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远程抄表技术论文实用13篇

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远程抄表技术论文

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二、为配电站的经济运行提供依据

终端客户远程抄表技术的运用为线路线损的管理给出了合理的依据,很好的控制联合窃电、权利电的情况,在很大程度上降低了电网在工作的过程中出现的线损情况,进一步提升了供电机构的营销管理水平,提高了供电企业的经济效益。其次,运用远程抄表技术进行实时的测算,利用收集到的负荷数据,计算出配电站主变的变损情况,最后根据变损得出的数据制定出更加经济的运行方式,进而达到降低损耗、节约能源的目的。

三、在供电营销管理中应用远程抄表系统的成效及不足

(一)成效

远程抄表技术在供电营销管理方面的使用具有以下成效;1、通过计量装置端的设置达到减少传统人工抄表的差错率,克服了人为的错抄、漏抄问题,也有效防止人情电和关系电的出现,减少了人为性的损耗,对电费回收管理具有重要作用。2、远程抄表系统不仅可以对()各个方面的用电情况进行实时监控,也会对各个时间内的用电需求和所发生的时间加以记录;也可以给出比较客观的线损数据信息和相位平衡的情况做出分析。除上述的作用外,也可以给出停电的报告、异样用电分析的报告、窃电可能性的分析报告等,并把提供的报告上传给上级。体现了远程抄表系统的实时性作用,为用电检查和线损管理提供了有效途径。3、远程抄表系统可以依据相关的电力需求,把它纳入到监控目录里,这在很大程度上方便了对用电需要侧管理的分析和统计。4、降低由于人工抄表、检查而导致的人力、物力、财力的浪费支出情况,在一定程度上减少了工作量和物力的损失,节约供电成本。

(二)不足之处

从目前的实际情况来看,远程抄表系统在供电营销管理中具有较高的地位,然而在下面的情况中存在一些不足之处,需要加以改进:1、在某些特殊的状况下,抄表率存在一定的不稳定性,其原因主要是是因为没有制定统一的抄表规定,由于在安装的位置上会有不同的要求,该系统内部的软件存在弊端,通讯信号不好、通信模块遭到严重损坏等各种方面的因素。2、新旧通信规约不能兼容,原有的97通信规约与新的07通信规约不互通,造成部分新装和更换的电能计量装置不能上线。3、只在低压配电变压器的低压区安装集中器,数据的传输采用低压电力线载波的形式,没有把集中器安装至高压侧,这也是必须解决的问题。4、在某些小区中因其内部的线路过多繁杂或许会导致终端抄表接收成功率较低的情况,这方面有待改进。

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1 远程自动抄表系统现状 

远程自动抄表系统运用电量采集设备和应用软件系统,建立了相应的电能表档案,实现对采集电量的分析处理,可监测计算母线电量平衡,及时发现存在的问题,现了对变电站出口计量客户的自动抄表.与营销信息系统连接进行电费计算,对高耗能客户“五天一抄表、五天一结算”。 

目前,系统根据具体情况分别通过光缆、公用电话网、移动通信网3种方式进行通信,可实现主叫与被叫。用于与采集设备进行通信的通信控制软件,可监测采集器及相关设备的运行。支持本地、网络多路径存放数据文件,实现数据共享,系统数据安全、可靠。 

在应用的过程中,受客观条件限制,还存在着一些影响或限制系统稳定运行的问题: 

1.1 防火墙等网络安全技术尚未与系统结合应用,系统数据的安全性还存在隐患。 

1.2 采集终端还不能完全统一,仍存在机械表或机电一体式电能表,对数据采集的准确性有一定影响。 

1.3 数据规约管理还存在差异。部分变电站建成的远程采集电能表或采集设备不符合当前应用系统数据规约,使得数据传输通信受到限制。 

1.4 采集系统覆盖面还不够,一部分大客户、配变还未完全纳入远抄范围,使得线损计算、电量综合统计分析等管理只局限于变电站层面。 

2 远程自动抄表系统规划 

2.1 完善变电站远程抄表系统 

2.1.1 针对新增变电站提出远程抄表系统建设要求,选用数据规约相符的多功能电能表,选用原有设备厂商提供的新型采集设备,统一纳入现有远程抄表系统管理。 

2.1.2 对变电站各级关口电能表拟定分批更换为全电子式多功能电能表的工作计划,争取资金,对三相三线制计量方式进行三相四线制改造,在从互感器、电能表上提高计量精度的同时,将电能表分批更换为多功能电能表,以适应远程抄表系统的技术要求。 

2.1.3 在相应网络连接的关口设置防火墙,防止因系统连接外网或网络之间连接使系统数据受到病毒侵入等安全威胁。 

2.2 新建大用户和配电变台自动抄表系统 

基于大用户和配电变台计量点较分散的特点,难以做到给每个分散的地点都安装固定电话或移动卡,根据当前远程自动抄表技术发展形势,计划采用适合配电变压器数据采集的新技术。有选择地在每个半径500~3000m的区域内,使用1台高性能的智能电表数据采集器,自动抄收区域内的多块配变电表数据。用微波通信无线抄表器完成配变电能表与采集器之间的预定时间信息传递和逻辑连接。采集器既可以使用gprs无线网,也可使用有线电话网或电脑以太网传输数据。 

配电变台及高耗能用电客户远程抄表系统主要由智能电表数据采集器、无线抄表器、通信控制软件、电量管理分析软件四部分组成。智能电表数据采集器除了能采集电能表的电量数据之外,还能采集有功功率、三相电流、三相电压、功率因数、失压报警、电表时钟等多种数据。并可具有单总线上多协议的功能。采集器除了配备gprs模块外,还配置有线电话接口,以方便与其他系统相连接。无线抄表器使用单片式无线数字通信集成电路,配有8个信道。郊外通信距离可达3km左右,城区约在0.5~1.5km。通信控制部分与电量管理分析软件可以使用现有系统设备进行升级,以监测采集器及相关设备的运行,并进行电量数据查询统计分析。 

2.3 建设居民集中抄表系统 

根据电能表型式及装设模式的不同分别采取不同的终端采集方式,如:零散住户、旧的居民小区考虑到电能表分楼层装设,其采集终端数据信息可利用载波方式传输到集中器;而新的居民小区已经要求电能表全部采用一楼集中装设模式,故可以应用485数据线连接方式传输到集中器,大大提高数据传输的可靠性。台区与主站的通信方式可根据网络覆盖情况和地区通信业特点选择有线电话拨号或gprs方式。 

2.4 与营销信息管理系统的管理接口 

目前使用的远程抄表系统与营销信息管理系统已经实现中间库形式的接口,远程抄表系统通过中间库,根据营销信息系统的数据需求提供相应的数据信息。要求新建的项目必须统一使用与现有远抄系统数据规约、技术要求相符的硬件和软件,以达到系统的集中规范,也便于与营销信息系统的数据连接共享。 

3 远程自动抄表技术应用中存在的问题及解决措施 

通过近年来的发展,远程自动抄表技术在供电企业的应用愈加广泛,在变电站、大用户、配电公用和专用变台、居民小区等都有应用,但因投资、规划和技术发展等原因,使得很多地方在技术应用方面存在着一些问题,主要有以下方面。 

3.1 技术、设备 

变电站远抄、大用户和配变抄表以及居民小区集中抄表所应用的远程自动抄表技术、设备的厂家不统一,存在着系统维护、应用分散现象,缺乏统一的数据应用平台,使得各个系统不能充分发挥作用。 

解决措施:应该在所应用的系统中确定一个主流系统,将其他应用整合到这个系统中来,形成一个综合远程自动抄表系统,与营销信息管理系统以数据接口方式进行连接,实现全部数据的综合分析,线损也可实现分电压等级、分线分台区的分别统计分析和汇总,使得系统可以集中为营销管理工作发挥整体作用。 

3.2 采集终端 

自动抄表采集终端采用全电子式电能表的适应环境能力还不能完全达到实际应用要求。根据电力行业标准规定,电子户外式多功能电能表工作条件为-25~55℃,极限工作条件为-25~60℃,这对我国大部分地区的气候都能够满足,但在我国北方的部分地区,在温度超过其工作条件时,会导致电能表液晶屏幕停止工作或电子元件损坏。在逐步扩大远程抄表应用面的过程中,应用于室外的情况越来越多,针对过低温度超过标准工作条件以下时可能会出现的电能表停滞,应该做好一定的准备,防范在此过程中造成数据损失。 

用全电子式电能表更换原有的机械表,无论从计量精度,抄表系统的维护量及自动监测数据的丰富性等方面都有极大的改善,并且结合某些电能表的负荷控制功能,系统还可以对指定线路的负荷进行控制,借助于智能电能表的预付费功能,系统还可以发展大用电客户的远程付费控制业务,这已经是当前发展的主流趋势。为了保证终端工作的稳定可靠,一是要在选型时充分考虑当地气候条件,为供货商提供必要的技术要求,要求其供应产品的工作条件要满足当地需求。二是对安装在户外,尤其较偏远地段的台区,采取定制的计量箱,设置必要的防高温、防寒隔层措施,以保证电能表的工作环境符合要求。 

3.3 通信方式 

自动抄表的通信方式各有利弊,不可片面追求通信方式统一。在实际应用过程中,由于面对的是城区、近郊以及远郊的不同区域,公用电话网、移动网络都会有难以覆盖需求区的情况,应该考虑因地制宜,考虑各种通信方式的优缺点,采取复合通信方式进行数据传输。 

