时间:2022-04-22 10:52:44
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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。
【摘 要】随着我国电子信息和科学技术的迅速发展,电力企业得到了很大的改善,远程自动抄表技术对于供电企业提高用电营销管理水平、增加企业经济效益和获得较大的社会效益意义重大。介绍了远程自动抄表技术在电力企业中的应用情况,分析和指出了远程自动抄技术在营销工作中需要注意的问题及改进措施。
关键词 电力营销;远程自动抄表;现状;存在问题;解决措施
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)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。
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。
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。
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
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)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。
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(下转第271页)(上接第250页)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。
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。
参考文献
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)10-2328-02
进入二十一世纪以后,国家电网公司进入世界五百强前十名。使得我国电力产业有了飞速的发展,随着目前我国国家电网体制改革深入进行发展,使得电力设备企业供应商对目前电力设备的需求与供应情况有了相对较高的要求和严格的目标。对线路的选择规划以及用电负荷的标准制定高标准要求。不仅能够完善当前电厂和电站的产业需求!
1 系统概述
系统所设计系统包括无线抄表器部分、通信部分以及电力局抄表中心管理端软件部分。论文所设计系统避免了大规模更换电表,既满足了无线抄表的功能同时也符合当下绿色经济的理念,使县乡一级供电公司节约了资金并且可以节约了大量的人力物力。为将来大规模的电表产业升级做好了铺垫,减少了不必要的电表更换。等新一代智能电表成熟后,在进行统一的升级换代。
在基于GPRS抄表器下的无线远抄系统中首先通过抄表器进行电表表码的采集,采集后将数据存储到抄表器内部数据库中,然后通过抄表器内部GPRS模块将数据上发直电力局抄表中心。电力局后台控制中心与中国移动直接通过专线进行连接,采用内外网结合的使用。采用GPRS的WAP接入点保证系统的稳定,和通信的流畅。电力局后台服务器中心在与各个终端GPRS Modem之间长时间不传送数据时,GPRS网络仍可保持此Modem与业务中心永远在线相连接。在GGSN不支持此功能时,要求通信终端在被GPRS网络激活后,立即发起PDP上下文激活请求。
2 系统主要流程
2.1 红外抄录流程
在进入系统后进行抄表,系统将自动组帧发射抄表帧,电表收到数据后返回表码,抄表器程序将数据解析后,将表码值存入抄表器内数据库中。
2.2 GPRS数据远传
在进入系统后首先需要进行GPRS模块的激活,激活后将需要上传的数据打包数据通过GPRS网络在APN中发送到电力局抄表中心的前置机,电力局抄表中心前置机将数据解压处理后将指令发到电力局抄表中心数据库进行处理,将用户提交的信息记录到电力局抄表中心的数据库里,再将确认上传成功的信息结果返到前置机后经前置机打包压缩后在经过网络发到抄表器上,在wince系统上经程序分析解压把数据在界面上显示上传成功。
3 无线抄表器设计
3.1 处理器
抄表器终端处理器采用Samsung公司S3c2410,ARM920T内核体系,高达400MHz的工作频率,16KB的 I—Cache和16k B的 D—Cache,具有MMU虚拟存储器管理、支持 STN&TFT的LCD控制器、3个UART、2个USB接口、117个通用 I/O端口、4通道DMA、日历和时钟功能的RTC、片内PLL时钟发生器,支持JTAG等下载仿真调试,是一款低价格、低功耗、高性能的ARM处理器芯片。在抄表器中处理器起到了核心作用,为整个抄表器提供运算、存储功能。
