居民電力線(xiàn)低壓載分析的論文

　　摘要：本文通過(guò)介紹一種新型的居民低壓遠方載波抄表的收費方式在昌平回龍觀(guān)一個(gè)居民小區的實(shí)際安排和運行調試的過(guò)程，總結了現行的幾種抄表和收費方式的不同之處和優(yōu)缺點(diǎn)，并做了前景展望。

　　關(guān)鍵詞：低壓載波抄表

　　1前言

　　北京昌平供電局在改造回龍觀(guān)龍華園居民小區的過(guò)程中，因為是舊樓，表箱不能滿(mǎn)足卡式表的安裝尺寸。經(jīng)過(guò)考察和技術(shù)論證，采用了一種用長(cháng)壽命機械表加遠方載波抄表的技術(shù)方案，較好的解決了改造難題，收到了良好的效果。

　　為了更好地為廣大居民客戶(hù)服務(wù)，降低電費支出，昌平供電局決定對此小區進(jìn)行"一戶(hù)一表"改造，由供電局提供合格的表計到各個(gè)居民客戶(hù)，并結算抄表到戶(hù)。經(jīng)過(guò)一系列的調研和分析，北京某公司的遠方載波抄表系統，并于2002年1月份開(kāi)始現場(chǎng)安裝和調試，至今達到了預期目的，收到了良好的效果。

　　2低壓配電線(xiàn)路載波抄表系統介紹

　　2.1系統簡(jiǎn)介

　　該載波抄表系統是采用窄帶擴頻技術(shù)，較好的解決了數據復雜的低壓線(xiàn)路上的傳輸難題，有較高的抗干擾性和系統可靠性。擴頻通信是指用來(lái)傳輸信息的信號帶寬遠遠大于信息本身帶寬的一種通信方式。其解調過(guò)程是由接收信號和一個(gè)發(fā)端擴頻碼同步的信號進(jìn)行相關(guān)處理來(lái)完成的。根據信息論(香農公式)，擴頻通信的好處在于：可用較大的帶寬換取較小的信噪比，即較小的信號功率。這時(shí)，系統表現出較好的抗干擾性，從而使強噪聲環(huán)境下的通信質(zhì)量得以改善。這種"用帶寬換功率"的措施特別適合電力線(xiàn)載波通信。擴頻系統還具有抗衰減能力強的特點(diǎn)，由于信號頻帶很寬，當由于某種原因引起衰減時(shí)，只會(huì )使一小部分頻譜衰減，而不會(huì )使整個(gè)信號產(chǎn)生嚴重畸變。其核心器件載波(擴頻)調制/解調芯片-PL2000解決了在強衰減、高背景噪聲、負荷特性連續變化的惡劣條件下，電表數據的準確采集和即時(shí)傳輸問(wèn)題，是專(zhuān)門(mén)為適應我國民用低壓配電網(wǎng)載波抄表而設計的，適合機械/電子全系列電表。

　　低壓載波抄表系統是通過(guò)電力線(xiàn)匯集配變下所有終端電表的數據，與每一終端電表進(jìn)行數據通訊，并對這些數據進(jìn)行分析處理，同時(shí)可以使用相應通訊設備將所抄錄的數據發(fā)送到供用電管理部門(mén)的數據服務(wù)器中。中心控制軟件分析處理存儲在數據服務(wù)器中的數據將結果以各種統計報表、圖示報告給用電管理部門(mén)。并能自動(dòng)計算電費，生成報表，如與銀行微機系統聯(lián)網(wǎng)可方便實(shí)現電費銀行自動(dòng)劃撥。低壓配電網(wǎng)載波抄表系統是集電表數據采集、載波傳輸、數據存儲、數據通信、數據處理及斷電控制等功能于一體的自動(dòng)化系統；低壓載波通信設備可以使供電部門(mén)及時(shí)掌握用戶(hù)用電情況，監測有無(wú)竊電行為；根據需要進(jìn)行供電控制(如用戶(hù)長(cháng)時(shí)間欠費后斷電)；通過(guò)遠程抄表，節省抄表的人力物力。