通信系统主体一般主要有光纤传输、无线传输电话线传输和低压电力线载波传输4种。光纤通信频带宽、传输速率高、传输距离远、抗干扰性强,适合上层通信网的要求,但因其安装结构受限制且成本高,一般只应用于变电站层面。无线通信适用于用电客户分散且范围广的场合,其优点是传输频带较宽,通信容量较大,通信距离远,主要缺点是需申请频点使用权,且如果频点选择不合理,相邻信道会相互干扰。目前,gprs无线通信网络为无线抄表系统的实施提供了高效、便捷、可靠的数据通道。租用电话线通信数据传输率较高且可靠性好,投资少,不足之处是线路通信时间较长(通常需几s甚至几十s)。电力载波通讯最大的问题就是信号衰减和抗干扰能力,虽然很多厂商研制了抗干扰电路、中继功能、扩频技术的综合应用,但其实用性还有待于在实际应用中进一步检验。 

3.4 应用 

自动抄表系统应用方面,受应用企业人员、管理等方面因素限制.全面功能的开发使用还有不足。必须要有相应的组织机构及技术人员去管理和维护,需要多学习同行业先进单位的好经验,取长补短,不断完善。 

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远程抄表系统是指由主站通过传输媒体对多个电能表记录的电能信息实现远程自动抄读的系统,也就是实现对电能表数据的自动采集和传输的系统。远程抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据传输通道、主站系统组成。常见的远程抄表技术主要分为有线抄表技术及无线抄表技术两大类,其中,有线抄表技术主要包括总线式抄表技术、电力线载波式抄表技术;无线抄表技术主要包括掌上抄表技术、基于无线网络的抄表技术。

二、远程抄表技术中国专利申请的分析研究

2.1总体情况

截止本文的检索时间,在CNTXT数据库中以“远程抄表”为关键词对中国专利申请进行检索,从申请人类别看,企业仍是申请的主力,高校、个人也提出了一定数量的申请,还有部分申请由企业与高校联合提出;从申请人地域看,申请量在前5位的省份是广东、北京、江苏、山东、浙江,上述地区经济相对发达,对新兴技术的认知程度相对较高,知识产权保护意识相对较强,促使了较高的申请量。从2002年起,远程抄表技术的中国专利申请量保持在每年30件以上,并呈逐年增长的趋势;从2009年起,申请量增长极为迅速,从2009年的111件,到2010年的174件,再到2011年起每年保持300件以上,这很大程度上与通信技术尤其是网络技术开始走进千家万户并广泛应用于各行各业有关,同时也表明我国对远程抄表技术的关注与发展正在持续升温。

2.2 技术热点

2.2.1 针对远程抄表系统的改进

在远程抄表技术中国专利申请中,涉及针对电能表、采集器、集中器、主站系统的改进。

发明专利申请CN201510782526涉及一种反遥控窃电的智能电表,该发明提出的反遥控窃电的智能电表,在现有远程抄表功能的基础上,实现了反遥控窃电的功能,当窃电现象发生时,不但可以跳闸以保护电能,还能利用远程通信模块、载波模块向电力公司发出报警。

实用新型申请CN201220279934涉及一种自适应的电能表采集器,其具有自适应电能表的通信波特率的功能,能够自适应电能表通信规约,自适应各种通信模块,抗干扰能力强,不需另外布线,不需现场抄表,节约人力成本,提高工作效率。

发明专利申请CN201210350568涉及一种远程抄表系统中的集中器,其保证了集中器中提供的时间精准可靠,时间计时不会存在误差,为新型的分时计费等涉及到时间的电量统计和费用计算提供了保障。

发明专利申请CN201210070176涉及一种电能计量自动化系统监控主站,其能够实现不同电能计量自动化主站之间的电量信息共享,提高系统灵活性,为业务的开展提供指导。

2.2.2 针对数据传输方式的改进

在远程抄表技术中国专利申请中,涉及对电力载波线、总线、GSM、GPRS、蓝牙等数据传输方式进行改进。

发明专利申请CN201410575920涉及一种电力线载波的低压智能抄表系统,其以电力线为通信介质,结合扩频技术的原理,具有成本低、电路简单、抗干扰能力强的特点,具有很高的实用价值。

发明专利申请CN201410689808涉及一种基于RS485总线通信技术的小^智能电表系统,该系统结构简单,成本低廉,组网简易,避免了小区工作人员挨家挨户进行抄表,极大的降低了小区物业的工作量,并且实现了小区的智能化管理。

实用新型专利申请CN201220722646及一种基于GSM网络的自动抄表系统,该系统将直读式抄表技术与无线传输技术相结合,利用无线通讯网络传输仪表数据,实现远程无线自动抄表。

发明专利申请CN201310004675涉及一种基于GPRS与物联网的远程智能抄表系统,该系统可以降低运行成本和功耗,提高工作效率,避免有线抄表系统布线施工带来的问题,提高系统的灵活性和实用性。

发明专利申请CN201310082058涉及一种基于WiFi的远程抄表数据采集系统,由于WiFi网络传输质量高、覆盖面大、费用低,该发明具有抄表数据传输准确、速度快的优点,而且运行成本低。

三、结束语

本文在对中国专利申请进行统计分析的基础上,对远程抄表技术的专利发展动态进行了分析研究,并针对远程抄表技术在中国专利申请中的技术热点进行了介绍,有助于本领域技术人员更好地了解远程抄表技术。

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[1] 胡汉才,单片机原理及接口技术[M]. 北京,航空工业出版社,1998:145-200.

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引言

随着计算机技术和通信技术的迅速发展,将众多的计量点数据进行采集、传输、处理已经成为现实。自动抄表(the Automatic Meter Reading)技术,简称AMR,得益于八十年代的计算机技术,正成为抄表技术的发展趋势。

1 电力集中抄表系统的构成

本文提出的电力集中抄表系统采用三层体系结构如图1所示:第一层是主站服务器,其主要作用是负责存储多功能电表的数据、实现对仪表的远程监控、远程控制等功能。服务器安装在客户服务中心的抄表主站通过GPRS/GSM来查收各个多功能电表的相关数据和参数。第二层是集中器,集中器通过GPRS/GSM与主站服务器相连,通过CAN总线与第三层的采集终端相连。主要有两项任务:一是完成与采集器的数据通信工作,向采集器下达电量数据冻结命令,定时循环接收采集器的电量数据,或根据系统要求接收某个电表或某组电表的数据。另外的任务就是根据系统要求完成与主站服务器的通信,将用户用电数据等主站需要的信息传送到主站数据库中。第三层是采集器。在采集器中嵌入了各种标准通信规约,可实现对各种各样电表的采集。采集器可同时采集、存储64块电表的数据,采集器除了完成电表的电量数据采集工作以外,还要根据系统的要求完成与集中器之间的数据通信,将需要传送的电量数据送到集中器中。系统信道包括GPRS/GSM 无线通信、CAN 总线。主站服务器与集中器之间的GPRS/GSM 无线通信,集中器与采集器之间采用CAN 总线通信。通过GPRS/GSM无线通信,能够及时、方便地进行系统的远程信息传输,与主站服务器实现信息交换;每台集中器通过CAN总线,可以管理最多110 个采集器(CAN 节点)。

图1 基于ARM 的CAN 总线的电力集中抄表系统示意图

2 CAN 总线通信系统设计

2.1 CAN 总线简介

CAN(ControllerArea Network)即控制器局域网,CAN总线是国际上应用最广泛的现场总线之一。它最早是由德国Bosch公司推出的,CAN通信协议是一种用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信协议。作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式,CAN总线已被广泛应用于各个自动化控制系统中。论文参考网。例如,在汽车电子、自动控制、智能大厦、电子系统、安防监控等各领域中,CAN总线具有不可比拟的优越性。本设计给出CAN总线节点方案。它采用内置多路CAN总线控制器LPC2294作为主控制器,使得该节点体积小、功耗低、抗干扰性好,因而特别适用于汽车、工业控制以及医疗系统和容错维护总线中。

2.2 CAN节点硬件电路组成

CAN节点硬件电路如图2所示,由ARM微控制器LPC2294、CAN总线收发器TJA1050T、高速光耦6N137和电源隔离模块B0505S等组成。

图2 CAN节点硬件电路原理框图

(1)控制器特点

本设计选用的LPC2294是PHILIPS公司新推出的一款功能强大的超低功耗的具有ARM7TDMI内核的32位微控制器。论文参考网。论文参考网。144脚封装、两个32位定时器、八路10位ADC、四路CAN通道和PWM通道以及多达九个的外部中断,内部嵌入256K字节高速Flash存储器和16K字节静态RAM,包含76(使用了外部存储器)~112(单片)个GPIO口。如此丰富的片上资源完全可以满足一般的工业控制的需要,同时还可以减少系统硬件设计的复杂度。另外,LPC2294支持JTAG实时仿真和跟踪、128位宽度的存储器接口和独特的加速结构,使32位代码能够在高达60MHz的操作频率下运行。LPC2294内部集成有四路CAN控制器:符合CAN规范CAN2.0B,ISO 11989-1标准:总线数据波特度均可达1Mbps;可访问32位的寄存器和RAM;全局验收过滤器可识别几乎所有总线的11位和29位Rx标识符;验收过滤器为选择的标准标识符提供了FullCAN-style自动接收功能。作为本设计的核心部件,LPC2294不仅担起主控制器的作用,同时还作为CAN网络的节点控制器,与网络中的其它节点实现数据传输与交换。

(2)收发器特点

收发器TJA1050T是CAN协议控制器和物理总线之间的接口,它与“ISO 11898”标准完全兼容。CANH和CANL理想配合,可使电磁辐射减到更低。除此之外,TJA1050T不上电时,总线呈现无源特性,这使得TJA1050T在性能上大大优于以前的CAN总线收发器。TJA1050T有两种工作模式:高速模式和静音模式(它们由引脚“S”来控制)。在高速模式中,总线输出信号有固定的斜率,并且以尽量快的速度切换。高速模式适用于最大位速度和最大总线长度的情况,而且此时其收发器循环延迟最小。静音模式时发送器是禁能的。它不管TxD的输入信号。静音模式可以防止CAN控制器不受控制时对网络通讯造成堵塞。

