集抄系統在負荷控制系統中的應用

李 敏

自貢電業局電能計量中心，四川自貢 643000

1 系統原理簡介

集中抄表系統，亦稱是遠程抄表系統一個近年來發展迅速的新興行業，在10年左右的時間內，從一個鮮為人知的想法發展成為一個行業。

智能電表安裝和抄表，是為了計量和管理對能源、資源的消費狀況，并為收費提供依據而產生的。隨著生活水平的提高，人們對資源的消費日益增長，資源消費的計量、管理和收費工作日益繁雜，提高管理層次和自動化水平的產品必然會應運而生。

2 系統結構

2.1 系統簡介

集抄系統采用了微電子技術、計算機芯片技術、現代通信技術等當今最先進的技術，支持并采用先進的GPRS公用無線通信網絡技術，是實現需求側管理現代化的重要組成部分，也是電力負荷管理系統的配套系統，和電力負荷管理主站配合能夠實現自動抄表、計量設備監測和防竊電等功能，是電力營銷自動化系統中具有較高的實用價值的系統。

遠程集中抄表系統示意圖

2.2 系統特點

系統采用高速32位ARM和Linux操作系統；內部嵌入高速高精度的采集模塊，實現實時高速電能計算，特別是在負荷波動大、諧波含量高的運行狀況下依然能夠保證采樣和電能計量精度；

終端電磁兼容性能優良，能抵御高壓尖峰脈沖、強磁場、強靜電、雷擊浪涌的干擾、且具有較強的溫度自適應能力范圍；

與主站的通信支持國家電網公司頒布的《電力用戶用電信息采集系統通信協議：主站與采集終端通信協議》（Q/GDW376.1-2009）,支持TCP/UDP/SMS傳輸模式；

與載波模塊通信支持Q/GDW376.2-2009《電力用戶用電信息采集系統通信協議：集中器本地通信模塊接口協議》。

與總表的通信支持DL/T645-1997/2007(部頒規約)、科陸、威勝、浩寧達、福建標準、ABB、IEC1107、紅相EDMI、蘭吉爾/西門子B/D表等多種國內外常用表計規約；終端同時支持不少于兩種規約的電表接入，支持主站遠程升級終端電表規約庫。

與小區居民表的通信支持DL/T645-1997/2007（部頒規約）

寬電壓范圍設計使其具有更高的可靠性，更加適應工作環境；

全新的維護概念：具有功能強大的組態功能，可以在當地/遠方方便地修改設備參數，支持當地/遠方軟件的在線升級；

大容量的主板FLASH存儲芯片保證各種數據的方便存儲；

3 數據采集方式

集中器可用下列方式采集電能表的數據：

1）實時采集：集中器直接采集器存儲或電能表的各類電能數據、參數和事件數據；

2）定時自動采集：集中器能按主站設置；

3）自動補抄：集中器對在規定時間內未抄讀到數據的電能表有自動補抄功能。補抄失敗時，生成事件記錄，并向主站報告。

3.1 狀態量采集

終端實時采集開關位置狀態和其它狀態信息，發生變位時應記入內存并在最近一次主站查詢時向其發送該變信號或終端主動上報。

3.2 交流模擬量采集

集中器采集電壓、電流等模擬量，測量電壓、電流、功率、功率因數等。

3.3 直流模擬量采集

對一些非電氣量監測點（如：溫度、壓力等），經變換器轉換成直流模擬量：集中器可實時采集直流模擬量測量溫度、壓力等非電氣量；直流模擬量測量準確度在1%范圍內。

3.4 載波通信數據采集

電能表內有載波方式通信數據功能模塊，可實現自動編程/遠程自動抄表；可通過后臺軟件對電能表進行實時監控，可讀寫表內各項參數。

載波通信芯片以青島東軟載波通信芯片PLCi36為例，該芯片具有以下特點：

直序列擴頻通信技術

軟件相關器和匹配濾波器,63位碼序列

高性能數字信號處理

BFSK調制，半雙工通信模式

碼速率高達20.8波特

自適應數字信號處理和模糊處理技術

高效率前向糾錯

主動向計量管理芯片MCU申請地址,并且將該地址影射

為模塊的MAC地址

高效率的節點中繼轉發機制,支持七級中繼深度

支持相位檢測

支持大數據量傳輸,應用數據字可達到176字節

PLCi36的設計考慮了產品的兼容性,兼容于三代載波芯片PLCi36.載波通信模塊在外圍電路做了優化。例如：提高通信能力,包括發送能力和接收能力.更加合理的分配各個載波節點的輸入、輸出阻抗等。

3.5 數據管理和存儲

集中器能按要求對采集數據進行分類存儲，如日凍結數據、抄表日凍結數據、曲線數據、歷史月數據等。曲線凍結數據密度為1小時。

4 集中抄表系統常見故障的判斷與處理

4.1 網絡常見故障

1）安裝原因造成的故障：集中器登錄不上網絡，集中器的網絡燈等間隔閃爍。主站無法與集中器通信；集中器登錄不上網絡，集中器的網絡燈等間隔閃爍。主站無法與集中器通信；集中器指示燈無顯示。可能的原因及解決方法：Sim卡接觸不好、天線松動或安裝不到位、未上電。可通過現場重新安裝Sim卡、重新安裝天線、確認電源接線正確，集中器電源開關處于“開”位置。

2）移動的原因造成的故障：集中器登錄不上網絡，集中器的網絡燈等間隔閃爍。主站無法與集中器通信；集中器指示信號強度低于2格，或信號強度指示不穩定，忽高忽低。主站通信時斷時續；集中器登錄不上網絡，集中器的網絡燈等間隔閃爍。主站無法與集中器通信；網絡指示、信號強度均正常。但主站無法與集中器通信。

可能的原因及解決方法：當地無網絡覆蓋、當地信號較差、Sim卡損壞或故障、Sim卡未開通相關業務或Sim卡被停機；聯系移動或者聯通進行掃盲、更換外置天線、移動外置天線位置、更換Sim卡、通知移動開通相關業務，進行充值，對于大批量的Sim卡，建議設立托收號碼。

4.2 RS--485總表常見故障

1）安裝問題造成的故障：集中器無法抄表，上送的負荷數據均為無效值。造成的原因：485線A、B端接反；485線接觸不良、壓皮、斷線；沒有正確的連接到總表或集中器的485端口；信號接線端子為卡口式的集中器的485端子彈片損壞；解決辦法：正確接線、硬件損壞更換集中器

2）參數設置錯誤：集中器無法抄表，上送的負荷均為無效值。造成的原因：規約設置錯誤、表地址設置錯誤。解決辦法：通過主站中繼抄表功能功能可以確定總表規約和地址，然后進行設置。

通過以上的介紹，可以很清楚地看到集抄系統能夠實現眾多功能。正是這些強大的功能，使得集抄系統為營業管理、配網生產運行搭建了一個實時管理分析平臺，將實時數據、遠程控制停送電、電能表故障在線檢測、配電變壓器三相負荷不平衡監測、電壓合格率、供電可靠性、線損率統計等功能整合在一起，實現與生產、營銷等管理系統的數據融合，為生產經營提供分析決策的可靠依據。

[1]褚大華編著.電子式電能表[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]姜開山主編.GPRS遠程自動抄表系統[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]國家電網公司.電力用戶用電信息采集系統建設研究，2008.