黃楚晴，劉秦銘

（1.廣東電網(wǎng)責(zé)任有限公司韶關(guān)供電局，廣東 韶關(guān)510630；2.廣東電網(wǎng)責(zé)任有限公司廣州供電局，廣東 廣州510000）

1 研制背景

無線公網(wǎng)因其覆蓋范圍廣、無需額外投資、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用與電網(wǎng)系統(tǒng)中。負(fù)控、配變、集中器采集終端大多以無線公網(wǎng)通信為主，山區(qū)水電站依靠北斗通信為輔的方式來實(shí)現(xiàn)終端與計(jì)量主站的數(shù)據(jù)傳輸，因此終端在線率及采集數(shù)據(jù)完整率是目前計(jì)量自動化重要考核指標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)全量電子化結(jié)算的前提條件。但目前單一通信始終限制著電能量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

隨著城市建設(shè)發(fā)展，目前新建小區(qū)配電房多建于無信號或弱信號地下室，終端與主站無法正常通訊，導(dǎo)致計(jì)量終端無法上線，無法滿足日常營銷工作運(yùn)維消缺、數(shù)據(jù)采集和分析。因此，在現(xiàn)有公網(wǎng)資源條件下，解決地下室信號屏蔽區(qū)域的計(jì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、終端在線率難點(diǎn)問題顯得尤為迫切。

為了有效解決上述問題，本文研制了一種基于電力載波的無線公網(wǎng)信號延長裝置，利用原供電臺區(qū)的低壓電力線plc 作為延長GPRS 信號的路徑，運(yùn)用低壓載波傳輸信號，在原有一主一從中繼延長的基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件程序改進(jìn)，最大可支持一主六從的信號延長，即對同時(shí)處于無信號區(qū)的6 臺集中器、配變終端及負(fù)控終端，分別加裝近端設(shè)備，可用同一遠(yuǎn)端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，有效解決地下停車場、邊遠(yuǎn)山區(qū)無公網(wǎng)信號的問題。

2 研制目的

為了能提高電力統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及安全性，保證電信號延長工作的快速順利開展，本項(xiàng)目研制的基于電力載波的無線公網(wǎng)信號延長裝置可靈活匹配并支持多臺終端同時(shí)上線，不但不需要重復(fù)布線，節(jié)省人工和線材費(fèi)用，并最終解決信號盲區(qū)數(shù)據(jù)上送難題，突破采集終端在線率瓶頸。

3 技術(shù)方案

3.1 技術(shù)設(shè)計(jì)思路

項(xiàng)目組對目前無線公網(wǎng)及相關(guān)工作進(jìn)行走訪調(diào)研，在進(jìn)行勘察及資料搜集后，提出了裝置的技術(shù)設(shè)計(jì)思路，借助電力載波線將公網(wǎng)信號從地下室延長至地上，設(shè)計(jì)信號延長裝置包含三個(gè)部分：近端模塊、遠(yuǎn)端模塊、GPRS 通信模塊，其中GPRS 通信模塊嵌入遠(yuǎn)端模塊，可熱插拔，便于模塊更換。

信號延長設(shè)備工作機(jī)制：①近端設(shè)備與采集終端的以太網(wǎng)口連接；②近端設(shè)備通過電力寬帶載波線與發(fā)送設(shè)備連接，并建立TCP 服務(wù)與主站數(shù)據(jù)通信，上送數(shù)據(jù)；③近端設(shè)備通過電力寬帶載波線從發(fā)送設(shè)備中接收主站發(fā)送的數(shù)據(jù)，識別數(shù)據(jù)目標(biāo)設(shè)備后，通過以太網(wǎng)口將通信數(shù)據(jù)返回給采集終端。發(fā)送設(shè)備在信號良好位置通過GPRS 獲取主站通信數(shù)據(jù)，并通過電力載波透傳至近端設(shè)備，同時(shí)從電力線接收近端設(shè)備的采集終端數(shù)據(jù)，通過GPRS 透傳至主站。

電力載波一對二信號延長設(shè)備地下室安裝圖示如圖1所示。

信號延長設(shè)備一對六使用場景如圖2 所示。

3.2 技術(shù)測試

裝置的研制包括近端模塊、遠(yuǎn)端模塊、通信模塊等共6套。優(yōu)化一主多從的通訊模式，在韶關(guān)乳源局測試室進(jìn)行安裝測試。其中試點(diǎn)用戶自停未銷戶，現(xiàn)場計(jì)量裝置已拆回，將此套計(jì)量裝置作為試點(diǎn)，負(fù)控通信模塊SIM 卡拔出，網(wǎng)線連接中繼信號近端，中繼近端設(shè)備電源取A 相。另一用戶自停點(diǎn)安裝同樣的近端設(shè)備。中繼遠(yuǎn)端連接室內(nèi)任意處A相電壓，并安裝SIM 卡，與主站通信。由此驗(yàn)證中繼延長裝置一主多從實(shí)驗(yàn)效果。測試驗(yàn)證內(nèi)容包括遠(yuǎn)端與近端電力線通信鏈路、遠(yuǎn)端GPRS 模塊與計(jì)量主站通信鏈路及數(shù)據(jù)上送準(zhǔn)確性和可靠性。