3.2 GPRS模块
GPRS网络是在现有 GSM 网络中增加一些节点( 如:GGS N和 S GS N) 实现的,结构中还引入了下列新的网络接口:主干网接口。用于各种GGSN之间; Gb, BSS和SGNS之间的接口;Gr,SGSN和HL之间的接口;不同的GSM网络(不同的 PLMN)之间的接口; Gs,SGSN和MSC之间的接口。
3.3 红外模块
抄表器中使用的红外芯片型号为BC7210,支持主流DL/T645和NEC两种编码方式,用户可选择使用或不使用用户码(Customer Code,或称地址码),用户码可由外接电阻/二极管设置,并行/串行两种输出方式,兼容SPI/UART两种串行输出方式(UART波特率为9600),采用数字滤波技术,高抗干扰,无误码,接收有效指示输出,低成本,SO20封装。其与MCU连接示意图如下:
4 结束语
论文所设计无线抄表系统,通过抄表器采集电表的内容分析存储后上传到县乡电力所控制中心,其再将数据进行分析和存储,并且经过县乡电力所控制中心可以将信息下发控制远程设备的使用,充分利用电力自动化保证系统的稳定,以及节约资金保证电力资源的节约。
论文摘要:随着我国电子信息和科学技术的迅速发展,电力企业得到了很大的改善,远程自动抄表技术对于供电企业提高用电营销管理水平、增加企业经济效益和获得较大的社会效益意义重大。本文介绍了远程自动抄表技术在电力企业中的应用情况,分析和指出了远程自动抄技术在营销工作中需要注意的问题及改进措施。
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
随着社会的发展,人民生活水平的提高,对于住宅人们除了关注楼层、面积、平面布置等因素外,同时也将更多的注意力放在了住宅设备功能设计上。给排水系统作为住宅设备的重要组成部分,其系统设计是否合理,对今后住户的装修、日常使用与维护将产生重要影响。
1.给水系统
1.1给水支管的敷设
一般住宅给水支管外径de≤40mm或dn≤32mm,分户支管至用水点的管道如沿室内楼板下吊设,必然要求设室内吊顶,管外壁还应有防结露措施,给住户装修带来不便,毕竟不是所有的用户都想设吊顶。所以规范规定:给水支管宜敷设在找平层或管槽内且支管外径不宜大于25mm。为了满足规范的要求,给水支管入户后即接入分水器,分水器暗设于厨房或卫生间墙体内,通过分水器后接往各用水点支管管外径均可控制在25mm以下。管槽可以在楼地面施工时预留,槽深大于等于支管外径。管道嵌入管槽里,并用管卡将管子固定在管槽内。墙体内埋水管,要做到合理布局,槽内抹灰圆滑。提倡在管槽内做防水,管道施工完毕,并经水压试验合格后,由土建统一抹灰,并在楼地面上统一用红漆标记出管道走向,并向住户交待清楚以防装修时破坏管道。
1.2水表的设计
长期以来,我国住宅水表均设于室内厨房或卫生间等用水集中处,用水点较多且分散。近年来,水表设于户内而引发的诸多问题日益引起人们的重视:入户抄表扰乱人们的正常生活及可能导致的入户抢劫;使住宅私密性及安全性得不到保障;管理人员抄表不易且抄表劳动强度大;个别用户偷水而管理部门无法制止及处罚等。由于这些问题的产生,水表出户已成为必然的选择。自动抄表系统应运而生,自动抄水表系统属于一种智能化建筑技术,经过多年的实践发展,该系统的技术日臻成熟,它代表着未来住宅产业发展的潮流,自动抄表系统是利用当代微机技术、数字通讯技术与水表计量技术的完满结合。论文格式。集计量、数据采集与处理于一体,将城市居民用水信息加以综合处理的系统。此系统计量准确、收费便捷,既可节省人工又可减少供水部门与客户之间的纠纷,它不但能提高管理部门的工作效率,也适应用户对用水计费的新需求。同时,由于水资源日益紧张,对于水费的分段收费(超出基准水量的部分收取较高的费用)已迫在眉睫。自动抄表系统对于这些问题可以迎刃而解。
2.同层排水系统
2.1厨房排水管道设计
厨房洗涤池排水支管可直接在楼板上接入排水立管,取消厨房地漏或设侧墙式地漏.这样做可以使下水管道每层水平分隔,如有漏水则不影响下层住户,检修时也可以独户进行。
2.2卫生间排水管道设计
为了满足现代住宅对卫生间排水管敷设方式的基本要求,国内先后出现了垫高卫生间地面敷设排水管的排水方式、后排水方式和下沉卫生间楼面敷设排水管的排水方式,这三种排水方式目前在国内同时存在。
