客戶用電信息采集系統(tǒng)

“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材電能計量（第二版）祝小紅周敏主編中國電力出版社緒論第一章電子式電能表的原理與結構第二章電子式電能表的接線與功能第三章測量用互感器第四章電能計量裝置的接線及配置第五章客戶用電信息采集系統(tǒng)第六章竊電的檢查及處理第七章電子式電能表的檢定第八章測量用互感器的檢定第九章綜合誤差第十章實驗部分目錄第一節(jié)用電信息采集系統(tǒng)概述第二節(jié)采集終端第三節(jié)通信信道第五章客戶用電信息采集系統(tǒng)一、用電信息采集系統(tǒng)定義二、用電信息采集系統(tǒng)結構組成三、用電信息采集系統(tǒng)功能第一節(jié)用電信息采集系統(tǒng)概述一、用電信息采集系統(tǒng)定義是對電力客戶的用電信息進行采集、處理和實時監(jiān)控的系統(tǒng)，實現(xiàn)用電信息的自動采集、計量異常監(jiān)測、電能質量監(jiān)測、用電分析和管理、相關信息發(fā)布、分布式能源監(jiān)控、智能用電設備的信息交互等功能。二、用電信息采集系統(tǒng)結構組成主站：是用電信息采集系統(tǒng)的管理中心，負責整個系統(tǒng)的電能信息采集、用電管理以及數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)應用等。通信信道：是連接主站和終端、終端和電能表之間的通信介質、傳輸方式和規(guī)約等的總稱，是主站、采集終端、電能表信息交互的承載體。按采集終端的上行和下行傳輸網絡分為遠程通信和本地通信。采集設備：是指安裝在現(xiàn)場的終端及計量設備，主要包括專變終端、集中器、采集器及電能表計等。系統(tǒng)物理架構圖本地信道遠程信道主站電力用戶智能電表（用電信息）采集終端三、用電信息采集系統(tǒng)功能序號分類名稱目的業(yè)務對象1主要業(yè)務自動抄表提高抄表質量和效率營業(yè)抄表2預付費加快資金周轉，防范電費回收風險營業(yè)收費3有序用電及時掌握社會用電需求，合理調節(jié)用電負荷，促進供需平衡需求側管理4綜合應用用電監(jiān)測提高防反竊電技術水平，及時發(fā)現(xiàn)計量裝置故障，減少和規(guī)避經濟損失用電檢查和計量5用電分析與統(tǒng)計研究用戶用電特性，為調整營銷策略提供決策依據(jù)市場分析6線損分析實時統(tǒng)計分析線損，提升線損管理水平線損管理7配變監(jiān)測實時監(jiān)測配變運行狀態(tài)，加快故障搶修響應速度，提高供電可靠性配網運行8電能質量統(tǒng)計監(jiān)測用戶端電壓質量，提高電能質量考核數(shù)據(jù)電能質量管理9高級應用輔助決策為電力供需平衡、站點線路選擇等提供決策依據(jù)營銷、生產決策10增值服務通過信息快速雙向互動，提升供電服務能力電力用戶一、采集終端種類二、采集終端結構原理二、專變采集終端三、集中抄表終端第二節(jié)采集終端一、采集終端種類功能：電能表數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)雙向傳輸以及轉發(fā)或執(zhí)行控制命令專變采集終端集中抄表終端分布式能源監(jiān)控終端集中器采集器二、采集終端結構原理三、專變采集終端是對專變用戶用電信息進行采集的設備，可以實現(xiàn)電能表數(shù)據(jù)的采集、電能計量設備工況和供電電能質量監(jiān)測，以及客戶用電負荷和電能量的監(jiān)控，并對采集數(shù)據(jù)進行管理和雙向傳輸。外觀一輪二輪三輪四輪功控電控運行告警紅外口XXXXXX型智能專變采集終端電源有功無功RS485電源NETT/R通訊模塊液晶顯示屏擴展接口模塊主端子輔助端子123456789101112主端子接線端子輔助端子39404142434445464748常開常閉常開常閉常開常閉常開常閉+開關量5-+開關量6-1314151617181920212223242526272829303132333435363738告警+開關量1-+開關量2-+開關量3-+開關量4-+有功脈沖-+無功脈沖-A1B1A2B2門接點接線端子①計量：計量等。②監(jiān)測：電能質量監(jiān)測；應用于反竊電后臺與總表對比。③通信：本地通信——采用RS485或載波等方式與電能