3 CAN 总线通信系统软件设计

对于LPC2294微处理器来说,CAN控制器完全是基于事件触发的,即在本身状态发生改变时,CAN控制器会把状态变化的结果告诉微处理器。因此中心微处理器可以采用中断的方式或者轮询的方式对CAN控制器做出相应的处理。各CAN节点按规定格式和周期发送数据到总线上,同时根据需要各取所需报文。对于接收数据,本系统采用中断的方式实现,一旦中断发生,即将接收的数据装载到相应的报文寄存器中。此时利用屏蔽滤波寄存器对接收报文的标识符和预先在接收缓冲器初始化时设定的标识符进行有选择地逐位比较,只有标识符匹配的报文才能进入接收缓冲器,那些不符合要求的报文将被屏蔽于接收缓冲器外,从而减轻CPU处理报文的负担。

3.1 CAN 控制器初始化

初始化CAN控制器的操作包括:硬件使能、软件复位、设置报警界限、设置总线波特率、设置中断工作方式、设置验收滤波器工作方式、设置工作模式并启动CAN等。初始化程序如下:

HwEnCAN(CanNum);//硬件使能,CanNum=0~3,指四路CAN控制器

SofiRstCAN(CanNum);//软件复位寄存器

CANEWL(CanNum).Bits.EWL_BIT=USE_EWL_CAN[CanNum];//设错误警告界限

CANBTR(CanNum).Word=USE_BTR CAN[CanNum];//初始化波特率

VICDefVectAddr=(UINT32)CANIntPrg;//初始化中断为非向量中断

VICIntEnable |=(1<<19)|(1<<(20+CanNum))|(1<<(26+CanNum));

CANIER(CanNum).Word= USE_INT_CAN[CanNum];

CANAFMR.Bits.AccBP_ BIT=1;//配置验收滤波器(旁路状态,即屏蔽验收滤波器)

CANMOD(CanNum).Bits.TPM_BIT=USE_TPMCAN[CanNum];//初始化工作模式

CANMOD(CanNum).Bits.LOM_BIT=USE_MOD_CAN[CanNum];

SoftEnCAN(CanNum);//启动CAN

3.2 数据发送

将待发送的数据打包成符合CAN协议的帧格式后,便可写入发送缓冲区,并启动发送。在写发送缓冲区前必须查询其状态。LPC2294中的每个CAN控制器有三个发送缓冲区,它们的状态可通过查询CANSR得知。只有当其中有空闲的发送缓冲区时才可将数据写入。在发送大量数据时,这一步显得尤其重要,否则发送可靠性将不能保证。启动发送成功后,只能通过查询CANGSR的TCS位或配合发送成功中断来判断数据是否发送成功。

3.3 数据接收

接收数据可采用查询方式或中断方式。在某一段时间内,CAN总线并不总是在活动,为了提高效率,可采用中断方式。在初始化程序中必须使能接收中断。在中断服务子程序中,读取CANICR,判断是否有接收中断标志,有则读取接收缓冲区数据。为了防止接收缓冲区数据溢出,可开辟一个循环接收数据队列来暂时存储数据,主程序则通过查询该队列来获得总线数据。

4 总结

基于ARM 的CAN 总线的电力集中抄表系统的数据通信具有很强的实时性、可靠性和抗干扰性,该系统的样机正在进行挂网测试,以期通过研究和改进,进一步提高程序的通信处理、纠错和容错能力。

参考文献

[1]栗玉霞,徐建政,刘爱兵.GPRS技术在自动抄表系统中的应用[J].电力自动化设备, 2003 (12): 52-54.

[2]李驹光等.ARM应用系统开发详解。北京:清华大学出版社,2003..

[3]吴明辉.基于ARM的嵌入式系统开发及应用.北京:人民邮电出版社,2004.

[4]周立功.ARM 嵌入式系统基础教程[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2005.

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文章编号:1009-2374 (2010)25-0116-02

0引言

电能综合计量管理是现代电力营销研究的一个重点和热点,传统人工抄表进行电能统计是通过抄表人员定期登门抄表、手动校核等复杂过程完成。电力运营商对电能数据的统计分析在实时性、准确性等方面都受到抄表人员人为因素的影响,存在明显不足。随着国民经济的发展,电力用户对供电可靠性及电能质量方面的要求有了明显提高。因此,电力运营商为了提高电能数据统计分析的效率,建立新型的远程自动抄表系统已成为提高电能服务质量的综合发展需要。

1传统人工抄表

在传统供配电系统,运行人员除日常配电线路检修维护外,还需要花费大量的人力进行电能抄表、数据校核和收费工作。人工抄表不仅增加了抄表人员工作量,同时在抄表收费过程中,需要电能用户留人在家,给用户带来了许多不便。人工抄表会导致电能数据信息离散、数据不精确等不利因素,不利于电能运营企业进行电能的综合预测和管理。

2电能远程自动抄表系统

为了提高电能综合服务水平,现代大型电力运营商普遍采用自动远程综合抄表统计分析系统代替人工抄表,不仅减少了电能计量成本,同时实现了对电能的实时监控计量管理功能,提高了电能服务质量和电力企业的综合自动化水平。

典型远程电能自动抄表系统主要由前端电能采集系统、数据综合通信系统和电能数据统计分析系统三大部分组成,其具体结构如图1所示。

2.1前端电能采集系统

从图1中可以看出,由于改造时间不同,电能用户所拥有的电能计量前端设备也有所不一样,电能数据在前端采集系统所形成的传输形式也就不一样。对于采用485电表的老式电能用户而言,由于其只有数据通信回路利用机电脉冲式进行数据传输,其传输距离明显不足,在超过RS485通信规定距离后,其数据信息就会衰减,导致电能数据失真,不能对电能用户进行实时监控。为了实现远程监控的目的,将采用485数据通信管理的电能计量前端的电能数据先通过载波采集器进行数据转换,将电能数据转换成光纤通信载波数据,便于数据的长距离传播。而对于安装电子式载波电表的电能用户,由于其电能数据本身就可以通过电能计量装置转换为电子载波形式,因此可以直接通过光纤有线或卫星无线通信通道将电能数据传输到电能载波集中器内进行存储。

2.2数据综合通信系统

电能远程自动抄表系统由电子式载波电表和加装了光电转换载波前端采集系统的机电脉冲式电能表组成系统电能采集最前端。用户电能数据将以光电脉冲的形式传递给载波集中器,载波集中器在通过有线或无线通信通道传输到电力运营商远程集中控制中心,进行电能数据的分析统计。通信子系统按照通信媒介的不同大致可以分为光纤通信,卫星无线通信,市话网通信和电力载波线路通信四种模式。

2.2.1光纤通信采用光纤作为通信通道时,具有数据传输速度快、传输距离远、综合抗干扰能力强的优点,被广泛应用于重要数据传输或上层终端信息放大通信传输领域。对于远程自动抄表系统而言,由于光纤单位距离的安装结构复杂、成本高,不利于分散电能数据集中传输,因此电力运营商在进行计量系统改造过程中很少使用光纤作为基本通信媒介。

2.2.2无线通信无线通信对于用户分散且范围广的领域得到广泛应用,其基本理论是通过某个频率波段将分散的目标对象以特殊频率点进行无线通信传播。随着无线通信系统的成熟,以GPRS无线通信网络的远程无线电能数据通信方式得到了许多电力运行商的青睐。但是对于无线通信而言,需要申请一个特殊的频率波段使用权,其检修维护工作量大而复杂,有时会受到其他波段信号的干扰,严重影响电能数据的精确性。

2.2.3市话网通信由于城市电视电话系统已经相当成熟,且电话电视系统网络通信系统基本达到了所有居民用户中,采用租用市话通行网作为电能数据的传输通道,不仅可以节省大量的线路敷设成本,同时还可以满足对电能数据的监控。采用市话网作为基本通信通道的传输方式,只需要在接收终端加装调制解调装置就能供给综合服务主机进行电能数据分析统计。但是,采用市话网为通信通道的远程电能采集系统,受网络选用的工况特性较大,当用户出现市话欠费或不采用市话通信时,电能数据就无法采集,同时由于市话网络主线容量有限,有时会导致数据通信通道堵塞,导致电能数据要在几秒或几十秒后才能达到电能数据统计终端,严重影响数据统计的实时性和精确性。但就目前技术而言,采用租用市话网络作为电能数据通信的方式依然占据主要地位。

2.2.4电力载波线路通信利用供配电系统,将电能载波数据通过低压电力线路反传回供电所。利用低压电力线路作为电能数据载波通信通道,不仅可以免去租用市话网络或购买频段的问题,同时可以在线路检修维护过程中,就能实现对载波通信通道进行相应的维护。随着电力线路抗干扰技术的不断完善,采用低压电力线路作为电能数据传输通道有利于电力运行商的综合管理,降低了电能采集成本,具有良好的发展前景。

2.3电能数据统计分析系统

通过市话网络传输到电能数据统计终端的电能数据,首先通过调制解调装置将电能载波光信号转换为计算机默认的数字信号,并以二进制形式供给计算机进行统计分析,然后在终端统计系统中形成相应的数据表格和曲线,便于运营商合理进行电能分配,保证电能的经济合理的分配运行,提高系统的整体供电可靠性。

3远程自动抄表系统安全性

为了提高供电的可靠性和电能数据统计的精确性,必须保证远程抄表系统安全可靠的运行。根据远程自动抄表系统结构,可以将系统安全分为传输通信系统安全和终端数据统计系统安全两大部分。

3.1传输通道安全

传输通信系统安全是系统进行电能数据采集的重要保证,必须定期对电能采集载波前端、终端进行检修维护,对于出现故障的设备进行及时更换,防止电能的漏记或错记带来巨大麻烦。通信中既要保证采集前端数据的安全可靠,又要保证载波转换器、载波集中器以及通信网络的通畅和整体安全。

3.2终端数据统计安全

终端数据处理中心系统是整个电能数据统计分析的核心处理单元,需要利用防火墙技术、网络反病毒监控技术、身份验证操作技术、网络漏洞自动扫描安装等技术,保证数据处理中心安全可靠运行,提高电能数据处理速率和效率,为电力运营商提供可靠的决策性数据信心,保证电能合理经济分配。

4结语

本文在介绍了电能远程自动抄表系统的逻辑结构的基础上,主要对自动抄表系统的前端电能采集系统、数据综合通信系统和电能数据统计分析系统三大部分进行分析研究,并提出了四种电能载波数据的基本通信方式,认为采用低压电力线路作为电能数据传输通道具有较大的发展前景。最后对自动抄表系统的安全性进行了分析,提出了许多系统安全问题,有利于自动抄表系统的安全可靠运行,提高了电能数据综合分析统计能力。

参考文献

[1] 胡蓉,胡科.智能抄表系统技术的研究进展[J].成都电子机械高等专科学校学报,2004,18(3).

