)傳輸信號(hào)的帶寬比本身的帶寬大,信息容量公式為:C=W×Log 2(1+S/N),C表示信道容量,提高信道容量有兩種方法,加大帶寬或者提高信噪比,信噪比是指公式中的S/N。當(dāng)信道達(dá)到一定容量后,增加信號(hào)的帶寬會(huì)降低信噪比,當(dāng)加到一定數(shù)值之后信噪比也會(huì)逐漸降低。擴(kuò)頻通信技術(shù)的主要思想就是將寬帶傳輸技術(shù)與信噪比進(jìn)行置換,擴(kuò)頻通信技術(shù)中,包含了直接序列擴(kuò)頻通信、碼分多址直序擴(kuò)頻通信,在低壓電力客戶遠(yuǎn)程集中標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,使用的就是直接序列羅占頻譜通信,如**系統(tǒng)流程如圖1所示。

     

    1**系統(tǒng)與接收系統(tǒng)

     

    2集中自動(dòng)抄表總體設(shè)計(jì)

     

    2電子線載波集抄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    一個(gè)完整的通訊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要借助電力線載波技術(shù)通信完成,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中抄表,用戶終端中有普通電子式電能表、脈沖表,可以對(duì)用戶的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,利用電力線載波通訊的方式將數(shù)據(jù)傳導(dǎo)集中器中,在本研究中,遠(yuǎn)程控制集中抄表系統(tǒng)是以電子式載波表作為載體,實(shí)現(xiàn)的集中抄表系統(tǒng),在智能化的發(fā)展背景下,傳統(tǒng)的人工抄表形式已經(jīng)被取代。圖2集中器的位置位于配電變壓器的附近,需要采集所有客戶的用電數(shù)據(jù)并進(jìn)行儲(chǔ)存,集中器需要對(duì)主站的要求進(jìn)行執(zhí)行,轉(zhuǎn)發(fā)主站發(fā)給用戶的命令,對(duì)380V配電變壓器附近所有客戶的電表進(jìn)行管理,集中器作為整個(gè)系統(tǒng)的靈魂,是用戶與主站進(jìn)行溝通的紐帶,每一個(gè)變壓器中都需要配置一個(gè)集中器才能夠完成基本的功能。

              

    3電子式載波表的設(shè)計(jì)原理

    載波表的組成原理如圖3所示。通過電壓及電流采樣電路對(duì)客戶的用電情況進(jìn)行取樣,得到客戶的電流樣值;電能計(jì)量模塊是計(jì)算用戶的用電量,并將用電量轉(zhuǎn)換成脈沖,微處理器對(duì)脈沖進(jìn)行存儲(chǔ)后再反饋給顯示電路;電力線載波電路將微處理器中的用戶用電量進(jìn)行信號(hào)擴(kuò)展,通過電力線饋送到低壓電力線中,然后再傳輸?shù)郊衅?;電力線耦合電主要是用來接收集中器的DPSK信號(hào),并將DPSK信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制信號(hào),再將其發(fā)送到微處理器中進(jìn)行處理。在實(shí)現(xiàn)集中抄表的過程中,電能計(jì)量與載波通信是主要的兩大因素,在本研究中,電子式單項(xiàng)載波表有性能優(yōu)越的微處理器,采用了0.35um的混合CMOS制造工藝,內(nèi)**精度數(shù)字多功能電路,計(jì)量的進(jìn)度達(dá)到了1000:1的范圍。并且具有防竊電的功能,內(nèi)置計(jì)量電路、頻率測(cè)量電路以及增強(qiáng)式微處理器等,都是遠(yuǎn)程集中自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)。

     

    3 載波表組成原理

     

    4低壓電力客戶遠(yuǎn)程集中自動(dòng)抄表管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)

    4.1抄表軟件功能模塊

    對(duì)于集中器而言,主站抄表的一切活動(dòng)都要以集中器為中心,系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)際上就是對(duì)集中器的運(yùn)行,通過集中器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的控制,當(dāng)用戶的數(shù)據(jù)傳導(dǎo)數(shù)據(jù)庫中系統(tǒng)會(huì)對(duì)原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。如圖4所示。

