集抄系统在负荷控制系统中的应用

李 敏

自贡电业局电能计量中心，四川自贡 643000

1 系统原理简介

集中抄表系统，亦称是远程抄表系统一个近年来发展迅速的新兴行业，在10年左右的时间内，从一个鲜为人知的想法发展成为一个行业。

智能电表安装和抄表，是为了计量和管理对能源、资源的消费状况，并为收费提供依据而产生的。随着生活水平的提高，人们对资源的消费日益增长，资源消费的计量、管理和收费工作日益繁杂，提高管理层次和自动化水平的产品必然会应运而生。

2 系统结构

2.1 系统简介

集抄系统采用了微电子技术、计算机芯片技术、现代通信技术等当今最先进的技术，支持并采用先进的GPRS公用无线通信网络技术，是实现需求侧管理现代化的重要组成部分，也是电力负荷管理系统的配套系统，和电力负荷管理主站配合能够实现自动抄表、计量设备监测和防窃电等功能，是电力营销自动化系统中具有较高的实用价值的系统。

远程集中抄表系统示意图

2.2 系统特点

系统采用高速32位ARM和Linux操作系统；内部嵌入高速高精度的采集模块，实现实时高速电能计算，特别是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下依然能够保证采样和电能计量精度；

终端电磁兼容性能优良，能抵御高压尖峰脉冲、强磁场、强静电、雷击浪涌的干扰、且具有较强的温度自适应能力范围；

与主站的通信支持国家电网公司颁布的《电力用户用电信息采集系统通信协议：主站与采集终端通信协议》（Q/GDW376.1-2009）,支持TCP/UDP/SMS传输模式；

与载波模块通信支持Q/GDW376.2-2009《电力用户用电信息采集系统通信协议：集中器本地通信模块接口协议》。

与总表的通信支持DL/T645-1997/2007(部颁规约)、科陆、威胜、浩宁达、福建标准、ABB、IEC1107、红相EDMI、兰吉尔/西门子B/D表等多种国内外常用表计规约；终端同时支持不少于两种规约的电表接入，支持主站远程升级终端电表规约库。

与小区居民表的通信支持DL/T645-1997/2007（部颁规约）

宽电压范围设计使其具有更高的可靠性，更加适应工作环境；

全新的维护概念：具有功能强大的组态功能，可以在当地/远方方便地修改设备参数，支持当地/远方软件的在线升级；

大容量的主板FLASH存储芯片保证各种数据的方便存储；

3 数据采集方式

集中器可用下列方式采集电能表的数据：

1）实时采集：集中器直接采集器存储或电能表的各类电能数据、参数和事件数据；

2）定时自动采集：集中器能按主站设置；

3）自动补抄：集中器对在规定时间内未抄读到数据的电能表有自动补抄功能。补抄失败时，生成事件记录，并向主站报告。

3.1 状态量采集

终端实时采集开关位置状态和其它状态信息，发生变位时应记入内存并在最近一次主站查询时向其发送该变信号或终端主动上报。

3.2 交流模拟量采集

集中器采集电压、电流等模拟量，测量电压、电流、功率、功率因数等。

3.3 直流模拟量采集

对一些非电气量监测点（如：温度、压力等），经变换器转换成直流模拟量：集中器可实时采集直流模拟量测量温度、压力等非电气量；直流模拟量测量准确度在1%范围内。

3.4 载波通信数据采集

电能表内有载波方式通信数据功能模块，可实现自动编程/远程自动抄表；可通过后台软件对电能表进行实时监控，可读写表内各项参数。

载波通信芯片以青岛东软载波通信芯片PLCi36为例，该芯片具有以下特点：

直序列扩频通信技术

软件相关器和匹配滤波器,63位码序列

高性能数字信号处理

BFSK调制，半双工通信模式

码速率高达20.8波特

自适应数字信号处理和模糊处理技术

高效率前向纠错

主动向计量管理芯片MCU申请地址,并且将该地址影射

为模块的MAC地址

高效率的节点中继转发机制,支持七级中继深度

支持相位检测

支持大数据量传输,应用数据字可达到176字节

PLCi36的设计考虑了产品的兼容性,兼容于三代载波芯片PLCi36.载波通信模块在外围电路做了优化。例如：提高通信能力,包括发送能力和接收能力.更加合理的分配各个载波节点的输入、输出阻抗等。

3.5 数据管理和存储

集中器能按要求对采集数据进行分类存储，如日冻结数据、抄表日冻结数据、曲线数据、历史月数据等。曲线冻结数据密度为1小时。

4 集中抄表系统常见故障的判断与处理

4.1 网络常见故障

1）安装原因造成的故障：集中器登录不上网络，集中器的网络灯等间隔闪烁。主站无法与集中器通信；集中器登录不上网络，集中器的网络灯等间隔闪烁。主站无法与集中器通信；集中器指示灯无显示。可能的原因及解决方法：Sim卡接触不好、天线松动或安装不到位、未上电。可通过现场重新安装Sim卡、重新安装天线、确认电源接线正确，集中器电源开关处于“开”位置。

2）移动的原因造成的故障：集中器登录不上网络，集中器的网络灯等间隔闪烁。主站无法与集中器通信；集中器指示信号强度低于2格，或信号强度指示不稳定，忽高忽低。主站通信时断时续；集中器登录不上网络，集中器的网络灯等间隔闪烁。主站无法与集中器通信；网络指示、信号强度均正常。但主站无法与集中器通信。

可能的原因及解决方法：当地无网络覆盖、当地信号较差、Sim卡损坏或故障、Sim卡未开通相关业务或Sim卡被停机；联系移动或者联通进行扫盲、更换外置天线、移动外置天线位置、更换Sim卡、通知移动开通相关业务，进行充值，对于大批量的Sim卡，建议设立托收号码。

4.2 RS--485总表常见故障

1）安装问题造成的故障：集中器无法抄表，上送的负荷数据均为无效值。造成的原因：485线A、B端接反；485线接触不良、压皮、断线；没有正确的连接到总表或集中器的485端口；信号接线端子为卡口式的集中器的485端子弹片损坏；解决办法：正确接线、硬件损坏更换集中器

2）参数设置错误：集中器无法抄表，上送的负荷均为无效值。造成的原因：规约设置错误、表地址设置错误。解决办法：通过主站中继抄表功能功能可以确定总表规约和地址，然后进行设置。

通过以上的介绍，可以很清楚地看到集抄系统能够实现众多功能。正是这些强大的功能，使得集抄系统为营业管理、配网生产运行搭建了一个实时管理分析平台，将实时数据、远程控制停送电、电能表故障在线检测、配电变压器三相负荷不平衡监测、电压合格率、供电可靠性、线损率统计等功能整合在一起，实现与生产、营销等管理系统的数据融合，为生产经营提供分析决策的可靠依据。

[1]褚大华编著.电子式电能表[M].北京：中国电力出版社，2009.

[2]姜开山主编.GPRS远程自动抄表系统[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]国家电网公司.电力用户用电信息采集系统建设研究，2008.