　　低壓載波抄表系統由上位系統管理軟件、臺區載波集中器、電表端載波RU(包括單表RU、多路脈沖采集RU)、載波測試設備組成。

　　集中器是載波通信的中央設備，安裝在低壓配電變壓器的低壓側(附近或任何方便的地方)，通過(guò)電力線(xiàn)匯集該配變下所有終端電表的數據。集中器負責主動(dòng)與每一終端電表進(jìn)行數據通信(抄表)并存儲數據。這些定時(shí)或實(shí)時(shí)數據可通過(guò)電話(huà)線(xiàn)(工業(yè)Modem)、中壓載波(RS232)485總線(xiàn)或紅外手持抄表器(PDA)直接傳回到供用電管理部門(mén)的數據服務(wù)器中，并對這些數據分析處理。將結果以各種統計報表、圖示等形式報告給用電管理部門(mén)。能自動(dòng)計算電費，生成報表，如與銀行微機系統聯(lián)網(wǎng)，可實(shí)現電費銀行自動(dòng)劃撥。

　　斷電控制器與多路脈沖采集載波終端配合使用，可接收多路主控模塊的繼電器控制指令，實(shí)現對用戶(hù)斷電、送電控制。

　　載波電能表是低壓電網(wǎng)載波集中抄表系統的智能終端，它具有計量、記錄、控制和載波通信功能，與載波集中器、上位機軟件構成集抄系統，可實(shí)現"一戶(hù)一表、集中抄表、銀行聯(lián)網(wǎng)"。

　　2.2載波抄表系統功能特點(diǎn)

　　(1)核心器件采用PL2000系列電力線(xiàn)載波擴頻通信芯片。

　　(2)電力線(xiàn)載波表與集中器及管理中心計算機管理軟件構成自動(dòng)抄表系統。

　　(3)載波通信模塊安裝在表內，全部通信通過(guò)電力線(xiàn)完成，不改變外接線(xiàn)，安裝方便。

　　(4)可靠性高，體積小，抄表準確。

　　(5)每個(gè)模塊具有獨立的CPU，能自動(dòng)按設置對電量進(jìn)行計數、處理、記錄保存；

　　(6)配合上位管理軟件，實(shí)時(shí)監測用戶(hù)用電情況，方便用電管理、竊電稽查；

　　(7)隨時(shí)可對欠費用戶(hù)斷電；

　　(8)斷電后數據可保存9年；

　　(9)載波抄表率100%；

　　(10)具有優(yōu)良的電磁兼容特性，符合IEEC61000-4-4Level4標準。

　　芯片系列采用了DPSK窄帶直序擴頻技術(shù)、數字信號處理、直接數字頻率合成等新技術(shù)，并采用數字/模擬混合0.5靘CMOS工藝制作的電力線(xiàn)載波通信的調制/解調專(zhuān)用集成電路。

　　2.3軟件功能

　　(1)實(shí)時(shí)監控電表狀態(tài)。

　　(2)定時(shí)抄表：集中器每隔1、2、…小時(shí)抄一個(gè)輪回。

　　(3)凍結抄表(每月抄表日)。

　　(4)零點(diǎn)抄表和實(shí)時(shí)點(diǎn)抄。

　　(5)電表數據的統計，如計算線(xiàn)損，報表生成。

　　(6)設置集中器的自動(dòng)抄表周期和系統校時(shí)。

　　(7)用戶(hù)負荷監控和電量異常報警。

　　(8)可提供公共數據庫接口，供電費核算、用電管理等信息系統取用(ODBC或其它)。

　　2.4方案說(shuō)明

　　(1)全電子表或改造后的機械載波表分散安裝。

　　(2)數據集中器：按照配變的不同，同一變臺下每1024塊單表配置1臺電話(huà)型數據集中器。

　　下行與本臺區內的單表通訊并進(jìn)行控制，上行通過(guò)公共電話(huà)網(wǎng)與集中抄表中心通訊。

　　(3)采集終端：如用戶(hù)的電表分散安裝，則采用單表集抄終端方式，即每一塊單表單獨與相應的集中器通訊。該方案的優(yōu)勢在于結構先進(jìn)，擴充方便，可靠性高。單表利用表中的載波通訊芯片通過(guò)電力線(xiàn)與數據集中器通訊。

