薛公木 浙江省樂(lè)清市供電局 (325600)
【摘要】 分析和提出采用電力線作為抄表系統(tǒng)信道要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。介紹了JSFH電力線載波抄表系統(tǒng)的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】 電力線通 信抄表應(yīng)用
1 電力線載波在集中抄表中應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)
1.1 載波MODEM的確定
目前的調(diào)制/解調(diào)方法大致有點(diǎn)頻和擴(kuò)頻兩種，而擴(kuò)頻又分為窄帶擴(kuò)頻和寬帶擴(kuò)頻。通常點(diǎn)頻方式需要較大的發(fā)送功率，載波信號(hào)幅度有可能超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，而且對(duì)干擾的適應(yīng)能力差。 寬帶擴(kuò)頻容易提高傳輸速率，提高通信的成功率和抗干擾能力，但要解決傳輸距離的問(wèn)題。 JSFH集中抄表系統(tǒng)采用直序擴(kuò)頻頻率調(diào)制/解調(diào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力線載波通信，并成功解決了實(shí)際應(yīng)用對(duì)信號(hào)傳輸距離的要求。
1.2 通信頻段的確定
隨著技術(shù)的發(fā)展，低壓載波電力線將同無(wú)線電波一樣變得十分寶貴，其通信頻段也將受到嚴(yán)格的管理和控制。高頻段的信號(hào)較低頻段的信號(hào)衰減快，但對(duì)干擾的適應(yīng)能力要強(qiáng)些，因此應(yīng)確定合理的通信頻段。 JSFH系統(tǒng)采用了相對(duì)而言高的通信頻段，通過(guò)其它軟硬件措施來(lái)彌補(bǔ)高頻信號(hào)傳輸距離近的缺點(diǎn)。
1.3 傳輸速率
對(duì)于抄表系統(tǒng)而言，信號(hào)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性沒(méi)有嚴(yán)格的要求，考慮到成本的因素，不宜追求很高的傳輸速率。通常速率2400bps即可。
1.4 雙向通信
(1) 通信中繼的需要。為解決集中抄表對(duì)距離的要求，必須采用中繼技術(shù)。而切實(shí)可行的中繼方法是表端設(shè)備(采集模塊或采集終端)在集中器的干預(yù)下進(jìn)行中繼，從而要求從集中器到表端的通信必須是雙向，否則將會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)通信的距離和成功率。JSFH抄表系統(tǒng)的每一個(gè)表端設(shè)備(采集模塊/終端)都具有中繼功能，中繼的選擇有自動(dòng)識(shí)別和人工指定兩種。
(2) 多費(fèi)率和管理的需要。比如校時(shí)、修改時(shí)段、斷電、竊電檢測(cè)等功能，要求通信必須是雙向的。
(3) 功能的擴(kuò)充。系統(tǒng)的任何擴(kuò)展都需要載波通信是雙向的。
2 JSFH電力線集中抄表系統(tǒng)介紹
2.1 JSFH系統(tǒng)構(gòu)成
JSFH系統(tǒng)由主站、集中器、采集器(或模塊)等構(gòu)件組成，對(duì)用戶終端的用電狀態(tài)進(jìn)行采集、控制。采集器(或模塊)實(shí)現(xiàn)用戶終端電表的脈沖計(jì)數(shù)，集中器則根據(jù)主站發(fā)出的指令(如抄收、竊電檢測(cè)等)循環(huán)查詢采集器(或模塊)的計(jì)數(shù)值(或狀態(tài))。集中器是整個(gè)系統(tǒng)的通信橋梁，它接收主站命令，并按指令要求將用戶端的用電狀態(tài)(如用電量、用電異常等)送到上位機(jī)或?qū)τ脩艚K端執(zhí)行控制(如切斷用戶供電等)，主站由PC機(jī)構(gòu)成，負(fù)責(zé)供電所所屬用戶終端用電的管理和監(jiān)控，管理人員通過(guò)主站就能實(shí)現(xiàn)用戶用電的監(jiān)控。
該系統(tǒng)以變壓器為單位，一個(gè)變壓器安裝一個(gè)集中器，集中器與主站之間通過(guò)電話線通信，集中器與采集器(可連接16個(gè)用戶)或模塊(已安裝在DDSI98載波表中)之間的通信采用低壓電力線通信。對(duì)于用戶端比較分散的場(chǎng)合可采用模塊方式(DDSI98或改裝)，也可采用采集器方式，這時(shí)采集器與用戶終端之間采用RS485總線方式進(jìn)行連接；對(duì)于用戶比較集中的場(chǎng)合可直接采用采集器方式。
2.2 JSFH系統(tǒng)主要特征
(1) 電網(wǎng)改造方便安全。 系統(tǒng)利用現(xiàn)有220V/380V低壓電力線網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)通道，不用另外架線，大大降低了電網(wǎng)改造的成本和難度，并且避免了數(shù)據(jù)通道被惡意切斷的危險(xiǎn)。
(2) 技術(shù)先進(jìn)。采用窄帶擴(kuò)頻通信技術(shù)及多種先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，彌補(bǔ)目前同類電力線載波系統(tǒng)在抗干擾能力和可靠性方面的不足；載波電表、采集器與集中器之間采用虛擬中繼的通信方式，提高了載波通信可靠性，擴(kuò)展了載波通信距離，可同時(shí)適用于低壓架空網(wǎng)和電纜網(wǎng)；完全符合CEBUS標(biāo)準(zhǔn)，兼容家庭自動(dòng)化。
(3) 支持復(fù)費(fèi)率計(jì)費(fèi)。通過(guò)上位機(jī)執(zhí)行時(shí)間段的設(shè)置。
(4) 系統(tǒng)通用性強(qiáng)。適用于任何規(guī)格的機(jī)械式電能表和電子式電能表(在集中安裝模式)。也可直接采用相電子式載波電能表DDSI98(分散安裝模式)和數(shù)字式電能表(集中安裝模式)。
(5) 系統(tǒng)實(shí)時(shí)性強(qiáng)。供電部門可以在當(dāng)前和指定抄表日對(duì)某個(gè)小區(qū)、變壓器、某用戶的用電狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)抄收、監(jiān)控、分析，并進(jìn)行遠(yuǎn)程停電和供電以督促用戶及時(shí)繳納電費(fèi)。
(6) 安裝靈活性大。分散和集中安裝模式兼容。在用戶電表的安裝較為集中的地方(居民小區(qū))使用采集器，在一定程度上降低成本；在居民很分散的地方，可以使用單獨(dú)的DDSI98載波表。
(7) 通信方式多。數(shù)據(jù)集中器與主站通訊接口多樣，選擇面廣,可通過(guò)遠(yuǎn)端(電話網(wǎng))或近端(便攜機(jī))對(duì)集中器、電表進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)抄錄；
(8) 較高的抄表成功率和正確率。生產(chǎn)工藝采用SMT表面貼裝和熱風(fēng)回流焊，進(jìn)口芯片，可靠性高，抄表正確率達(dá)100%(與電表讀數(shù)相比)。
(9) 系統(tǒng)安全性高。 采用先進(jìn)的數(shù)字校驗(yàn)和系統(tǒng)加密技術(shù)，達(dá)到防止冒抄、誤抄的目的，對(duì)主站、集中器均有嚴(yán)格的密碼保護(hù)；采用先進(jìn)的電源技術(shù)，使系統(tǒng)功耗降到最低；
(10) 符合電力部《低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術(shù)條件》 DL/T698-1999標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