表通信；

遠程通信——采用GPRS/CDMA、光纖專網等方式與

主站通信。④控制：預付費（費控）；

有序用電（負控）。功能四、集中抄表終端集中抄表終端是對低壓用戶用電信息進行采集的設備，包括集中器、采集器。1、集中器集中器是指收集各采集器或電能表的數(shù)據(jù)，并進行處理儲存，同時能和主站或手持設備進行數(shù)據(jù)交換的設備。外觀接線端子帶交采功能集中器主端子輔助端子接線端子功能①計量：計量等。②監(jiān)測：電能質量監(jiān)測；應用于反竊電后臺與總表對比。③通信：本地通信——采用RS485或載波等方式與采集器或電

能表通信；

遠程通信——采用GPRS/CDMA、光纖專網等方式

與主站通信。④控制：預付費（費控）。2、采集器采集器是用于采集多個或單個電能表的電能信息，并可與集中器交換數(shù)據(jù)的設備。外觀紅外通信電源告警上行通信下行通信電力線載波接線端子A相線端子B相線端子C相線端子N零線端子預留預留預留預留抄表485A抄表485B維護485A維護485B功能①采集：自動采集電能表數(shù)據(jù)。②通信：通過RS485、微功率無線等方式與集中器通信，向集中器傳送數(shù)據(jù)。一、通信信道分類二、遠程通信信道三、本地通信信道第三節(jié)通信信道一、通信信道分類遠程通信本地通信采集終端和系統(tǒng)主站之間的數(shù)據(jù)通信采集終端和用戶電能計量裝置之間的數(shù)據(jù)通信光纖專網無線公網（如GPRS和CDMA等）230MHz無線專網中壓載波電力線載波短程無線RS485總線二、遠程通信信道光纖通信無線公網230MHz無線專網光纖通信光纖通信是利用光波在光導纖維中傳輸信息的通信方式。光纖通信系統(tǒng)模型電發(fā)送側光發(fā)送側光纖中繼器光接收側電接收側無線公網（GPRS/CDMA）GPRS：通用分組無線業(yè)務（GeneralPacketRadioService），是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展的一種新的承載業(yè)務，目的是為GSM用戶提供分子形式的數(shù)據(jù)業(yè)務。CDMA：碼分多址（CodeDivisionMultipleAccess），是數(shù)字技術的分支——擴頻通信技術上發(fā)展起來的一種新的無線通信技術。230MHz無線專網230MHz無線專網使用國家無委會批準的電力負荷管理系統(tǒng)專用頻點，230MHz無線專網主站電臺與終端使用一對頻點，同一頻點下的每個終端都可以接收到主站的無線信號，所以同一頻點下終端需要獨立的身份編號，終端識別信號后作出響應，完成通信。傳輸方式建設成本通訊實時性運行維護費容量可靠性信息安全光纖專網高滿足要求低滿足要求滿足要求滿足要求GPRS/CDMA無線公網低受第三方責任因素限制高基本滿足要求差基本滿足要求230MHz無線專網高低高不滿足要求差基本滿足要求分類特點光纖專網光纖專網技術特點如下：1.容量大，光纖工作頻率比目前電纜使用的工作頻率高出8-9個數(shù)量級，開發(fā)的容量很大；2.衰減??；3.防干擾性能好，光纖不受強電干擾、電氣化鐵道干擾和雷電干擾，抗電磁脈沖能力強，保密性好；4.光纖通訊通道的可靠性高，目前為止光纖通道是通信容量最大、運行最安全、穩(wěn)定的通信方式，遠程數(shù)據(jù)安全性和可靠性高。