一種實現電力寬帶載波互聯互通的評估檢測系統

華立電力科技 陳志軍

1 現狀描述

在人工智能和大數據的信息背景下，低壓電力載波用于自動抄表行業已經全面推廣和實施，為電業行業用戶用電的第一手數據采集，提供了實時和完整的支持。然而，原來的窄帶低頻載波存在一系列現實的問題：如同一區域內，載波方案太多，增加了物質管理難度和管理成本；不同載波方案之間無法互聯互通，在測試、生產和現場需要針對每種方案各自準備設備和工具；載波技術的差異化發展造成一些廠商頻繁升級技術方案，表廠無法與其同步，導致現場使用效果不良。等等諸多的各類問題。

為此，國家電網公司為了避免載波制造廠家太多、各自為政、技術方案都自成一套、并各自設置技術壁壘，提出了在寬帶范圍內，不同的載波方案之間，必須做到互聯互通，以避免在現場工程上不能互換帶來的重復投資和建設的弊端；并為互聯互通規范了電力載波通訊行業標準，于2017年下半年提出了《低壓電力線寬帶載波互聯互通測試系統測試規范》，對單個的載波模塊進行技術性的入網測試，以此作為評定不同廠家的合格指標。

然而，單個模塊或者表計的測試，并不能完全替代實際使用過程中的真實工況。特別是在同一區域，很多不同廠商之間，需要混裝不同方案的載波模塊，以及現場存在衰減、噪聲、頻率凹點時，能否真實實現不同深度的中繼路由的互聯互通，需要建立一個有效的模型設備，來考核多個方案之間的真實通訊狀態，并記錄每個廠家的模塊抄表效率。

本文就此提出一個全新的系統檢測和評估方案，并在相應的省局進行了技術驗證，取得了良好的效果。

2 檢測內容

除了在模塊測試里包含的性能測試和協議一致性測試之外。我們還包含以下幾大類測試：

2.1 基本互聯互通測試

通過改變集中器和載波表內部的不同載波方案，在沒有中繼和路由的情況下，混合不同載波表的載波模塊（至少三家以上），讓不同方案之間進行兼容性的測試，以驗證是否具備該項功能。

表1 兼容測試

2.2 深度中繼互聯互通測試

建立一個多層中繼的載波網絡，在不同層級的中繼層面，使用不同的廠家表計模塊，用一個標準的集中器模塊，抄讀所有的表計模塊，是否可以依靠別家的模塊，中繼路由后，送數據到最終的集中器內部。

表2 深度中繼互聯互通測試

2.3 搶占式通訊測試

在電力系統中，有些重要的事情發生時，系統要主動上報發生事情的時間和名稱。假如在同一時間段內，發送同樣的事情，表計都要及時上傳（如電壓跌落）。對于不同廠家之間的載波方案，就存在信號競爭和退出的協議處理。如何快速的避免信號競爭，并及時搶占空閑的載波頻域，是考核不同廠家之間協議合適與否的關鍵。

2.4 混合組網抄表效率比對

在6級不同中繼層面，同時放置各自不同的表計載波模塊，用同一集中器模塊，抄讀所有的表計。考核不同廠家利用自家組網以及他家的組網能力，把最后一級表計的數據抄到為依據，判定每個廠家所需要的不同時間。以時間選最短的為最優。

3 實現途徑

圖1 總系統框架結構

建立7個串聯相接的表架，每個表架72個表位，內部可以自由通訊，通過人工電源網絡把載波信號分離，并在通訊線路上增加衰減和白噪聲干擾的方式，使得每個相鄰的表架之間可以建立載波通訊，而間隔的表架之間不能跨區域通訊，這樣就建立了具有6級中繼的測試模型。

一般來說，載波模塊大于90 dB的信號衰減，就可以保證不能互相通訊，因此用隔離度大于90Db的電源濾波器當做信號隔離器，能很好的保證每個表架之間不會通過電源供電互相之間串擾。

調節每節的步進衰減器，使得相鄰的衰減值大約在50-70dB之間，而跨級的衰減就大于90 dB。

在上述功能一和功能三測試時，把所有表計的載波模塊都集中放置到第一個表架上，以保證沒有中繼和路由發生。

在功能二的測試項中，不同表架需要放置不同的載波模塊。同一表架放置相同廠家的模塊。并且做完一輪測試后，需要更換代表中繼深度的表架模塊位置。

在功能四的測試中，每個表架需要放置相同數量的各自廠家的模塊，并且是間隔放置，以避免信號的不一致。

4 結論

在山西省電力計量中心，我們按照上述模型，建立了一個504個表位的載波現場模擬測試系統，并對應需求，設計了主站控制系統分析軟件，每次可以安排7家不同載波方案的互聯互通功能檢驗，把測試結果進行統計分析，提供給相關的決策部門，在整個工程實施前期，剔除功能落后的對應廠家，并改進有部分漏洞的設計方案，取得了良好的效果。

參考文獻：

[1]《低壓電力線寬帶載波通信互聯互通技術規范》.Q/GDW 11612.1—2016

[2]《低壓電力線寬帶載波互聯互通測試系統測試規范》.國家電網公司計量中心

[3]《省級計量中心寬帶載波通訊測試系統設計方案》.國家電網公司計量中心

[4]《寬帶載波通訊現場互聯互通測試方案》.山西省電力計量中心

[5]《低壓電力線載波通信測試環境的研究》.劉恩福，哈爾濱理工大學.2007

[6]《一種載波通信路由測試裝置的研制》孫洪亮，侯興哲，葉君.《電測與儀表》2013