[2] 徐栋君,和卫星,张华.新型多通道脑电信号采集系统的设计[J].医疗卫生装备,2006,19(6).

[3] 王则民.国内外光纤光缆现状及发展趋势[J].电力系统自动化时代,2004,31(7).

篇7

1 电力企业抄表管理的重要性和抄表现状



1.1 抄表是抄表员对所有计费电能表利用各种抄表方式定期进行电量的抄录。抄表工作是抄核收中的基础工序,抄录的电量不仅是供电企业按时将电费回收并及时上缴的依据,也是考核供电企业经济指标(如线损率、供电成本等I各行业用电量统计分析以及计算客户的单位产品电耗和市场分析预测的依据。抄表的质量,直接关系到电力企业的电费能否准确、及时核算与回收上缴,关系到企业的经济效益和社会效益。



1.2 在进行抄表工作的时候,相关的工作人员要使用各种抄表的方式来对用户的电能使用情况进行计量,抄表工作的质量会直接影响用户的电费收缴工作,因此,一定要保证其准确性。同时,抄表所记录的数据也是后续审核、收费以及营销等工作的主要依据,其时效性和准确性同等重要。



1.3 随着电力市场发展环境的变化,现在的抄表方式越来越不能满足环境的变化,同时在进行抄表的时候也出现了很多的问题,其中最重要的就是工作效率低,比较明显的是在电费计算、审核、线损控制、营销分析以及用电分析方面都是存在着一定的滞后性。



1.5 抄表工作涉及的信息量是非常大的,在进行工作的时候要定期对各个地区的用电量进行统计,同时对出现的换表和变更电表情况导致的拆回电量也要进行统计。抄表人员工作量大,时间紧迫,估抄、漏抄和错抄等情况时有发生。



1.6 抄表人员的综合素质有待提高。抄表业务员素质低,在进行抄表的时候,经常会出现错误的操作,导致电表损坏。其次,抄表核实工作做得不到位。甚至有的抄表员与用户相互勾结,出现故意损坏电表的情况,这样就会使得用户的电费无法进行回收,使电力企业受到严重的损失。



2 加强企业抄表管理



2.1 明确抄表要求,主要有以下几点:



(1)现场抄表一定要根据规定日期抄表到位,不可估抄。由于客户原因未能如期抄表时,应通知客户待期补抄。在不能约时补抄的条件下,可与客户协商暂按前月实用电量或本月用电情况预收本月电费,等下次抄表时一并结清。



(2)第一次抄表的新客户,要认真核对户号、户名、电能表的厂名、表号、安培数、指示数、倍率等,在核对相符后,才能抄表。



(3)抄表时要巡视电能表运行情况。检查电能表有无异常,并记录下异常情况,如电能表停转、卡字、跳字、倒转等。若抄表时遇到表计故障,要填写业务工作票进行换表处理,同时在抄表卡上注明“表计故障”。



(4)抄表时如果发现表计故障、计量不准时,要了解表计运转及用电情况,并对本月电费可暂按上月电量预收,在表计故障消除后根据情况重新计算电费。



(5)检查客户计费电能表或互感器配置是否科学,用电设备能否满足申请容量。



(6)检查是否有违约用电和窃电。若发生客户有违约窃电行为,要填写“用电异常报告单”。



(7)如果发现客户用电量有较大幅度变化时,要及时了解原因,并在抄表卡上注明。



2.2 加强抄表审核力度,建立激励约束机制



抄表管理部门要设立专门的审核机构,随时对抄表人员的工作进行抽查、审核,确保抄表数据的准确性。建立激励约束机制,形成专门的考核流程。按照“权责明确、绩效挂钩”的原则,根据每月工作完成情况。在工资中予以兑现,做到指标层层分解、层层落实;同时加大奖惩力度,做到了重奖不心疼,重罚不手软,工作业绩突出的人员多抄表、抄好表,而工作完成不好的则削减抄表户数,使抄表人员既有压力又有动力。极大地激发了全员工作的主观能动性。



2.3 流动管理岗位轮换



为有效的改善抄表工作质量,应定期对每名抄表员的抄表区域进行调整。在各个分局范围内每月轮换变化,并形成每月小调整,全年大循环的抄表格局。这样可以打破固定抄表中的弊端,减少抄表人员与用户的相互勾结,有利于抄表员之间相互监督,还能有效提高工作质量和工作透明度。抄表人员之间可以就在某一区域发现的问题进行交流,更加有效解决抄表中的异常现象。



2.4 利用高科技智能自动化抄表方式替代人工抄表方式



(1)传统人工手抄表方式。抄表人员赴客户处到客户装表处把电能表显示的数据抄写记录在抄表卡上。



随着用电用户的不断增长,农网、城网的不断改造,电表的需求量不断增加,所需的抄表人员越来越多,抄表工作量过于繁重,人工抄表已经难以满足电力事业的发展。随着抄表技术的发展,抄表方式也在不断改进,目前主要有以下几种方式:



(2)利用抄表微机进行抄表。抄表微机(抄表器)是一种专门用于抄录电能表示数的微型计算机数据录人终端。它由抄表员随身携带,到每户把电能表示数抄录下来,并输人与此相关的信息。抄录工作结束后通过数据通信接口把抄录的数据及相关信息传送到计算机,再通过计算程序计算出客户各种电量、电费。使用抄表微机不但能取代原有的抄表上,使抄表速度、准确程度都有较大程度的提高,还能节省原来人工数据整理的工作程序,消除抄录数据输人的瓶颈问题和抄录数据录人出错的可能性,使得电费管理的效率大幅提高。抄表微机要按数据釆集录人的方式进行,一般分为手工键人式抄表微机和远红外线式抄表微机。



(3)远程自动抄表方式。抄表人员在远离客户表计的办公地点处釆集电能表数据,电能表与远处抄表人员办公地点之间的通信,釆用电缆、光纤、电话、无线电、手机或电力线路载波等手段实现。除了釆用专门的远程抄表系统实现远方抄表外,也可利用负荷控制系实现远方抄表。



因此要大力推行智能自动抄表,用户用电量会自动抄取。有利于提高供电公司的服务质量,避免了人工抄表的种种弊端。



2.5 以人为本,加强抄表人员的综合业务素质培训



用户用电量的抄录是抄表人员的主要工作,抄表人员是电力企业的一线员工,他们的工作质量会直接影响电力企业的电费回收工作,同时对电力企业的形象也会有很大的影响。定期对工作人员进行业务培训,这样能够更好的提高抄表人员的工作能力,也能提高抄表人员的职业道德。



3 结束语



当前的抄表手段决定了当前的管理方式。社会在发展,技术在进步,供电企业在创新。根据供电市场的不断变化,供电企业不断更新抄表技术,采用现代化的抄表技术和抄表手段,比如实现远程集中自动抄表,将不断改善现有抄表方式的弊端,也是供电企业提升管理水平的重要内容。

参考文献

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1、信息采集技术

在信息采集过程中,电能表是信息采集的主要媒介,通过电能表,完成对一个或多个数据采集,采集结束后对相关数据进行处理、储存,并将数据传输至主站系统中。因此,信息采集技术的采集起始点是用户端电能表,从用户端电能表工作原理与测量结构运行要求来看,电能表主要表现为机电脉冲式与全电子公式两种电表形式;而输出接口可划分为:RS-485型与低压配电线接口型两种。从功能来看,机电脉冲式电能表的工作方位(测量结构)与感应系电能表,都是依靠电子电路完成对数据测量;但由于机电脉冲式电能表主要依靠脉冲方式完成输出,信号在输出过程中易出现数据丢失或多脉冲现象。

2、信息传输技术

(1)有线通信技术

①有线电视电缆:通过已有电视电缆进行数据传输,这种传输方式更适用于中小型居民居住区。该传输方式具有传输质量高、信息总传输量大等优点;若在管理中能进一步增加有线电缆覆盖面积,传输效果将会进一步提高。

②RS485总线传输:该传输方式具有传输稳定、速度快等优点,是当前国内一种常见的通信传输方式;但该传输方式在布线过程中需要投入大量人力资源,总线受到破坏后,需要重新进行管理。

(2)无线通信技术

①红外线传输技术:该技术需要在一段距离内对某一位置进行定点,并完成两点之间的无连接数据,具有操作简单、经济效益好等优点;但该技术需要人工操作,对距离、接收等因素具有较高要求,更适合于用户集中区。

②无线电波传输技术:该技术分为现场手抄(无线抄表)与远程无线抄表两种形式。现场手抄所使用的无线装置功率略低,与红外抄表方式类似,但距离长于红外抄表;远程无线抄表通过大功率无线电台,对数据进行远程接收,是一种相对成熟的抄表技术。

二、系统建设

1、主站建设

由于不同客户在电力能源需求中具有明显差异,导致不同用户的用电环境、客户端类型、远程信息通道等方面存在不同。以国家相关要求来看,必须要以“统一”与“集约”两方面为基础,以实现电力企业营销战略为核心,建立完善的用电信息采集平台。

