李 敏

自貢電業(yè)局電能計量中心，四川自貢 643000

1 系統(tǒng)原理簡介

集中抄表系統(tǒng)，亦稱是遠程抄表系統(tǒng)一個近年來發(fā)展迅速的新興行業(yè)，在10年左右的時間內(nèi)，從一個鮮為人知的想法發(fā)展成為一個行業(yè)。

智能電表安裝和抄表，是為了計量和管理對能源、資源的消費狀況，并為收費提供依據(jù)而產(chǎn)生的。隨著生活水平的提高，人們對資源的消費日益增長，資源消費的計量、管理和收費工作日益繁雜，提高管理層次和自動化水平的產(chǎn)品必然會應(yīng)運而生。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)簡介

集抄系統(tǒng)采用了微電子技術(shù)、計算機芯片技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)等當今最先進的技術(shù)，支持并采用先進的GPRS公用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是實現(xiàn)需求側(cè)管理現(xiàn)代化的重要組成部分，也是電力負荷管理系統(tǒng)的配套系統(tǒng)，和電力負荷管理主站配合能夠?qū)崿F(xiàn)自動抄表、計量設(shè)備監(jiān)測和防竊電等功能，是電力營銷自動化系統(tǒng)中具有較高的實用價值的系統(tǒng)。

遠程集中抄表系統(tǒng)示意圖

2.2 系統(tǒng)特點

系統(tǒng)采用高速32位ARM和Linux操作系統(tǒng)；內(nèi)部嵌入高速高精度的采集模塊，實現(xiàn)實時高速電能計算，特別是在負荷波動大、諧波含量高的運行狀況下依然能夠保證采樣和電能計量精度；

終端電磁兼容性能優(yōu)良，能抵御高壓尖峰脈沖、強磁場、強靜電、雷擊浪涌的干擾、且具有較強的溫度自適應(yīng)能力范圍；

與主站的通信支持國家電網(wǎng)公司頒布的《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議：主站與采集終端通信協(xié)議》（Q/GDW376.1-2009）,支持TCP/UDP/SMS傳輸模式；

與載波模塊通信支持Q/GDW376.2-2009《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議：集中器本地通信模塊接口協(xié)議》。

與總表的通信支持DL/T645-1997/2007(部頒規(guī)約)、科陸、威勝、浩寧達、福建標準、ABB、IEC1107、紅相EDMI、蘭吉爾/西門子B/D表等多種國內(nèi)外常用表計規(guī)約；終端同時支持不少于兩種規(guī)約的電表接入，支持主站遠程升級終端電表規(guī)約庫。

與小區(qū)居民表的通信支持DL/T645-1997/2007（部頒規(guī)約）

寬電壓范圍設(shè)計使其具有更高的可靠性，更加適應(yīng)工作環(huán)境；

全新的維護概念：具有功能強大的組態(tài)功能，可以在當?shù)?遠方方便地修改設(shè)備參數(shù)，支持當?shù)?遠方軟件的在線升級；

大容量的主板FLASH存儲芯片保證各種數(shù)據(jù)的方便存儲；

3 數(shù)據(jù)采集方式

集中器可用下列方式采集電能表的數(shù)據(jù)：

1）實時采集：集中器直接采集器存儲或電能表的各類電能數(shù)據(jù)、參數(shù)和事件數(shù)據(jù)；

2）定時自動采集：集中器能按主站設(shè)置；

3）自動補抄：集中器對在規(guī)定時間內(nèi)未抄讀到數(shù)據(jù)的電能表有自動補抄功能。補抄失敗時，生成事件記錄，并向主站報告。

3.1 狀態(tài)量采集

終端實時采集開關(guān)位置狀態(tài)和其它狀態(tài)信息，發(fā)生變位時應(yīng)記入內(nèi)存并在最近一次主站查詢時向其發(fā)送該變信號或終端主動上報。

3.2 交流模擬量采集

集中器采集電壓、電流等模擬量，測量電壓、電流、功率、功率因數(shù)等。

3.3 直流模擬量采集

對一些非電氣量監(jiān)測點（如：溫度、壓力等），經(jīng)變換器轉(zhuǎn)換成直流模擬量：集中器可實時采集直流模擬量測量溫度、壓力等非電氣量；直流模擬量測量準確度在1%范圍內(nèi)。

3.4 載波通信數(shù)據(jù)采集

電能表內(nèi)有載波方式通信數(shù)據(jù)功能模塊，可實現(xiàn)自動編程/遠程自動抄表；可通過后臺軟件對電能表進行實時監(jiān)控，可讀寫表內(nèi)各項參數(shù)。

載波通信芯片以青島東軟載波通信芯片PLCi36為例，該芯片具有以下特點：

直序列擴頻通信技術(shù)