垫高卫生间地面敷设排水管的排水方式适用于受建筑专业布置位置影响的卫生间和旧房卫生间改造以及加设卫生间等:
后排水方式适用于小康以上住宅卫生间;后排水方式,它的水力条件相对较差,坐便器冲洗不干净,用水量较大,同时还存在着侧式地漏容易排水不畅、污水返溢等问题急待解决。
下沉式排水方式使卫生间的布置更加灵活和方便.满足各种品牌和档次卫生器具布置的需要,增加的费用也不多,较适合商品化住宅卫生问布置的需要,而下沉式排水方式的关键问题是下沉后结构层楼板积水的排除。
针对以上问题,可以考虑采取这些措施:严格做好卫生间地面的防水处理及下沉室四周的防水处理;卫生间内所有给排水管道应经严格试压注水试验后方可暗封管道;建议在下沉室侧面设置侧排地漏,以排除可能出现的积水。这些问题都应在大规模将新技术应用到普通居民的住宅建设当中前加以充分考虑。
3.消火栓给水系统和喷淋给水系统
3.1《高层民用建筑设计防火规范》对于一类高层住宅的设置“盲区”
GB50045—95《高层民用建筑设计防火规范》(2001年版)(后面简称《高规》)第2.0.11条对“高级住宅”的解释为建筑装修标准高和设有空气调节系统的住宅。根据此解释,“普通住宅”可定义为建筑装修标准一般或不设空气调节系统的住宅。《高规》第2.0.11条条文说明给出了衡量住宅级别的四个原则,一是看装修复杂程度,二是看是否有满铺地毯。三是看家具、陈设高档与否。四是看设有空调系统。四者均具备,应视为高级住宅。
《高规》第2.0.8条对“商住楼”的定义为底部商业营业厅与住宅组成的高层建筑。商住楼由于有底部商业营业厅。火灾时火势蔓延快、疏散困难、扑救难度大、火灾隐患多,因此,消防要求相应比普通住宅严格。
《高规》第7.6.2条规定,建筑高度不超过100m的普通住宅不设自动喷水灭火系统.一类商住楼的公共活动用房、走道应设自动喷水灭火系统。
按《高规》7.2.4条规定,不要求一类高层住宅和一类高层商住楼设置消防卷盘。综合以上几条《高规》中的规定,不难发现.各条规定均对一类高层普通住宅的消防等级设置比较低。但是。现代家庭住宅装饰和家具陈设越来越五彩缤纷,室内存在大量可燃物.家家均存在火灾隐患。而且楼层多。住户集中,火灾危险性也较大。一旦发生火灾,火势蔓延迅速,人员疏散困难,扑救复杂,损失巨大。
及时扑灭初期火灾,控制火势蔓延.保障住户的生命、财产安全在住宅消防系统中就显得尤为重要。在每个楼层增设消防卷盘就可以在居民发现初期火灾后进行自救,以此来及时有效地扑灭户内初期火灾。
即便是在建筑高度超过100m的一类商住楼走道上设置了自动喷水灭火喷头,但对于户内火灾也鞭长莫及,控制不了户内初期火灾。这种情况下,如果仍按《高规》的做法不设置消防卷盘,那么仅仅能保证居民逃生的安全,可以有一条安全逃离火灾现场的通道.但是居民家中的财产安全就无从保障。论文格式。因此.为了更好地从“人”的角度来推广新的住宅给水排水的技术,笔者认为应在一类高层住宅内设置消防卷盘,使居民在火灾发生的初期,可立足于自救。论文格式。
3.2住宅喷淋灭火系统
住宅喷淋系统是一种在住宅建筑内安装的自动快速反应的喷水灭火给水系统。它可不依赖于人,早期发现、及时控制家庭内的火灾,是防止住宅内生命和财产遭受火灾损失的有效装置。
《高规》第7.6.2.4条规定,高级住宅的居住用房应设自动喷淋灭火系统,而对普通多层及高层住宅均没有涉及。随着我国住宅数量的剧增以及住宅内火灾隐患的增加。住宅火灾数量也将相应上升,早日将住宅喷淋灭火系统引入国内并且制定相应的规范,对减少人员伤亡和财产损失就显得至关重要了。因此,笔者建议,国家有关部门应着手研究将其纳入规范。按地域和经济条件的不同及住宅的类别逐步实施.开始可以考虑在沿海一带经济发达的地区积极宣传住宅喷淋灭火系统,鼓励有条件的个人安装住宅喷淋灭火系统。
4.建筑节能(节水)
中国是个缺水的国家,水资源是重要的资源。我们应该从各个方面实施节水的措施。加快供水管网改造,降低管网漏失率;在建筑工程(小区)中,广泛应用各种节水型器具,推广中水回用、污水再生利用、雨水集流利用技术;倡导节约用水,对超过用水定额指标的实行累进加价收费制度等。
5.结束语
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
中图分类号:TM764文献标识码:A
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
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1.2系统建设目标