在主站建设过程中,必须要对对数据通信模式进行分析,本文从远程网络与GPRS移动数据通信业务两方面进行分析:

(1)远程网络

本文对光纤通信模式下的远程网络传输进行分析,具体结果见图1。

图1 光纤通信模式下的远程网络传输

注:在光纤介入之前,采集服务器、路由器与光电转换皆属于主站系统;经过光纤介入后,路由器与终端属于采集对象。

通过光纤介入,主站系统完成对采集对象的数据管理,能完成对信息的实时控制。现阶段,光纤主要分为无源光网络与有源光网络,其中有源光网络应用范围更加广泛。

(2)GPRS移动通信业务

从功能上讲,GPRS技术的优势主要体现在以下几方面:

①结束时间短

②传输效率高

③资源利用率高

本文根据电力企业对数据传输的速度要求、持续性要求入手,对GPRS技术的主要设计流程做分析,具体结果见图2。

图2 GPRS技术通信流程

注:通信设备与防火墙属于主站系统,无线模块、终端设备、无线模块与终端表示采集对象。

主站系统建设除上述两种技术之外,也包括PSTN与230M无线专网。本文对4种技术各项数据进行统计,并进行比较,具体结果见表3。

表3 不同远程通信技术比较

由表3可发现,光纤通信除建设成本不具备优势外,其他多项选项均符合用电信息采集的基本要求。因此本文认为,在具体功能选择中,必须遵循下列几点原则:

①在无成本压力的情况下,优先选择光纤通信技术;

②在系统建设初期,可先通过GPRS技术构建Vlan网络;

③若建设过程中发现230M无线专网覆盖,要优先考虑利用本地资源;

④PSNT可作为通信的一种辅助手段。

2、数据采集与计量装置检测

(1)数据采集

可设置自动采集权限,重点对电力用户计量点电能值、负荷瞬时用电总量、用户用电事件、当前电网电能质量等进行控制,保证数据的完整性与准确性,未接下来的电费结算提供依据。

(2)计量装置检测

通过主站,对各个监测远方电能计量装置进行运行信息监控,并分析当前装置的计量内容,根据内容判断故障信息与窃电形式等,可在第一时发现用户端的用电异常,并及时制定解决方案。

结束语

本文对用电采集系统中的与运行管理、模拟建设等方面做简单讨论,重点分析了主站建设中的通信方式建设,并通过比较不同通信方式,对系统的通信方式做确定。总体而言,必须要根据电力企业的实际需求,选择不同种类通信方式,以获得更好的通信结果。

参考文献

[1]崔鹏程,向铁元,等.基于3层C/S、B/S通信资源与业务管理系统的设计实现[J].电力系统通信,2013,27(16): 68-72.

篇9

集中抄表系统是一个结构化的开放式系统,采集器通过电能表的通信接口采集电量数据,并通过一定的网络设备传输到供电企业数据库中,做为电费结算的依据。目前大多数居民集中居住区都已经安装了集中抄表系统,并投入使用,大大降低了抄表人员的劳动强度,和人为因素造成的抄表误差。本文对集中抄表系统提出一些设计改进,使其能增加实时电压监测、故障报修、信息、电费控制等功能,提高电力营销信息化程度。

2 集中抄表系统结构和工作原理

2.1 系统结构图

2.2 系统的组成

从上面的结构图可以看出集中抄表系统是一个结构化的开放式系统,主要有三个部分:分别是硬件部分、软件平台、数据传输。各个部分都具有较强的兼容性、移置性、升级性和可维护性,方便进行二次开发和性能改进。同时各个部分的升级换代和功能扩充都很方便,无需对整个系统做大的改动。

2.3 硬件部分

原来的集中抄表系统硬件部分只有数据采集器和数据集中器,我扩充设计了电压监测模块、控电模块和显示模块。

数据采集器:数据采集器能通过485总线与电能表建立数据通信连接,并针对不同的电能表型号,自动选择合适的通讯规约,实时自动采集各个用户的用电数据,并将采集到的信息发送到数据集中器。

数据集中器:数据集中器的主要功能就是将采集器采集到的电能信息数据,和其他硬件模块采集的数据传输到数据库,并对传送的数据进行校验,防止数据在传输中发生改变。

电压监测模块:电压监测模块通过传感器和电压采样线对用户电能表的电压实施实时监铡。并经模数电路转换为数据信息,然后将采集的电压数据发送到数据集中器内。可以监测相对地、相对相、相对零等电压,以及电压的异常波动。电压采样由于采用了光电隔离措施,能有效的避免强电串入弱电对人身安全带来的威胁,和防止设备的损坏。

控电模块:控电模块是带复式控制功能的开关组合模块,主要功能是对用户的电源实现远程控制,能根据系统操作员的指令自动切断或投入用户的电源。要求切断容量适合,并且带失电自动复位功能。

显示模块:显示模块是能显示点阵汉字的信息显示屏,可以安装在数据采集器上,它的主要功能是显示各种用电信息,如电费金额、电压信息、欠费信息、停电通知和故障信息等等。

2.4 软件平台

软件部分由应用软件、数据库、硬件支撑平台组成。其中应用软件负责对系统进行日常管理操作;数据库负责采集数据的交换、引用、索引;支撑平台负责硬件部分的运行、维护。我主要在应用软件中增加了故障报警功能、信息功能、控电操作功能。

应用软件:系统管理软件已封装成标准的ActiveX控件,可以方便的与供电公司电力营销管理系统连接。

数据库:通过采用CIGS中间层可以使应用系统结构清晰,维护简单易行。CICS其全称是Customer Information Control System,即客户信息控制系统。CICS通过关系数据库从主数据库中获得资源,建立在操作系统、1SO的分布式计算环境和Encina服务上。

硬件支撑平台:硬件支撑平台采用了固化核心和远程程序下载技术,基于BIOS的硬件结构,使得软件功能的升级扩充都无需进行现场维护,可以在远程操作端自动完成。

2.5 数据传输

数据传输部分主要负责建立硬件设备之间的数据链路,将采集到的数据传输、发送,并确保传输快速准确。原先的设计有PLC、485、以太网和手机无线网络。根据技术发展,我对3G技术在集中抄表系统中的应用,做了简单的介绍和预想。

电力载波:电力线载波PowerLineCarrier,简称PLC是电力系统特有的通信方式,它是利用现有电力线,通过载渡方式高速传输模拟或数字信号的技术。优点是使用电力线作为传输介质,不需要线路投资。但是缺点是由于配电变压器对电力载波信号有阻隔作用,所以PLC只能用在同一配变的供电区域内。

RS-485:RS-485是串行数据接口标准,具有接线简单,传输距离长(最大传输距离约为1219米)的优点,但是传输速度低,只能用于抄表采集模块之间的通信。

以太网:以太网采用拓扑总线结构,具有传输速度高,连接方便,通用性强的特点。缺点是在电缆供电的小区内只能在地下电缆管线内走线,施工难度大,日常维护困难。

无线方式:主要有GPRS、CDMA两种技术,GPRS、CDMA都是无线通信网络,利用移动手机的本站发射信号。所以在构建集中抄表系统时。不必重新建设机站,也不需要中继器,组网简单,建设费用低,可以适合各种施工地形,减少网络设备的维护。

3G是英文3rdGeneration的缩写,指第三代移动通信技术。相对1G和2G主要是提升了传输速度,3G技术在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节/每秒)、384kbps(千字节/每秒)以致144kbps的传输速度。目前3c技术蓬勃发展,将来极有可能代替GPRS和CDMA成为尤线数据传输的主力,所以现在也应当对网络传输模块预留3G升级接口,一旦技术成熟就可以立即向3G过渡。

3 集中抄表系统在电力营销管理的应用

随着人民生活水平的不断提高,人们对电力的需求已经不仅仅满足于有电用,良好的供电质量和服务水平,成为社会对供电企业的新要求。在电力营销的发展过程中,原来以用电管理为主的职能正逐渐向用电服务为主的方向过渡,供电企业为提高供电质量和服务水平,必需要有一套完善的电力营销管理系统,对用户的用电状态进行实时监测,及时掌握低压配电网的运行情况,发现异常供电和异常线损、定位电网故障,杜绝供电隐患。但是目前用电监控装置只是以低压电网中的配变和单位用户专变为监测对象,对广大的居民用电状况没有实时监测、控制的能力。

现阶段集中抄表系统的建设相当于在居民用户端与供电企业之间架设起一条信息高速公路,但这条信息高速公路设计是单向的,只能将数据信息从用户端上传至供电企业。但是通过对该系统进行设计改进,我们完全可以把它建设成双向传输的信息高速公路,利用这条数据链路来实现双向的信息交换,从而为居民用户提供丰富的用电服务。对集中抄表系统的设计改进主要通过增加硬件组合模块和软件分析操作模块,使其能实现以下几种功能:

自动分辨故障类型,发生缺相、接地、缺零、电表烧坏等故障时。弹出报修信息,自动生成报修单。

自动控制用户欠费,对欠费用户远程操作停电,发送欠费通知信息。

自动停电通知,告知用户最新的用电信息。

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电力企业传统的抄核收模式是随着我国电力事业的发展而逐步建立起来的,服务社会民生,为我国早期电力事业的发展做出了巨大贡献。当前,随着社会发展,用电市场发生了巨大的变化,客户多,业务多,需求多,变动快,分布广,金额大等等特点,而这种人工手动抄表、核算、收费的模式以及与此相应的电力企业管理模式、业务模式,以大量的人工参与操作为主,整体信息化程度不高,加上业务环节众多、标准不一,导致电费抄核收工作耗时、费力,差错频繁,效率低下。这显然已经不堪应付,更不用说开展更多的业务、进行更好的服务以及维护了。同时传统的抄核收体系缺乏科学有效的风险防控措施,不能对抄核收各环节的工作进行有效的监测,难以提前发现风险隐患并及时处理。同时,这种模式已不能适应当前的业务需求,造成电力营销人力资源、客户服务资源大量浪费,无法有效地建立“客户导向型”的高效灵活服务机制。

