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(shù)選擇

本系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案中以建筑單元為基礎(chǔ)單位，每個(gè)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(luò)，電能表數(shù)據(jù)匯總到數(shù)據(jù)采集器內(nèi)，在每個(gè)數(shù)據(jù)采集器上加裝網(wǎng)絡(luò)通信模塊，數(shù)據(jù)采集器與主站組成無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，主站可實(shí)時(shí)查詢(xún)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(hù)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(jī)軟件[規(guī)約插件]、應(yīng)用服務(wù)器，WEB服務(wù)器。

2.1.1.1表現(xiàn)層

利用WEB方式實(shí)現(xiàn)，為客戶(hù)操作界面，系統(tǒng)的客戶(hù)功能大部分在這里實(shí)現(xiàn)，可運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)的任何節(jié)點(diǎn)

2.1.1.2應(yīng)用層

接收客戶(hù)端命令并做相應(yīng)處理后轉(zhuǎn)發(fā)前置機(jī)，接收前置機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)后臺(tái);實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析，根據(jù)分析結(jié)果形成相應(yīng)的事項(xiàng)或結(jié)果數(shù)據(jù);計(jì)劃任務(wù)的處理

2.1.1.3支撐層

應(yīng)用服務(wù)器遠(yuǎn)程操作命令，調(diào)用相應(yīng)規(guī)約解析，并下發(fā)到遠(yuǎn)方終端;接收終端數(shù)據(jù)調(diào)用規(guī)約，解析為應(yīng)用服務(wù)認(rèn)知的數(shù)據(jù)格式，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到應(yīng)用服務(wù)器;動(dòng)態(tài)管理、維護(hù)通道，監(jiān)測(cè)通道運(yùn)行狀況.各種接口的實(shí)現(xiàn);

2.1.1.4數(shù)據(jù)層

定義數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和備份機(jī)制，確保數(shù)據(jù)的安全和準(zhǔn)確.

2.1.2、通信系統(tǒng)部分

2.1.2.1、無(wú)線(xiàn)采集器部分

HY-GP01A遠(yuǎn)程集中抄表終端(以下簡(jiǎn)稱(chēng)終端)是用電現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)中的重要終端設(shè)備之一。主要用于解決抄表全覆蓋問(wèn)題。終端通過(guò)一個(gè)485抄表口可以實(shí)現(xiàn)32電能表的召測(cè)，并以GPRS無(wú)線(xiàn)通信的方式將電表內(nèi)相關(guān)信息隨時(shí)按主臺(tái)的命令發(fā)向主臺(tái)。同時(shí)，本終端具有全播和選播功能，便于電力部門(mén)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(qiáng)。終端體積小巧，壁掛式結(jié)構(gòu)，調(diào)試及維修方便，可在強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期可靠地工作。

2.1.2.2功能和基本配置

抄表RS485接口：1個(gè)，速率600bps～9600bps。

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

工作狀態(tài)指示：運(yùn)行、報(bào)警、GPRS在線(xiàn)、參數(shù)變更、遙信、485收發(fā)和GPRS電源、網(wǎng)絡(luò)、RX、TX。

參數(shù)設(shè)置與查詢(xún)

終端地址可用PDA設(shè)置及查詢(xún)。

終端能由PDA和主站設(shè)置與查詢(xún)GPRS參數(shù)、表計(jì)參數(shù)等。

電能表數(shù)據(jù)采集

1路485接口，實(shí)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(shí)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(shù)規(guī)格書(shū)(V1.0)》。

頻段轉(zhuǎn)換

模塊自動(dòng)在850MHz、900MHz、1800MHz和1900MHz間切換。

結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能要求

結(jié)構(gòu)

終端外殼應(yīng)密閉，符合室內(nèi)使用條件。

機(jī)械性能

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

振動(dòng)試驗(yàn)

受試設(shè)備不包裝，不通電，固定在試驗(yàn)臺(tái)中央。

試驗(yàn)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(xiàn)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(duì)地和各回路之間的絕緣電阻值：正常試驗(yàn)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(duì)地及電氣隔離的各回路之間以及輸出繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)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(shí)間1min的工頻耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)中不應(yīng)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(wú)電氣聯(lián)系的各回路之間，正負(fù)極性各10次，不應(yīng)有電弧、放電、擊穿、損壞。

抗工頻磁場(chǎng)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(shí)中斷時(shí)，終端不應(yīng)發(fā)生死機(jī)、錯(cuò)誤動(dòng)作或損壞，電源電壓恢復(fù)后，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)無(wú)變化，工作正常。

抗傳導(dǎo)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(chǎng)抗擾度：射頻輻射，80MHz~1000MHz，10V/m。

可靠性指標(biāo)：終端的平均無(wú)故障工作時(shí)間(MTBF)大于25000小時(shí)。

3.技術(shù)特點(diǎn)

現(xiàn)場(chǎng)組網(wǎng)采用電表與采集器組成RS485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，RS485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可靠性好;

電表連接在本地RS485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，與無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)隔離，不易受攻擊，安全性高;

采集器與主站通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)組成無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，取消了傳統(tǒng)模式下的載波通信層，網(wǎng)絡(luò)層次少，可靠性增強(qiáng);

系統(tǒng)組網(wǎng)簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層次節(jié)點(diǎn)少，便于排查故障;

4.結(jié)束語(yǔ)

基于公網(wǎng)通信采集電能信息系統(tǒng)是在開(kāi)展智能化配電網(wǎng)的建設(shè)中，為提高電力用戶(hù)電能信息采集可靠性等性能，結(jié)合海鹽的實(shí)際條件，開(kāi)展了基于GPRS公網(wǎng)通信采集低壓電力用戶(hù)電能信息的科學(xué)研究。該項(xiàng)目實(shí)用性強(qiáng)，操作方便，與國(guó)網(wǎng)“SG186”平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫對(duì)接，并在浙江省范圍內(nèi)全面推廣，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)管理效益的提升。

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