1.2.1应用目标为各级电力营销服务提供信息化的技术支持手段和依据,能够及时按需自动采集各电压等级用电现场电能量计量数据,包括示度电量、分时电量、冻结电量、需量等应营销收费服务所需电能量信息。能够监测现场用电计量情况,包括计量装置故障、计量回路异常等,为用电监察提供远程自动化服务手段。为供电企业经济运行、经济管理提供可靠数据依据和支持。能够根据需要监测现场用电运行信息,包括电流、电压、有功无功功率曲线,为供电质量分析及负荷管理提供可靠技术支持。为强化四分线损管理、需求侧管理提供技术支持手段根据采集到的分时电能量进行四分线损统计分析,并和理论线损进行对比分析,为降低管理线损提供依据。提供大客户远程现场服务功能,能够根据负荷平衡情况为开展错峰用电、节约用电、分时计费等提供技术支持。
1概述
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CustomerInformationControlSystem,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。
电力线通信简称PLC(PowerLineCommunication0)是利用配电网低压线路传输多媒体信号的一种通信方式。在发送时利用GMSK(高斯滤波最小频移键控)或OFDM(正交频分多路复用)调制技术将用户数据进行调制,把载有高频信息的高频加载于电流,然后再电力线上传输,在接收端先经过滤波器将调制信号取出,再经过解调,就可得到原通信信号,并传送到计算机或电话,实现信息传递。类似的电力线通技术信早已有所应用,电力系统中在中高压输电网(35千伏以上)上通过电力载波机利用较低的频率以较低速率传送远动数据或话音,就是电力线通信技术应用的主要形式之一,已经有几十年历史。
PLC接入设备分局段设备和用户端PLC调制解调器。局段负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络连接。在通信时来自用户的数据进入调制解调器后,通过用户配电线路传输到局端设备,局端设备将信号解调出来,再转到外部的Internet。该技术不需要重新布线,在现有低压配电线路上实现数据、语音、和视频业务的承载。终端用户只需插上电源插座即可实现因特网接入,电视接收、打电话等。同样电力线通信技术也可应用于其他相关领域,对于重要场所的监控和保护,一直需要投入大量的人力和财力,现在只需利用电源线,用极低的代价更新原有监控设备即可实现实时远程监控。目前电力系统抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的准确性、同步性难以保证。同时由于抄表地点分散,表记数量众多,所以抄表的工作量巨大。基于电力线路载波(PLC)通信方式的自动抄表装置,由于不需要重铺设通信信道,节省了施工及线路费用,成为现代电力通讯的首选方式,使得抄表的工作量大大减少。近年来居民小区及大楼朝智能化发展,现在的智能化建筑已经实现了5A。但是这些不同的系统自动化需要不同的网络支持;给建设和维护网络系统带来了巨大的压力。借助电力线通信技术,无论是监控、消防、楼宇还是办公或者通信自动化都可以利用电力线实现,便于管理和扩展。
电力线通信主要优势:
电力线通信有无可比拟的网络覆盖优势,我国拥有全世界排名第二的电力输电线路,拥有用电用户超过10亿,居民家里谁都离不开电力线;显然连接这10亿用户的既存电力线是提供上网服务的巨大物质基础。在广阔的农村地区,特别是那些电话网络不太发达的地区,PLC更有用武之地,毕竟电力网规模之大是任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大,市场发展成熟较慢,但会存在电力线上网先入为主的局面,对PLC的长远发展和扩展非常有利。
电力线通信可充分利用现有低压配电网络基础设施,不需要任何新的线路铺设,随意接入,简单方便的安装设备及使用方式,节约了资源和费用,无需挖沟和穿墙打洞,避免了对建筑物和公共设施的破坏,同时也节省了人力,共享互联网络连接,高通讯速率可达141Mbps(将未通过升级设备可达200Mbps)。PLC调制解调器放置在用户家中,局端设备放置在楼宇配电室内,随着上游芯片厂商14M产品技术相对成熟。PLC设备整体投入不断下降,据调查当前14M的PLCModem产品其成本已降到普通的ADSL接入猫相仿的水平,而局端设备则更便宜。由于一般一个局端拖带PLC调制解调器的规模为20-30台,因此随着用户的增长,局端设备可以随时动态增加,这一点对于运营商来说,不必在设备采购初期投入巨大的资金。因此也有宽带网络接入最后一公里最具竞争力的解决方案之称。
电力线通信的缺点