于是,整个企业的营运效率和水平低下,更不用说是技术进步、提高管理水平、改进管理方式了。长此以往,必然为用电市场病垢乃至淘汰。

1.2 智能化技术进步为抄核收智能管理系统提供了有力的技术支持

随着计算机技术和网络通讯技术等的的快速发展,手持式抄表机、智能电表、Rs485通信技术、低压载波通信技术、GPRS远程集中智能抄表系统以及3g4g及时通信技术的成熟应用,催生抄核收智能管理系统产生。

2 按部就班实施抄核收智能管理系统

2.1 抄核收智能管理系统概述

依据系统论的管理理论指导,按部就班、有条不紊的实施抄核收智能管理系统。

抄核收智能管理系统,可以分为用电信息采集子系统、数据分析统计子系统、业务管理子系统三部分。用电信息子系统是抄核收智能管理系统的基础,将客户抄表、电费计算、电费复核、电费发行等传统业务环节通过自动调度任务、队列控制、流程自动传递、作业全过程监控等各项功能有机结合,实现抄表、核算过程的智能化处理,可极大地提高营销业务处理效率。数据分析子系统,接受采集的数据,也可以连接电力企业原有的用电数据以及客户资料,建立自己的数据库,使用灵活的功能模块,实现多样化的分析统计功能,还可以以多种定制化的方式输出。业务管理子系统是以企业管理的层面,建立各个管理需求模块,各层各级管理者一目了然,权责分明,上通下达,灵活处理。

2.2 优先加快实施用电信息采集子系统建设

首先要加快专变终端和智能表加装步伐。是推进抄核收业务的前提。按照统一的标准和要求,分步有序地组织终端和智能电表的加装,实现客户的用电信息实时采集,同时扩大集中远程抄表实施范围,对采集系统覆盖地区的客户全部取消人工抄表模式,实现集中、自动、远程抄表,不断提高自动抄表应用比例,提升用电信息采集成功率。这是用电信息采集子系统的基础,由此改变旧有的分散、人工现场抄表模式,实现“全采集、全覆盖、全费控”的现代化抄核模式。

电力企业各个相关部门协调配合,分工协作,提高用电信息子系统的采集效果,至关重要。

2.3 输入原始数据或者对接原始数据库到数据分析统计子系统,建立综合各种数据库或者对接处理机制

以用电信息采集子系统成功稳定运行为基础,就可以逐步建立数据分析子系统。如果电力企业原始没有使用其他各种管理系统,那么只需要输入原来的用电客户信息等到数据分析子系统中。如果曾经使用过其他管理系统,那么数据分析子系统可以接管其原来的数据库,以后输入数据就可以直接输入到数据分析子系统中,而原来使用的管理系统的管理功能,数据分析子系统也可以通过增加智能化管理模块予以实现。如果还想使用原来的管理系统,那么数据分析子系统也可以只对接其数据库。由此,原来的各种业务、各种管理流程,可以全部被接管而不会错乱,而原来没有实现的业务或者管理流程,智能系统可以实现。一般包括以前人工操作的制订抄表计划、抄表数据准备、抄表数据上传、电费计算等工作,转交智能系统在后台自动处理,系统根据设定相应的复核规则,对用户自动进行判断,达到在线监控、自动发行的目的,实现营销业务管理系统抄表智能化,减少人工抄表差错等。

2.4 应用业务管理子系统,加强全过程管理

在用电信息采集子系统和数据分析子系统稳定运行的基础上,就可以实施业务管理子系统了。业务管理子系统可以整合原有的各种业务和管理需求,优化配置公司各种资源,分步骤、量化、直观的实施各个管理功能。一般将核算异常派工和稽核工单流转等业务内容由传统的人工事件监管改为全流程过程管控,由过去的点控制改为面控制,实现了事件处理的全过程监管、集中监控和实时监控,增强了业务工作的管控能力;将传统抄核收流程中的事后人工核对档案错误改为提前自动对档案的正确性进行分析,利用智能化抄核收体系对客户档案的正确性进行校验,确保了基础信息的准确性;实现海量客户数据分析,实现客户评估分级管理,为防范呆坏账以及对口营销提供有效的支持等等。

3 实施抄核收智能管理系统效果分析

抄核收智能管理系统,通过创新技术手段、完善管理机制、全面优化业务流程,彻底变革了传统的人工电费抄核收管理模式,有力促进了电力抄核收业务的现代化建设,是深化用电信息采集系统“全采集、全覆盖、全费控”的重要成果。

通过优化流程,提高了电费抄核收工作效率;;通过推动用电信息采集系统深化应用,提升了智能化系统的实用化水平;通过智能化抄核收,减少了人工作业带来的不规范现象,降低了客户投诉率。自动化抄核收创新了集约、专业、实时、智能、高效的抄核管理模式,使得电力抄核收业务水平进一步提升,优质服务能力显著加强,社会效益和经济效益明显增强。

3.1 抄核收智能管理系统提高了抄核收工作效率

自动化抄核收管理模式改变了过去采取人工抄录或抄表机上下装等手工输入模式,实现了抄核收的智能化运行,通过专业化运行维护实现了用电采集信息的挖掘分析和专业系统的业务融合,实现了抄表管理和核算管理的一体化、自动化和智能化,提高了电费抄核收工作效率,减少了工作差错,提升了工作效率,优化了电费抄核收人力资源配置。

3.2 抄核收智能管理系统实行闭环管理,降低了业务异常差错发生率

业务开展过程中,通过全面管控,提前预警,提升了抄核收工作管控能力。通过档案校验异常、业务异常、自动化运行异常等业务模块,在智能化管理系统中按照统一标准进行缺陷处理,对毎一环节进行实时监控和督促落实。通过复核异常、异常信息确认、异常分类、异常派工、异常处理等管理环节,实现业务复核异常的全过程闭环管理,有效降低了异常差错的体外循环和不规范行为。

3.3 抄核收智能管理系统实时监控常态化,增强了营销业务管控能力

通过对抄表时限预警、核算时限预警、智能审核监测、智能复核监测等各业务环节的全面预警与监测常态化,确保了抄核收业务的规范处理和准确及时;各个业务环节和运行指标全部在监控中心的数据平台上实时显示,系统自动提示异常信息,做到业务处理过程的实时跟踪监管。

参考文献:

[1]申梅花.低压电力用户远程集中抄表系统的设计与实现[D].湖南大学,2007年.

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0 引言

随着生活水平的提高,居民用电量与电表数量也在不断的增加,传统的人工抄表方式已经无法满足电力系统的管理需求,使用具有无线抄表、分时电价等多种功能的智能电表系统应运而生。

本论文设计实现了基于CC2430芯片构建ZigBee自组织网状网络的智能电表系统。该系统具有电能计量、远程无线抄表、双向通讯、远程同步时间、远程更新电价、分时电价、射频识别刷卡预付费等功能。

1 系统架构

智能电表系统主要包括智能电表、中继器、集中器以及上位机管理软件等,系统架构如图1所示。

智能电表与服务器之间通过ZigBee网络实现双向通信,智能电表、中继器、集中器都是ZigBee网络中的设备。集中器负责建立ZigBee网络,通过安放中继器来增大无线网络的覆盖范围。

智能电表部分实现了电能信息采集、显示与上传、电源通断控制、RFID刷卡付费、ZigBee通信等功能。其硬件结构如图2所示。

图2左边为电能计量单元,主要包括电流采样电路、电压采样电路和电能计量电路,通过光电耦合传输给微控制器单元,核心器件为AD7755。右边为微控制器(MCU)控制单元,主要包括MCU、RFID模块、Zigbee模块、RS232模块、显示模块等,微处理器为msp430,ZigBee模块为CC2430。为了防止交流干扰,在左右两个单元采用光电隔离、同时两部分的直流电源相互独立。

2 系统设计

系统通过高准确度电能测量电路实现电能计量,通过ZigBee网络实现信息传输,完成自动远程抄表工作。

2.1 ZigBee网络设计

ZigBee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信网络,主要适合于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能。由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位和远近信息的,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信“网络”,因此ZigBee的发明者们形象地利用蜜蜂的这种行为来描述这种无线信息传输技术。

ZigBee的特点:

1)低功耗:在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6-24个月,甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比之下蓝牙可以工作数周、WiFi可以工作数小时;

2)低成本:通过大幅简化协议使成本很低(不足蓝牙的1/10),降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码,而且ZigBee的协议专利免费;

3)低速率:ZigBee工作在250kbps的通信速率,满足低速率传输数据的应用需求;

4)近距离:传输范围一般介于10~100m之间,在增加RF发射功率后,亦可增加到1-3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远;

5)短时延:ZigBee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3-10s、WiFi需要3s;

6)高容量:ZigBee可采用星状、树状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000个节点的大网;

7)高安全:ZigBee提供了三级安全模式,包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码,以灵活确定其安全属性;

8)免执照频段:采用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz(全球)频段。

系统使用2.4G频段的ZigBee自组织网状网络来实现智能电表与服务器之间的双向通信。

ZigBee具有多种网络拓扑结构,包括星形网络(star)、树簇网络(cluster tree)和网状网络(mesh),其中最重要的是网状网络,如图 3所示。

和协调器(Coordinator)三种设备构成。在本文设计的系统中,集中器采用协调器来负责网络的建立及管理。智能电表与中继器都设计成路由模式,每一台智能电表都有路由的功能。

ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,每个网络节点间的距离可以从标准的75米扩展到几百米,甚至几公里。利用ZigBee设备的路由功能,可以使整个ZigBee网络覆盖更广的面积。

无线智能电表系统的稳定性得益于ZigBee网络的动态路由特性,也就是说数据的传输路径不是固定的。这种设计有一个很显著的优点,假如楼宇内数据通路中的某个智能电表发生故障了,还可以自动选择其它通路,不会因为小故障引起大范围的瘫痪。

