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电能计量远程抄表系统方案设计
电能计量远程抄表系统方案设计 采用传统抄表方式存在抄读数据存在误差大、操作难以规范化、数据采集不及时、耗费人工多、成本高、效率低等的问题。电能计量自动抄表系统将电能计量数据自动采集、传输和处理,为上述问题提供了较好的解决方案。
电能计量自动抄表系统AMRS(Automatic Meter Reading System),是一种采用通讯和计算机网络等技术自动读取和处理电能数据的智能化管理系统。它克服了传统人工抄表模式的低效率和不确定性,推进了电能管理现代化的发展进程,同时对提高电力部门的管理水平和经济效益具有重要的意义。
1 远程抄表系统构成
前端采集子系统、通信子系统和中心处理子系统是电能计量自动抄表系统主要组成部分,采集系统为处理中心提供数据,通信系统则负责把数据有效的传输到处理中心,从而实现抄表系统的自动化。
2前端采集子系统
前端采集子系统位于居民小区的信息中心,居民用户的用电数据由电量传感器模块将数据读出,然后通过般加装红外转换装置,把电量转换为红外信号,抄表时操作人员到现场使用便携式抄表微型计算机,非接触性地读取数据,此种方法适合本地自动抄表系统。
远程系统则可通过RS485接口将数据传输至位于小区信息中心的电表集中器,电表集中器再通过RS232接口与GPRS透明数据传输终端相连。通过GPRS透明数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行处理、协议封装后发送到GSM网络,通过 GPRS网络传送至电力公司数据中心电力远程抄表系统,实现电表数据和数据中心系统的实时在线连接。
实际应用的远程自动抄表系统大多采用两级式数据汇集结构,即由安装于用户生活小区单元的采集器收集十几到几十个电能表的读数,而安装在配电变压器下的集中器则负责定期从采集器读取数据。
3通信子系统
通信子系统负责把数据传送到控制中心。通讯技术和计算机网络技术的飞速进步演化出许多新的通讯方式和通讯系统,为自动抄表即自动抄表系统的实现提供了更多的方案。电力远程抄表系统需要根据环境条件以及成本的要求,进行灵活选择。
3.1按通信介质分类
按照通信介质的不同,通信子系统主要有光纤传输、电话线传输、低压电力线载波传输、GPRS传输等。
光纤通信:光纤通信具有频带宽、传输速率高、传输距离远以及抗干扰性强等特点,适合上层通信网的要求。但因其安装结构存在限制性,且成本高,故很少在自动抄表系统中使用。
专用电话线通信:租用电话线通信是利用电话网络,在数据的发出和接收端分别加装调制解调器。该方法的数据传输率较高且可靠性好,投资少。
低压电力线载波通信:电力线载波通信是将信息调制为高频信号叠加在电力线路上进行通信的技术。其优势是利用电力线作为通信信道,不必另外铺设通信信道,可大大节省投资,减少维护工作量,灵活实现“即插即用”。
GPRS网络通信:通过中国移动的GPRS网络系统,电力部门可将工业和民用电表采集的电力系统数据实时传递到地、市、省级的集中监控中心,以实现对电力监测设备的统一监控和分布式管理。GPRS网络可为电力系统提供了简单高效的通信传输手段。
目前采用较多的是GPRS网络通信,GPRS网络通信具备如下特点:实时性强、便于远程控制、建设成本少低、集抄范围广等,所以GPRS通信在电力远程抄表系统中得到了广泛的应用。
3.2按线路连接结构分类
按照抄表系统线路连结方式的不同,通信系统可分为星形和总线形通信系统两种。
星形通信系统:星形通信系统以中心处理工作站为中心点,以星型发散的方式分别通过通信信道与集中器连接,形成一对多的连结构架。这种方式信道通信数据量较大,要求有一定的传输速率和带宽。光纤、无线和电话线通信一般都采用该连结方式。
总线形通信系统:总线形通信系统采用了和星形连接不同的连接方式,目的是为了弥补星型连接的不足。总线形通信以一条串行总线连接各分散的采集器或电能表,实现各结点的互连。由于信道上结点较多,传输速率低,传输距离短,因此一般用于底层采集器、集中器层等的电能数据的采集。
通讯方式的选择直接关系到电力远程抄表系统的性能,具体确定通讯方式时需要综合考虑系统面对的对象、用户的分布、用户的数量、地理条件、期望达到的目标以及系统的扩展升级和与其他网络的兼容等等。
4中心处理子系统
中心处理子系统主要由中心处理工作站以及相应的软件构成,负责处理所有用户的用电信息及相关业务。
工作站完成功能:用户用电数据的采集,送电能表参数、用电信息、欠费警告及断电控制,不安全和违章用电监视报警,用户用电管理及查询,报表输出等功能。
软件系统完成功能:远程设定抄表集中器和采集器内的参数;抄收整个系统中所有电能表的数据;使中央控制站可远程地对用户电能表进行断电和送电控制;运行数据库可生成用电量日报、月报,进行电费结算;使系统可进行查询管理,对异常用户给予告警提示。
远程抄表系统需要实时处理大量的数据,因此对中心工作站的硬件和软件的要求有一定的要求,硬件设备必须具备较强的运算和存储能力,软件上要求操作系统稳定可靠,同时具有处理大量数据的能力。
5结语
通过远程抄表系统,电表参数、用电信息可及时送到控制终端,从而非常方便地修改电能表参数,显示用户的用电量及结算电费;欠费警告及断电控制功能可督促用户按时交费;不安全和违章用电监视报警功能可使用电监察人员迅速准确地维护用电秩序;日报表、月报表、年报表的形成和输出方便而快捷;电力公司可以对各重要电力节点进行监控,自动读取相关数据并加以分析,还可进一步进行远程控制或设备维护,减少人力资源、缩短修护时间,最终实现电力系统的高效运行。
参考文献
[1]孙鸣乐,赖晓阳. 分布式实时远程抄表系统设计与实现[J]. 电测与仪表,2005,(5).
[2]何锐强. 基于GPRS的远程抄表管理系统设计与研究[D]. 华东师范大学: 华东师范大学,2010.
[3]徐昊,刘友安,. 电能计量与远程抄表应用研究[J]. 华中电力,2010,(4).
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