基于公網(wǎng)通信采集電能信息系統(tǒng)

1.公網(wǎng)通信采集電能信息系統(tǒng)的技術選擇

本系統(tǒng)技術實現(xiàn)方案中以建筑單元為基礎單位，每個集中的建筑單元安裝數(shù)據(jù)采集器，采集器與電能表組成本地RS485通信網(wǎng)絡，電能表數(shù)據(jù)匯總到數(shù)據(jù)采集器內(nèi)，在每個數(shù)據(jù)采集器上加裝網(wǎng)絡通信模塊，數(shù)據(jù)采集器與主站組成無線局域網(wǎng)，主站可實時查詢數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)內(nèi)各電能表數(shù)據(jù)，采集用戶用電信息。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和框架

2.1功能介紹

2.1.1主站系統(tǒng)部分

主站系統(tǒng)包括前置機軟件[規(guī)約插件]、應用服務器，WEB服務器。

2.1.1.1表現(xiàn)層

利用WEB方式實現(xiàn)，為客戶操作界面，系統(tǒng)的客戶功能大部分在這里實現(xiàn)，可運行于網(wǎng)絡的任何節(jié)點

2.1.1.2應用層

接收客戶端命令并做相應處理后轉(zhuǎn)發(fā)前置機，接收前置機數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)后臺;實時數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析，根據(jù)分析結(jié)果形成相應的事項或結(jié)果數(shù)據(jù);計劃任務的處理

2.1.1.3支撐層

應用服務器遠程操作命令，調(diào)用相應規(guī)約解析，并下發(fā)到遠方終端;接收終端數(shù)據(jù)調(diào)用規(guī)約，解析為應用服務認知的數(shù)據(jù)格式，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到應用服務器;動態(tài)管理、維護通道，監(jiān)測通道運行狀況.各種接口的實現(xiàn);

2.1.1.4數(shù)據(jù)層

定義數(shù)據(jù)的存儲和備份機制，確保數(shù)據(jù)的安全和準確.

2.1.2、通信系統(tǒng)部分

2.1.2.1、無線采集器部分

HY-GP01A遠程集中抄表終端(以下簡稱終端)是用電現(xiàn)場管理系統(tǒng)中的重要終端設備之一。主要用于解決抄表全覆蓋問題。終端通過一個485抄表口可以實現(xiàn)32電能表的召測，并以GPRS無線通信的方式將電表內(nèi)相關信息隨時按主臺的命令發(fā)向主臺。同時，本終端具有全播和選播功能，便于電力部門有效管理。

本終端由性能優(yōu)良的工業(yè)用GPRS模塊、高性能的ARM7主控芯片為核心的主控單元以及指示模塊、電源模塊等組成。終端采用阻燃型ABS外殼，外形小巧輕便，電磁兼容性好，抗干擾能力強。終端體積小巧，壁掛式結(jié)構(gòu)，調(diào)試及維修方便，可在強電磁干擾等惡劣環(huán)境下長期可靠地工作。

2.1.2.2功能和基本配置

抄表RS485接口：1個，速率600bps～9600bps。

當?shù)豏S232通信接口：1個，速率9600bps，信號TD，RD，RTS。

工作狀態(tài)指示：運行、報警、GPRS在線、參數(shù)變更、遙信、485收發(fā)和GPRS電源、網(wǎng)絡、RX、TX。

參數(shù)設置與查詢

終端地址可用PDA設置及查詢。

終端能由PDA和主站設置與查詢GPRS參數(shù)、表計參數(shù)等。

電能表數(shù)據(jù)采集

1路485接口，實現(xiàn)32塊電表的有功電能示值等基本數(shù)據(jù)的采集及數(shù)據(jù)凍結(jié)功能，包括小時凍結(jié)、30天日數(shù)據(jù)凍結(jié)等。

信道特征

信道采用GPRS公網(wǎng)信道，通信模塊采用中興的ME3000模塊。

模塊傳輸特性

符合《中興通訊ME3000模塊技術規(guī)格書(V1.0)》。

頻段轉(zhuǎn)換

模塊自動在850MHz、900MHz、1800MHz和1900MHz間切換。

結(jié)構(gòu)和機械性能要求

結(jié)構(gòu)

終端外殼應密閉，符合室內(nèi)使用條件。

機械性能

外殼要密閉并加封，防止非法操作。能承受常規(guī)運輸條件下的振動、沖擊，設備不損壞，零部件不脫落。

振動試驗

受試設備不包裝，不通電，固定在試驗臺中央。

試驗頻率：10HZ～150HZ。

交越頻率：60HZ。

f≤60HZ：定振幅0.075mm。

f>60HZ：定加速度10m/s(1.0g)。

每軸線掃描周期數(shù)：10。

安全性及電磁兼容特性

絕緣電阻：輸入、輸出回路對地和各回路之間的絕緣電阻值：正常試驗條件，不低于10MΩ;濕熱條件下，不低于2MΩ。

工頻耐壓：電源回路、交流電量輸入回路、輸出回路各自對地及電氣隔離的各回路之間以及輸出繼電器常開觸點回路之間，能承受額定頻率為50Hz、有效值為2kV的交流電壓，泄漏電流小于5mA，時間1min的工頻耐壓試驗。試驗中不應有電弧、放電、擊穿、損壞。

沖擊耐壓：以峰值6kV，波形1.2/50μs的脈沖，加于電源回路、交流電量輸入回路和無電氣聯(lián)系的各回路之間，正負極性各10次，不應有電弧、放電、擊穿、損壞。

抗工頻磁場影響：50Hz，400A/m。

抗靜電放電影響：8kV。

抗電源瞬變影響：終端在電源電壓突降及短時中斷時，終端不應發(fā)生死機、錯誤動作或損壞，電源電壓恢復后，存儲數(shù)據(jù)無變化，工作正常。

抗傳導性高頻電壓影響：1MHz高頻衰減振蕩波，電源共模2.5KV，差模1.25KV，其余1KV。

抗浪涌干擾：電源口共模4KV，差模2KV，其他口1KV。

抗電快速脈沖群干擾：電源口4KV，其他口1KV。

輻射電磁場抗擾度：射頻輻射，80MHz~1000MHz，10V/m。

可靠性指標：終端的平均無故障工作時間(MTBF)大于25000小時。

3.技術特點

現(xiàn)場組網(wǎng)采用電表與采集器組成RS485總線網(wǎng)絡，RS485總線網(wǎng)絡可靠性好;

電表連接在本地RS485總線網(wǎng)絡，與無線遠程網(wǎng)絡隔離，不易受攻擊，安全性高;

采集器與主站通過GPRS網(wǎng)絡組成無線局域網(wǎng)，取消了傳統(tǒng)模式下的載波通信層，網(wǎng)絡層次少，可靠性增強;

系統(tǒng)組網(wǎng)簡單，現(xiàn)場設備層次節(jié)點少，便于排查故障;

4.結(jié)束語

基于公網(wǎng)通信采集電能信息系統(tǒng)是在開展智能化配電網(wǎng)的建設中，為提高電力用戶電能信息采集可靠性等性能，結(jié)合海鹽的實際條件，開展了基于GPRS公網(wǎng)通信采集低壓電力用戶電能信息的科學研究。該項目實用性強，操作方便，與國網(wǎng)“SG186”平臺實現(xiàn)了無縫對接，并在浙江省范圍內(nèi)全面推廣，實現(xiàn)了企業(yè)管理效益的提升。

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