【摘要】江門地區(qū)小水電多分布在溝谷中,地處偏遠,無公網(wǎng)信號或公網(wǎng)信號不穩(wěn)定等原因,造成負控終端長期處于離線狀態(tài)或上線不穩(wěn)定,數(shù)據(jù)丟失嚴重,阻礙計量自動化系統(tǒng)的深入應用,難以適應電能量數(shù)據(jù)管理的更高要求。因此,本文針對提高“小水電”電能量數(shù)據(jù)完整率提出了切實有效的解決方案。
【關(guān)鍵詞】小水電;電能量數(shù)據(jù);完整率
1.概述
江門地區(qū)總面積為9541平方公里,丘陵廣布,山體起伏較大,落差大,溝脊、水系發(fā)育、水庫較多,小水電多分布在溝谷中。2013年,我局小水電共計196個,由于地處偏遠,無公網(wǎng)信號或公網(wǎng)信號不穩(wěn)定等原因,造成負控終端長期處于離線狀態(tài)或上線不,導致數(shù)據(jù)上送不持續(xù),丟失嚴重,直接影響電能量數(shù)據(jù)的采集,難以滿足計量裝置遠程監(jiān)控、抄核收、線損分析等計量營銷業(yè)務的需要。
2.原因分析
江門供電局計量自動化系統(tǒng)公變、配變及集抄系統(tǒng)廣泛采用公網(wǎng)公司的GPRS無線數(shù)據(jù)VPN網(wǎng)絡。受網(wǎng)絡覆蓋的影響,部分終端不能上線采集。經(jīng)現(xiàn)場勘查,2013年在接入計量自動化系統(tǒng)的145臺小水電終端中,有41臺由于地處偏遠,處于公網(wǎng)信號盲區(qū)的原因,造成負控終端長期處于離線狀態(tài),10臺由于樹木、山石等障礙造成了信號衰減,導致公網(wǎng)信號不穩(wěn)定,數(shù)據(jù)丟失嚴重。我們抽取了2013年1月份到4月份的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行了分析,結(jié)果如表1所示:
表1 2013年小水電終端運行情況分析
月份 終端在線率 數(shù)據(jù)完整率
1月 74.5% 78.6%
2月 76.7% 80.2%
3月 78.6% 81.7%
4月 79.8% 83.5%
從上表可知,小水電終端對整體的在線情況和數(shù)據(jù)完整率的影響,未能達到98%以上;
3.各種通信解決方案分析和選擇
針對公網(wǎng)盲區(qū)及信號不穩(wěn)定問題主要可以通過以下方法解決。
(1)采用非公網(wǎng)上行方式,完全避免無線通信不穩(wěn)定性問題、電房電柜屏蔽問題,保證實時在線。非公網(wǎng)上行方式可考慮采用電話線通信、寬帶網(wǎng)絡通信、電力光纜等。
(2)采用公網(wǎng)上行方式,但通過其他通信方式接駁,如通過載波、485 通信、微功率無線等方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
(3)采用公網(wǎng)上行方式,但采用信號增強擴展公網(wǎng)通信距離。如通過同軸電纜信號放大、無線直放站、新建基站等方式。
3.1 非公網(wǎng)上行
非公共網(wǎng)主要有電話撥號接入方式、公共有線電視、光纜等。此種方式均需要布線,由于小水電地處偏遠,布線成本巨大,且環(huán)境惡劣,維護困難。
3.2 公網(wǎng)上行,其他通信方式接駁
(1)電力載波
電力載波方式是將終端通信模塊外置于能接收到公網(wǎng)信號位置,電表通過電力載波方式與終端交換數(shù)據(jù),該方案省卻了布線或無線信號干擾影響,但實際應用存在信號衰減快、干擾大、不能跨變壓器、互感器等諸多問題。
(2)有線中繼接入
該方案采用終端側(cè)模塊和外置側(cè)模塊,通過以太網(wǎng)雙絞線RJ45接口連接。由于采用雙絞線,通信線路以100米為宜,最長不超過300米。
(3)無線中繼通信
該方案是通過微功率無線通信的方式傳輸數(shù)據(jù),中繼器采用470MHz 通信時,通信距離經(jīng)測試在150 米以內(nèi),距離較遠時,可通過增加中繼的方式延長通信距離,目前可增加2級中繼。該方案的優(yōu)點是施工簡單,初次投入不大,且后續(xù)無運行費用,但需對GPRS 轉(zhuǎn)接器提供220V電源,如終端維護口協(xié)議非標準廣電規(guī)約,GPRS 轉(zhuǎn)接器處需對協(xié)議進行處理后再進行轉(zhuǎn)發(fā),該方案理論上適用于任意廠家終端。
圖1 無線中繼實現(xiàn)方式示意圖
3.3 公網(wǎng)上行,信號增強擴展公網(wǎng)通信距離
(1)無線放大器方案
無線放大器(也稱直放站)屬于同頻放大設備,其基本功能就是一個射頻信號功率增強器。該方案施工雖相對復雜,但無需對終端側(cè)設備進行改動,適用于所有廠家終端,可以一個無線放大器帶幾臺終端設備,通過共享設備,成本相對較低,更重要的是,不需后續(xù)運行費用。但該方案也有其局限性,受到信號衰減影響,實際通信距離在40米內(nèi)(采用更好質(zhì)量的同軸電纜可適當延長距離,但一般不超過100米)。
(2)運營商建基站
運營商建設新基站,增加信號的覆蓋范圍,對于局方來說,是一勞永逸的方式。但投資一個標準基站需要接近兩百萬元,同時該部分區(qū)域一般客戶數(shù)量較為稀少,出于對投資收益的考慮,運營商短時間內(nèi)不會考慮投入,故短時間內(nèi)無法實現(xiàn)。
4.方案選擇及應用
以上各種解決方案在特定場景均具備實際運行的優(yōu)勢和可行性。但結(jié)合供電局計量自動化系統(tǒng)實際運行以及運維成本、通信可靠性等綜合考慮,采用“安裝無線中繼通信設備”方式投入成本小、安裝周期短、設備安裝方便靈活。因此本文選擇無線中繼方式,如圖1所示。
圖2 試點月在線時長對比圖
圖3 試點數(shù)據(jù)完整率對比圖
5.實際運行效果
本文選取了5個試點,使用無線中繼通信方式解決終端長期離線及數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定問題,結(jié)果表明終端在線時間和數(shù)據(jù)完整率大幅度提高。如圖2、圖3所示。
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