    4.2低壓電力客戶遠(yuǎn)程集中自動(dòng)抄表功能

    管理中心用于保存所有用戶的用電量數(shù)據(jù),并進(jìn)行累積與費(fèi)用的計(jì)算,管理中心不僅能夠?qū)τ脩舻挠秒姅?shù)據(jù)進(jìn)行抄表與管理,還可以對(duì)用戶的電表運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,以系統(tǒng)的正常運(yùn)行。關(guān)于用戶遠(yuǎn)程集中自動(dòng)抄表的功能有:(1)設(shè)置:遠(yuǎn)程集中自動(dòng)抄表功能可以對(duì)用戶的參數(shù)進(jìn)行集中設(shè)置,在集中器中進(jìn)行設(shè)置抄表的周期以及間隔的時(shí)間等,預(yù)防沒有權(quán)限的人員進(jìn)行操作;(2)遠(yuǎn)程抄表:根據(jù)設(shè)置的抄表時(shí)間周期以及自動(dòng)抄收周期,對(duì)用戶的電能表數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控;(3)校時(shí):以主站時(shí)間為準(zhǔn)逐級(jí)進(jìn)行,系統(tǒng)時(shí)間的準(zhǔn)確性;(4)檢測(cè):主站可以檢測(cè)設(shè)備以及電能表的運(yùn)行狀態(tài),如果出現(xiàn)系統(tǒng)異??梢詴?huì)出現(xiàn)報(bào)警警告;(5)遠(yuǎn)程控制用電:根據(jù)用戶實(shí)際的用電情況向主站發(fā)送命令,比如送電命令或斷電命令,通過遠(yuǎn)程控制能夠切斷用戶的異常用電,同時(shí)也能起到遠(yuǎn)程送電的功能;(6)數(shù)據(jù)存儲(chǔ):可以對(duì)用戶終端的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,包括定時(shí)表底、凍結(jié)表底、歷史表底等數(shù)據(jù),繪制用電的狀態(tài)并自動(dòng)生成報(bào)表;(7)數(shù)據(jù)安全:設(shè)置密碼使用系統(tǒng)管理,對(duì)系統(tǒng)設(shè)置禁止訪問的權(quán)限,禁止一切沒有經(jīng)過授權(quán)的人員進(jìn)入系統(tǒng);(8)自動(dòng)診斷:系統(tǒng)可以及時(shí)反饋出系統(tǒng)故障、用電量異常的行為;(9)與營(yíng)銷系統(tǒng)對(duì)接:與電力公司的系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián),將用戶所用的電量直接轉(zhuǎn)入到電力公司的營(yíng)銷系統(tǒng)中,代替了人工來回傳遞的方式,在不影響營(yíng)銷的情況下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的對(duì)接能夠提率與經(jīng)濟(jì)效率。

     

    4 抄表軟件功能模塊數(shù)數(shù)據(jù)流向

    4.3低壓電網(wǎng)遠(yuǎn)程集中抄表項(xiàng)目實(shí)例分析

    某市城鎮(zhèn)與農(nóng)村人口比例為2:3,在2010年之前,只有3座220kv變電站,在2015~2016年之間,市電業(yè)局投資了6億進(jìn)行電力建設(shè),2016上半年,已有8座220kv變電站和20座110kv變電站,到了2016年年底,投資了一座500kv的變電站,截止到2018年底,共有10座220kv、25座110kv的變電站,同時(shí)對(duì)全市的城網(wǎng)進(jìn)行了改造,累積7.8億對(duì)農(nóng)村進(jìn)行了大范圍農(nóng)網(wǎng)改造,讓農(nóng)民的用電得到了一定的改善。根據(jù)該市低壓電網(wǎng)的特點(diǎn)以及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析,遠(yuǎn)程集中抄表項(xiàng)目集中采用電子式電能表。

    項(xiàng)目簡(jiǎn)稱之后要進(jìn)行投運(yùn)使用,對(duì)該地區(qū)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果如表1所示。

    1遠(yuǎn)程集中抄表項(xiàng)目投運(yùn)前后數(shù)據(jù)對(duì)比

     

     

    從表1結(jié)果進(jìn)行分析,停電時(shí)間、停電次數(shù)與電費(fèi)回收率在投入遠(yuǎn)程集中抄表項(xiàng)目后都得到有效的降低。傳統(tǒng)抄表每人要抄表1500戶/月,每月費(fèi)用按4000元算,按照48000戶的用電戶數(shù),占用的人力與財(cái)力都非常大;投入遠(yuǎn)程集中抄表項(xiàng)目的資金約為180萬元,供電企業(yè)大概投入80萬元的安裝與調(diào)試費(fèi)用即可,使用專門的技術(shù)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理與控制,大概8~10人即可。運(yùn)行低壓電網(wǎng)遠(yuǎn)程集中抄表項(xiàng)目以來,供電企業(yè)增加電量是沒有投入運(yùn)營(yíng)的百分之20,投入前的停電時(shí)間為210mins,投入項(xiàng)目后平均停電時(shí)間約為3.52mins,經(jīng)營(yíng)成本降低了將近60萬元,并且會(huì)逐漸降低。用戶能夠享受到高質(zhì)量的電能,企業(yè)能夠收獲明顯的經(jīng)濟(jì)效益,可見遠(yuǎn)程集中抄表項(xiàng)目是一項(xiàng)非常有意義的項(xiàng)目。

     

    5安科瑞遠(yuǎn)程集中自動(dòng)抄表系統(tǒng)的介紹及應(yīng)用

    5.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介

    系統(tǒng)為B/S架構(gòu),主要包括**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。

     

     

     

    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),便捷,免去人工抄表。

     

     

     

     

    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)防止作弊,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。

     

    5.3設(shè)備選型

     

    作者簡(jiǎn)介朱鹍,女,就職于安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)槠髽I(yè)能源管控


    安科瑞電子商務(wù)(上海)有限公司專注于變電所運(yùn)維云平臺(tái),安全用電管理云平臺(tái),環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)等, 歡迎致電 15000353138

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