系统使用TI公司生产的CC2430射频芯片实现ZigBee网络通信。CC2430是一款符合ZigBee技术协议的2.4G射频SOC,片内集成了8051微处理器内核以及符合IEEE802.15.4标准的2.4GHz的RF无线收发单元,适用于各种ZigBee技术的终端节点、路由器和协调器。

2.2 电量计量

电量计量部分采用AD7755芯片实现。AD7755是一种高准确度电能测量集成电路,支持50Hz/60Hz,能够满足IEC 687/1036

标准,在500:1的动态范围内误差小于0.1%。AD7755只在ADC和基准源中使用模拟电路,所有其它信号处理都使用数字电路,这使AD7755在恶劣的环境条件下仍能保持极高的准确度和长期稳定性。有功功率平均值从AD7755的引脚F1和F2以频率方式输出;有功功率瞬时值从引脚CF以较高频率方式输出,能用于仪表校验。使用AD7755作为电能计量芯片,电能信号以脉冲的形式输出,每输出1600个脉冲代表走了一度电。

3 软件实现

软件设计主要包括三个部分:智能电表与集中器的MCU控制程序、ZigBee网络协议栈以及上位机管理软件。

3.1 智能电表软件设计

在微处理器程序中,设计了一个比较清晰的任务管理机制。main函数在完成一系列初始化后,进入任务处理函数。中断服务子程序中不直接处理中断响应,仅添加一个任务交给主程序执行,使程序更可靠,更清晰。微处理器主程序的流程图如图4所示。

在程序中建立一个任务列表,每个要处理的响应都作为一个任务交给微处理器去处理,微处理器在完成初始化之后一直在检查任务列表里有没有新的任务被添加。定时器中断、外部中断和串口接收中断中也只是添加相应的任务,而不是在中断服务子程序中处理,降低中断冲突的概率。

任务列表没有使用FIFO那样的结构,不同类型的任务被添加到任务列表的固定位置,任务处理有固定的顺序,这样可以实现不同的优先级,例如定时器中断响应任务需要较高的优先级,因为需要比较准确的定时来计量功率。

3.2 上位机软件设计

上位机软件使用VB 6.0编写,通过RS232接口与集中器通信,实现用户电表管理、无线抄表、远程充值、时间同步、电价更新以及分时电价等功能。

4 系统测试

PC机通过RS232接口与集中器相连接,集中器上电之后建立ZigBee网络。每一台智能电表有唯一的物理地址,智能电表上电之后自动加入ZigBee网络,并在一个随机的时间内(防止智能电表集中上电时在关键路径发生阻塞)向集中器发送本机的物理地址。集中器动态的将智能电表的物理地址存入到微处理器的片内Flash中,作为区别每一台电表的标识。通过上位机软件中的“查询网络”功能查看已加入网络的智能电表。除此之外,上位机软件还设计了一键同步电价/时间、功率限制、远程充值、分时电价等功能。

在上位机主界面上点击“抄表”按钮,弹出抄表管理界面。该界面提供了单个抄收与全部抄收两种方式。在两个智能电表加入网络时无线抄表的测试结果,结果显示抄收两个电表的信息只用了8ms,工作效率远大于传统的人工抄表方式。抄收的数据可以保存到数据库文件中。

5 结束语

基于ZigBee的无线智能电表系统整合了无线网络、射频识别、自动控制、电能计量等多种技术,具有高效率、高可靠性、功能丰富等特点。由于实现了智能电表与服务器之间的双向通信,将来在本设计的基础上还可以继续扩展更多的功能。随着我国智能电网系统的不断建设,智能电表所带来的便利以及更丰富的应用将进一步显现。

参考文献:

[1]沈建华、杨艳琴,《MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践》,北京航空航天大学出版社,2008.

[2]陶晓丽,电能计量管理系统智能型电能计量表的设计[D].合肥工业大学,2010.

[3]李莉萍、李先明,智能电网对智能电表的要求及产业发展建议[J].中国外资,2012(17).

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1 系统功能描述

远程抄表系统主要由主站端数据采集计算机、客户端基于单片机的抄表模块、具有串行数据通信接口的电能计量仪表三部分组成。客户端的自动抄表模块与数据采集计算机通过RS-485串行通信接口相连接,实现数据传输。

远程抄表系统的工作原理是:用户终端的智能电表通过RS-232协议将数据传送给抄表终端模块,抄表终端在收到命令后把存储的数据信息发送给上级数据采集计算机,这样就完成了一次数据交换。本次毕业设计主要是研究客户端基于单片机的电能表远程抄表系统终端的实现方案和硬件设计。

综合考虑各种因素之后,将该终端单片机抄表模块所需实现的主要功能定义如下。

第一,正常情况下采用市电(220 V交流电)供电的方式,即采用交流电源即能维持终端模块的正常工作;系统具有备用电池供电功能以保证在断电情况下的供电。

第二,具有数据掉电保护功能,能保存用户用电电量等信息。

第三,抄表终端与智能电表、远方数据采集计算机分别通过RS-232和RS-485协议进行通信。

第四,终端模块具有实时时钟功能,便于实时测量用户用电电量。

2 系统分析

应用于远程自动抄表系统的电能表有脉冲电能表和智能电能表两类。

脉冲电能表:能够输出与转盘数成正比的脉冲串[1]。

智能电能表:可以通过串行口以编码方式进行通信,按照智能表的输出接口通信方式划分,智能电能表可分为串行通行接口型和低压配电线载波接口型两大类[1]。

电能表的两种输出接口比较:输出脉冲方式技术简单但在传输过程中容易发生丢失脉冲或产生多脉冲现象,而且不能重新发送;而具有串行接口输出方式的智能电表则可以通过相关协议将采集的多项数据进行可靠的远程传输[1]。因而本文中采用的电能表为具有串行通信接口的智能电表。

3 系统硬件电路设计

3.1 系统供电方式设计

由于本模块的使用现场环境相对特殊,故对于电源的设计必须充分考虑到系统供电的稳定性和可靠性。长期以来单片机系统中使用的集成电路器件绝大多数在5 V或3 V的典型电压下工作。为了避免采用多电源供电方案带来的供电模块设计过于复杂等问题,在设计本单片机系统时所采用的集成器件的典型工作电压均为5 V。

在本系统中,220 V的单相交流电作为电源输入,输出为稳定的+5 V电压。供电模块用来实现220~5 V的电压转换。设计方案如下:首先220 V的交流电通过防雷抗干扰电路,接着利用220/18 V变压器降压,再经过桥式整流电路得到18 V左右直流电压,再接着通过一系列的隔离滤波进入直流转换稳压器件LM2575最终得到系统正常工作所需要的5 V电压。另外,考虑到现场存在停电的可能性,还应该设计系统的备用电源。备用电源可以采用比较常见的镍氢电池,当系统正常供电时,电池处于充电状态,对于充电的管理可以选用比较常用的电源充电管理芯片MAX713来管理备用电池的充电过程。当现场停电时,自动转为备用电池给抄表终端系统供电[7]。

3.1.1 正常条件下供电电路

系统在正常运行时采用单相交流电源供电方式,提供给单片机稳定的+5 V电源。可以采用典型的单相桥式整流电路得到18 V直流电压,后通过直流转换稳压器件LM2575转换得到系统正常工作所需的+5 V电压。

3.1.2 备用电池充电电路

系统在由外部电源正常供电的同时对备用镍氢电池进行充电。备用电池充电电路的功能主要由电源充电管理芯片MAX713来完成。MAX713系列是Maxim公司生产的快速充电管理芯片,适合1~16节镍氢电池或镍镉电池的充电。它可以通过简单的管脚电压配置进行编程来实现对充电电池数量和最大充电时间的控制。当系统失去外部市电供电电压以后自动切换为由备用电池供电。

3.2 系统基本电路设计

由抄表系统结构原理图可知,抄表终端要使用两个串口分别对上层和下层通信,一个串口用作RS-232,用来和电表进行通信;一个串口用作RS-485,用来和数据采集计算机通信。由于一般的51单片机只有一个串口驱动器,因此主控制器可以直接选用华邦公司的具有两个串口驱动器的W77E58单片机或者采用一般单串口单片机外加串口扩展芯片例如16C550来扩展出第二个串口[5]。

下面对这两种方案做简单的对比。

方案1:采用具有两个串口驱动器的增强型单片机W77E58。

由于串口驱动器在单片机内部,所以不用外部再增加硬件设备就可以实现双串口功能,同时这种方案的稳定性好也比较可靠,而且相对于采用单串口单片机外加串口扩展芯片16C550成本要低一些。

方案2:采用具有一个串口驱动器的单片机外加串口扩展芯片16C550。

这种方案是对单片机扩展了一组外部寄存器,硬件投入比方案1多,系统稳定性没有方案1好。

3.2.1 控制核心W77E58单片机

根据上文所述对单片机功能的要求以及方案的对比,本设计采用华邦公司的双串口单片机W77E58。W77E58单片机内含2个增强型串口和32 kB大容量Flash存储器,指令集与51系列单片机完全兼容,非常适合在智能化监控系统中使用[6]。

时钟振荡电路是CPU所需要的各种定时控制信号的必备单元,它为单片机提供时钟脉冲序列。复位电路由22uF的电容和1 k的电阻及IN4148二极管组成。在满足单片机可靠复位的前提下,该复位电路的优点在于降低复位引脚的对地阻抗,可以显著增强单片机复位电路的抗干扰能力;二极管可以实现快速释放电容电量的功能,满足短时间复位的要求。