軟件相關(guān)器和匹配濾波器,63位碼序列

高性能數(shù)字信號處理

BFSK調(diào)制，半雙工通信模式

碼速率高達20.8波特

自適應(yīng)數(shù)字信號處理和模糊處理技術(shù)

高效率前向糾錯

主動向計量管理芯片MCU申請地址,并且將該地址影射

為模塊的MAC地址

高效率的節(jié)點中繼轉(zhuǎn)發(fā)機制,支持七級中繼深度

支持相位檢測

支持大數(shù)據(jù)量傳輸,應(yīng)用數(shù)據(jù)字可達到176字節(jié)

PLCi36的設(shè)計考慮了產(chǎn)品的兼容性,兼容于三代載波芯片PLCi36.載波通信模塊在外圍電路做了優(yōu)化。例如：提高通信能力,包括發(fā)送能力和接收能力.更加合理的分配各個載波節(jié)點的輸入、輸出阻抗等。

3.5 數(shù)據(jù)管理和存儲

集中器能按要求對采集數(shù)據(jù)進行分類存儲，如日凍結(jié)數(shù)據(jù)、抄表日凍結(jié)數(shù)據(jù)、曲線數(shù)據(jù)、歷史月數(shù)據(jù)等。曲線凍結(jié)數(shù)據(jù)密度為1小時。

4 集中抄表系統(tǒng)常見故障的判斷與處理

4.1 網(wǎng)絡(luò)常見故障

1）安裝原因造成的故障：集中器登錄不上網(wǎng)絡(luò)，集中器的網(wǎng)絡(luò)燈等間隔閃爍。主站無法與集中器通信；集中器登錄不上網(wǎng)絡(luò)，集中器的網(wǎng)絡(luò)燈等間隔閃爍。主站無法與集中器通信；集中器指示燈無顯示。可能的原因及解決方法：Sim卡接觸不好、天線松動或安裝不到位、未上電?？赏ㄟ^現(xiàn)場重新安裝Sim卡、重新安裝天線、確認電源接線正確，集中器電源開關(guān)處于“開”位置。

2）移動的原因造成的故障：集中器登錄不上網(wǎng)絡(luò)，集中器的網(wǎng)絡(luò)燈等間隔閃爍。主站無法與集中器通信；集中器指示信號強度低于2格，或信號強度指示不穩(wěn)定，忽高忽低。主站通信時斷時續(xù)；集中器登錄不上網(wǎng)絡(luò)，集中器的網(wǎng)絡(luò)燈等間隔閃爍。主站無法與集中器通信；網(wǎng)絡(luò)指示、信號強度均正常。但主站無法與集中器通信。

可能的原因及解決方法：當?shù)責(zé)o網(wǎng)絡(luò)覆蓋、當?shù)匦盘栞^差、Sim卡損壞或故障、Sim卡未開通相關(guān)業(yè)務(wù)或Sim卡被停機；聯(lián)系移動或者聯(lián)通進行掃盲、更換外置天線、移動外置天線位置、更換Sim卡、通知移動開通相關(guān)業(yè)務(wù)，進行充值，對于大批量的Sim卡，建議設(shè)立托收號碼。

4.2 RS--485總表常見故障

1）安裝問題造成的故障：集中器無法抄表，上送的負荷數(shù)據(jù)均為無效值。造成的原因：485線A、B端接反；485線接觸不良、壓皮、斷線；沒有正確的連接到總表或集中器的485端口；信號接線端子為卡口式的集中器的485端子彈片損壞；解決辦法：正確接線、硬件損壞更換集中器

2）參數(shù)設(shè)置錯誤：集中器無法抄表，上送的負荷均為無效值。造成的原因：規(guī)約設(shè)置錯誤、表地址設(shè)置錯誤。解決辦法：通過主站中繼抄表功能功能可以確定總表規(guī)約和地址，然后進行設(shè)置。

通過以上的介紹，可以很清楚地看到集抄系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)眾多功能。正是這些強大的功能，使得集抄系統(tǒng)為營業(yè)管理、配網(wǎng)生產(chǎn)運行搭建了一個實時管理分析平臺，將實時數(shù)據(jù)、遠程控制停送電、電能表故障在線檢測、配電變壓器三相負荷不平衡監(jiān)測、電壓合格率、供電可靠性、線損率統(tǒng)計等功能整合在一起，實現(xiàn)與生產(chǎn)、營銷等管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合，為生產(chǎn)經(jīng)營提供分析決策的可靠依據(jù)。

[1]褚大華編著.電子式電能表[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]姜開山主編.GPRS遠程自動抄表系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]國家電網(wǎng)公司.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)研究，2008.