230MHz無線專網230MHz無線專網技術特點如下：1.終端直接與主站電臺通信，通信環(huán)節(jié)少，效率高；2.終端與中繼站（分站）電臺通信，中繼站（分站）再通過倒頻、微波、光纖等與主站通信，通信環(huán)節(jié)較多，效率低，但覆蓋的范圍廣。分類特點無線公網信道GPRSGPRS是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術，提供端到端的廣域無線IP連接。特點如下：1.傳輸速率高，理論最高值171.2kbps，實際應用接近56KModem的速度；2.支持永久在線；3.與話音業(yè)務共用信道，通信鏈路飽和時數(shù)據(jù)通信會受話音業(yè)務干擾；4.資源相對豐富，覆蓋地域廣；5.適合大規(guī)模應用。CDMACDMA是一種基于擴頻技術的碼分多址通信業(yè)務，可向用戶提供移動多組的IP連接。特點如下：1.傳輸速率高，理論最高值307.2kbps，實際應用峰值速率高達153.6kbps，傳輸速度優(yōu)于GPRS；2.支持遠方喚醒；3.專業(yè)頻率和信道，不與話音共用信道，網絡穩(wěn)定，不易受干擾；4.資源相對較少，覆蓋地域遜于GPRS；5.適合較大規(guī)模應用。三、本地通信信道低壓窄帶電力線載波低壓寬帶電力線載波RS485總線微功率無線低壓窄帶電力線載波載波信號頻率范圍不大于500kHz的低壓電力線載波通信。電力用戶用電信息采集系統(tǒng)技術規(guī)范規(guī)定載波信號頻率范圍為3kHz～500kHz。目前四種載波方案的中心頻率分別為曉程120kHz、瑞斯康132kHz、東軟270kHz、鼎信421kHz。低壓寬帶電力線載波基本頻帶為1MHz～20MHz，擴展頻帶為3MHz～100MHz，采用正交或擴頻調制方式實現(xiàn)兆級以上數(shù)據(jù)傳輸。RS485總線RS485是用于串口通信的接口標準，由RS232、RS422發(fā)展而來，屬于物理層的協(xié)議標準。RS485采用平衡發(fā)送和差分接收方式來實現(xiàn)通信：發(fā)送端將串行口的TTL電平信號轉換成差分信號兩路輸出，經傳輸后再接收端將差分信號還原為TTL電平信號。兩條信號線為雙絞線或同軸電纜，實現(xiàn)了基于單對平衡線的多點、雙向半雙工通信鏈路。微功率無線通信雙方通過無線電波傳輸信息，采用數(shù)字信號單片射頻收發(fā)芯片把要發(fā)送的數(shù)據(jù)信號通過調制、解調、放大、濾波等數(shù)字處理后轉換為高頻交流的電磁波進行傳輸。分類特點有線通信低壓窄帶載波1.指載波信號頻率范圍≤500kHz的低壓電力線載波通信，占用頻帶較窄，數(shù)據(jù)傳輸速率較寬帶載波PLC低。2.數(shù)據(jù)雙向傳輸，無需另外鋪設通信線路，安裝方便、適應性好。3.電力線存在信號衰減大、噪聲源多且干擾強、受負載特性影響大等問題低壓寬帶載波1.指載波信號頻率范圍＞500kHz的電力線載波通信，占用頻帶寬，數(shù)據(jù)傳輸速率高。2.數(shù)據(jù)雙向傳輸，無需另外鋪設通信線路，安裝方便、適應性好。3.存在高頻信號衰減較快的問題，在長距離通信中需要中繼組網解決。RS485總線信號傳輸可靠性高、雙向傳輸，需敷設RS485線路，存在安裝調試復雜、容易遭到人為破壞等問題。無線通信微功率無線雙向傳輸、功耗低、自組網、