3.2.2 W77E58单片机核心电路

单片机的核心电路包括单片机W77E58、单片机系统中常用的地址锁存器芯片74LS373和存储器SRAM6264。

由于单片机的I/O引脚有限,实际应用中常采用地址锁存器进行单片机系统总线的扩展。本设计中地址锁存器74LS373用来扩展单片机的系统总线,以连接单片机和存储容量为8kB的片外随机存储器SRAM6264。SRAM6264采用+5 V的单电源,所有的输入端和输出端都与TTL电路兼容。WE为写信号,CS为片选信号,OE为输出允许信号,D0~D7为8位数据线,A0~A12为13根地址线[3,7,8]。

3.3 掉电数据保护功能的实现

在单片机控制系统中,通常要保证一些重要的数据在系统掉电后不丢失,当系统再次上电后能够正确地读取这些数据。本设计中就需要实现一些通信数据的掉电保护功能。实现掉电数据保护功能的方法有很多,常用的有系统扩展易失性存储器(RAM)外加电池的方法和系统扩展非易失性存储器(ROM)的方法。其中系统扩展非易失性存储器的方法中常使用EEPROM和FLASH作为存储介质。EEPROM也称为可擦除可编程ROM(Electrically Erasable PROM),随着技术的发展,EEPROM的擦写速度将不断加快,容量将不断提高,将可作为非易失性的RAM使用。由于所设计的系统中需要实现掉电数据保护功能的数据不多,所以选用支持IIC总线数据传输协议的串行EEPROM AT24C04作为系统的掉电数据保护介质,它拥有512×8bit的存储容量,具有结构紧凑、存储容量大等特点。它的IIC接口简单、操作方便,特别适合存储单片机控制系统中一些重要参数[7,11]。

3.3.1 IIC总线简介

IIC(Inter-Integrated Circuit)总线是由PHILIPS公司开发的由数据线SDA和时钟线SCL构成的两线式串行总线,用于连接微控制器及其设备。

IIC总线最主要的有点是简单性和有效性。由于接口直接接在组件之上,因此IIC总线占用的空间非常小,减少了电路板的空间和芯片管脚的数量,降低了互联成本。但要注意IIC总线的接口一般为开漏或开集电极输出,所以在实际电路连接时需要加上拉电阻[5]。

3.3.2 掉电数据保护电路设计

由于所选用的W77E58单片机没有IIC总线接口,所以我们要用单片机的I/O口模拟IIC总线的时序来实现芯片的读写功能。用单片机的普通I/O口模拟IIC总线的硬件连接非常简单,只需要使用W77E58单片机的P1.0口连接SCL,P1.1口连接SDA即可。

3.4 基于RS-232、RS-485串行通信接口电路设计

在实际应用中,单片机很多时候不是作为一个独立的控制单元而存在,它还要与其他单元进行通信。串行接口是单片机应用系统常用的通信接口。在实际应用中,单片机系统使用的是TTL电平,单片机中的串口输出的信号也是如此,但是串行通信中一般使用的是RS-232通信协议,二者的电平并不相同,需要外接接口进行电平匹配。实现这种电平变换可以使用分立元件,也可以采用集成电路芯片,目前较为广泛的是使用集成电路转换芯片[7,8]。

由于抄表终端与数据采集计算机的距离较远,采用RS-232标准进行通信,带负载能力差、通信范围小,传送距离不超过15 m,难以满足远距离的数据传输和控制。长距离通信通常采用RS-485方式。在单片机系统中加入RS-485方式的串行通信,就可以完成抄表终端与远程上位数据采集计算机的数据传送。RS-485总线采用差分信号传输,抗干扰能力强,传输距离远。采用双绞线在100 kbit/s的速率时可以传送的距离为1.2 km,若速率降到9600 bit/s则传送距离可达15 km。RS-485可以实现多个负载的功能。用一对线便可连接多达32个不同设备[13]。

RS-232既是电气标准也是物理标准,而RS-485只是电气标准,没有规定现实其电气特性所必需的物理环境,故可采用RS-232的物理标准。这就为在单片机系统中实现RS-485通信提供了方便。应用时仍使用单片机的串口,但是信号传递过程中使用RS-485协议,以达到较长的传输距离。本系统中需要使用两个串行通信接口,一个用来和数据采集计算机通信,一个用来和电表通信,分别采用RS-485和RS-232标准。

参考文献

[1]丁毓山.电子式电能表与抄表系统[M].北京:中国水利水电出版社,2005.

[2]曹振华.电路设计教程:Protel起步与进阶[M].北京:国防工业出版社,2007.

[3]陈立周,陈宇.单片机原理及其应用[M].北京:机械工业出版社,2007.

[4]张盛福,王喜斌,张鹏.华邦51单片机原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[5]胡耀辉,朱朝华.单片机系统开发实例经典[M].北京:冶金工业出版社,2006.

[6]余永权.世界流行单片机技术手册(欧亚系列)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

[7]求是科技.单片机典型模块设计实例导航[M].北京:人民邮电出版社,2004.

[8]求是科技.单片机典型器件及其应用实例[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[9]沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[M].北京:电子工业出版社,2005.

[10]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2005.

[11]严天峰.单片机应用系统设计与仿真调试[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[12]清源科技.Protel 99 SE电路原理图与PCB设计及仿真[M].北京:机械工业出版社,2007.

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Keywords: electricity information collection system; Construction; Methods; role

中图分类号:G262文献标识码: A 文章编号:

0、引言

按照国家电网公司“集团化运作、集约化发展、精益化管理、标准化建设”的发展要求,自2007年开始,黑龙江省公司开展用电信息采集系统的建设研究工作。先后经过标准制定、试点建设、全面推广,深化应用等四个阶段,实现了全省的用电信息自动采集,实现了“全覆盖、全采集”建设目标,同时,有60%的用户实现了远程费控功能。

用电信息采集系统自建设后,起到了非常关键的基础性作用。在用电信息采集系统采集数据的基础上,结合SG186营销业务应用系统,实现了从远程抄表、核算发行、银行收费、欠费提醒、自动停电、远程通知、远程送电的全过程自动化控制,实现了中低压线损统计分析、抄表收费、用电检查、业扩报装的“精益化”管理,重构了营销业务内容和业务流程,极大地提高了营销工作效率和管理水平,客户服务能力和优质服务水平显著提高,实现了营销管理的历史性飞跃,开创了龙江营销工作的崭新局面。

1、系统建设的背景

黑龙江省公司在“十五”期间试点建立了关口电能量自动采集抄表系统、负荷控制系统、网损管理系统,实现了部分关口和高压大用户的用电信息自动采集。部分地市公司也根据各自的应用需求,陆续开展了不同层面、不同规模的低压用户的用电信息采集系统探索性试点建设,这些系统规模虽小,但在负荷预测分析、电费结算、需求侧管理、线损统计分析、反窃电分析及供电质量管理等业务中取得了非常好的应用效果。

由于试点建设,缺乏统一规划和建设标准,各系统相互独立,互不兼容,系统间接口零乱和复杂,采集数据不能实现共享,形成了信息孤岛,应用范围和应用效果受到限制,严重制约了用电信息采集系统作用的发挥,也制约了省公司营销管理水平的提高和发展。

随着国家电网公司深入推进“两个转变”,加快建设“一强三优”现代公司,对营销信息化、现代化要求逐步提高,用电信息采集技术的也发展成熟。通过深入调研分析,各层面、各专业及社会和广大电力用户对用电信息采集系统的建设均有着迫切的需求。黑龙江省公司根据《国家电网公司“十一五”电力营销发展规划》的统一部署,结合本省营销业务实际情况,提出了建设一个覆盖所有用户用电信息采集系统的项目计划。

2、系统建设的过程和方法

黑龙江公司用电信息采集系统建设经过了标准制定、试点建设、全面推广,深化应用四个阶段,标准先行、循序渐进、稳步推进。

2.1研究并制定了用电信息采集系统建设标准

系统职业技能培训工作,讲师。

黑龙江省公司用电信息采集系统的定位是建设成一个涵盖了所有购电侧、售电侧和考核侧计量点电能信息的数据采集平台,电能信息管理平台(包括所有与营销相关的电能量信息、负控数据、关口表数据等),计量设备管理平台。

我公司组织专家于2006年11月开始启动标准编写工作,经过编写工作组历经4个月的充分调研、论证,决定采用基于国际上先进的标准体系来构建黑龙江省用电信息采集与管理系统的企业标准;该标准于2007年6月1日通过了国家电网公司组织的专家论证。为了加快推进系统系列标准的实施。。

2.2开展局部试点建设,加强质量控制

根据系统工程建设规划,于2007年9月底完成三个地市局封闭五条线路共计24000个计量点进行了用电信息采集系统建设的试点工作。通过试点建设积累系统建设经验,试点建设所取得的成效也确立了省公司全面开展系统建设的决心。

同时,为了加强系统设备的质量管理和设备的一致性、通用性的测试,依据系统系列标准,我们自主研发了全性能协议和功能测试软件,经过和多个已取得国际上标准认证的不同设备进行标准比对和多方测试,测试软件通过实用化验收。通过在省电能计量中心组建系统设备测试仿真实验室、系统设备测试型式实验室等,确保建设系统所需的所有终端设备可以进行实验室仿真验收和型式试验,开展了系统协议测试,功能测试、电力载波通讯测试、电磁兼容、表计功能、误差、高低温试验等,有效保证了系统建设质量。

2.3确定目标,全面推进

在试点成功的基础上,黑龙江省公司确定了利用两年时间完成覆盖全省用电客户用电信息采集系统建设任务的目标。省公司充分认识加快推进营销信息化工作的紧迫性和任务的艰巨性,进一步转变观念,加强领导,根据公司总体部署,按照积极推进、平稳过渡的原则,制定了系统建设实施计划,落实项目资金,规范管理、扎实工作,有条不紊的开展了系统建设工作。

按照国网公司“全覆盖、全采集、全费控”的建设目标,实现了日抄表、远程停送电费控功能、负荷限制、在线电量实时监控、地理信息定位等功能,并与“SG186”营销业务应用系统无缝连接,实现了电费自动发行,线损日计算、日分析。