裝置的測試安裝方法也十分簡單，如圖3 所示，實(shí)驗(yàn)測試點(diǎn)負(fù)控、近端設(shè)備、遠(yuǎn)端設(shè)備均取A 相電壓，負(fù)控終端SIM 已拔出，負(fù)控與近端設(shè)備通過以太網(wǎng)線連接，也可選擇485 口通訊，本測試選以太網(wǎng)口。

圖1 電力載波一對二信號延長設(shè)備地下室安裝圖示

圖2 信號延長設(shè)備一對六使用場景

圖3 乳源局測試室一主二從現(xiàn)場測試圖

在進(jìn)行參數(shù)調(diào)試時(shí)，首先確定終端支持以太網(wǎng)上行模式，通過負(fù)控終端液晶按鍵設(shè)置集中器的主站IP、主站端口、本地IP、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)地址，再通過GPRS 轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備維護(hù)軟件設(shè)置遠(yuǎn)端設(shè)備的主站IP、主站端口、APN、綁定的終端地址。近端設(shè)備安裝后無需再進(jìn)行任何參數(shù)設(shè)置。

3.3 測試點(diǎn)計(jì)量自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)觀察

在計(jì)量自動化系統(tǒng)這兩個(gè)終端進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)召測，系統(tǒng)召測成功，對測試點(diǎn)數(shù)據(jù)完整率進(jìn)行連續(xù)觀察，導(dǎo)出系統(tǒng)抄表數(shù)據(jù)驗(yàn)證。明茂、印刷廠測試點(diǎn)11-09—11-13 數(shù)據(jù)完整率情況：每日定時(shí)上傳24 個(gè)整點(diǎn)數(shù)據(jù)，無缺點(diǎn)情況。

4 技術(shù)創(chuàng)新

本裝置專門針對無線公網(wǎng)進(jìn)行信號延長設(shè)計(jì)，通過加裝電力載波公網(wǎng)信號延長裝置，無信號的地下室配電房內(nèi)集中器和配變終端與計(jì)量主站實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)采集完整、正確，安裝調(diào)試便捷，效果良好，達(dá)到了項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)。其性能優(yōu)勢及技術(shù)創(chuàng)新表現(xiàn)在以下方面：①易施工，安全性能高。裝置工程實(shí)施難度小，無需穿墻打洞穿線，不影響物業(yè)，制造符合相關(guān)電力部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量保證體系等安全體系，具有優(yōu)越的安全性能。②一主多從，通訊率高。本裝置可靈活匹配支持多臺終端同時(shí)上線。通信速率達(dá)2 Mbps。③布線少，無需重復(fù)布線。裝置除盲區(qū)終端連接近端設(shè)備需很短的網(wǎng)線以外，近端設(shè)備與遠(yuǎn)端發(fā)送設(shè)備通過電力線載波通信，具有無需重復(fù)布線的優(yōu)勢。

5 總結(jié)

隨著計(jì)量自動化系統(tǒng)的逐步完善，電網(wǎng)全用戶表碼信息采集是系統(tǒng)數(shù)據(jù)得以深化應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。利用無線公網(wǎng)通信是目前實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表的主要手段之一，但仍存在公網(wǎng)難以覆蓋的偏遠(yuǎn)山區(qū)、公網(wǎng)信號屏蔽地下室或弱信號區(qū)域，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表，無公網(wǎng)信號問題成為解決遠(yuǎn)程抄表的首要難題。本課題研制的裝置是基于電力載波線的無線公網(wǎng)基礎(chǔ)上作出的信號延長設(shè)計(jì)，在原有一主一從中繼延長的基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件程序改進(jìn)，通過在新建小區(qū)地下室進(jìn)行應(yīng)用，得到了很好的反饋，可支持一主六從的信號延長，即對同時(shí)處于無信號區(qū)的6 臺集中器、配變終端及負(fù)控終端，分別加裝近端設(shè)備，可用同一遠(yuǎn)端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。裝置的應(yīng)用在實(shí)踐工作中是具有積極工作意義的，保障了電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)工作的安全可靠開展。