　　(4)控制功能：①加裝在電子表尾的載波模塊采用一體化設計，模塊可包含控制繼電器，可通過(guò)集抄中心或現場(chǎng)測試儀器實(shí)現控制功能；②機械表改裝模塊中可包含控制繼電器，可通過(guò)集抄中心或現場(chǎng)測試議器實(shí)現控制功能。

　　3前景設想

　　通過(guò)對實(shí)現龍華園小區1524塊用戶(hù)電表的遠方自動(dòng)抄收和控制的實(shí)踐，為用電管理提供了一個(gè)新的模式，為電力市場(chǎng)化運營(yíng)提供了一個(gè)新的手段，使我們供電企業(yè)的自動(dòng)化水平又上了一個(gè)新臺階。系統不僅在對居民實(shí)施"一戶(hù)一表"中的機械表減少每月的現場(chǎng)抄表的人力浪費，為提高工作效率而找到一個(gè)可靠的途徑，而且系統本身還具備實(shí)時(shí)監控居民客戶(hù)是否有竊電嫌疑，并在此小區準確發(fā)現并得以制止。

　　遠方載波抄表系統是居民用電營(yíng)業(yè)系統中的一個(gè)子系統，和供電企業(yè)的管理人員的管理手段和素質(zhì)以及居民客戶(hù)的文化素質(zhì)和接受新事物的程度有關(guān)，同時(shí)也和居民所用的電能表計的型式有關(guān)。采用預付費卡式表可以最大限度地減少欠費，減少抄表人員的勞動(dòng)。但也存在著(zhù)許多問(wèn)題，比如到銀行購電不方便，在所購的電量快要用完表計提醒時(shí)，但居民客戶(hù)大多不大注意，而會(huì )造成突然斷電，如果是晚上還無(wú)法去銀行購電，造成很大的不便；還容易遭到駭客的攻擊，使供電企業(yè)造成很大的損失；對每個(gè)線(xiàn)路的分路線(xiàn)損統計的準確性造成一定的困難；故障率高，使供電企業(yè)的運行成本加大；采用普通的機械表，存在著(zhù)抄表和收費工作量大的問(wèn)題，也許會(huì )造成欠費。

　　在新的居民小區中大力推廣長(cháng)壽命機械表具備遠方斷電功能的遠方載波抄表系統，或是采用加繼電功能的全電子載波表，把表箱用供電部門(mén)特制的鋼封鎖好，這樣會(huì )從根本上避免了以上卡式表的不足之處。系統自動(dòng)把所要抄錄的居民小區的電量信息的數據傳到購電營(yíng)業(yè)部門(mén)，計算完畢后和當地的銀行部門(mén)做好數據交換工作，居民可以在銀行預先存入資金，定期劃撥，也可以定期到指定的儲蓄網(wǎng)點(diǎn)繳費。如晚于事先約定的符合電力法規定的日期，就從遠方斷開(kāi)所欠費的居民客戶(hù)表計內的開(kāi)關(guān)，補繳后閉合開(kāi)關(guān)，使之繼續用電。

　　對所采用的全電子載波表，也可以實(shí)現網(wǎng)上售電功能。即居民客戶(hù)可以通過(guò)電話(huà)委托、互聯(lián)網(wǎng)，或是到銀行的柜臺繳費的方式，用電子系統和銀行的數據中心交換數據后，把對應的數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )寫(xiě)入對應的居民客戶(hù)的表計中，在客戶(hù)所用電將要完畢時(shí)，做一提醒，提醒可以在一個(gè)比較長(cháng)的時(shí)間內有效，避免了不是惡意欠費而停電造成的不便。同時(shí)對全電子的載波表，從主站的標準時(shí)鐘定期和各個(gè)表計對時(shí)，還可以實(shí)現居民用電復費率的功能，避免了以后居民推廣復費率時(shí)而要更換現有的卡式表而造成資金的浪費。

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