陆晓君
安科瑞电气股份有限公司 ,上海嘉定 201801;
摘要：电力系统运行的过程中,电能计量远程抄表的作用较大,针对电能计量远程抄表系统,构建科学化、创新化的抄表技术,可以充分满足电力企业的运行需求,而且也可以逐渐提高电能表运用的价值性,保障电能表技术的准确性。在电能表远程抄表的过程中,远程抄表系统设计以及技术的展现是十分重要的,可以满足多元化电表查询需求,提高电力企业抄表的整体效率,保证工作的稳步进行。通过对电能计量远程抄表方案的构建,可以逐渐提高抄表技术的有效性,优化远程抄表的技术形式,提高技术使用的价值性,并为现阶段远程抄表技术的创新奠定基础,使远程抄表技术得到电力企业的广泛运用,促进电力企业的稳定发展。
关键词: 电能计量远程抄表;系统设计;技术分析
0引言
在现阶段电力企业运行的过程中,一些传统的抄表方法已经无法满足现代化的电能计量需求,而且,在传统电能抄表的过程中,其技术形式存在着单一性、滞后性的现象,为了解决这些问题,电力企业需要认清电能抄表技术的发展方向,并结合电力企业的运行状况,进行抄表方案的设计。对于远程抄表技术而言,作为一种全新的抄表技术,抄表人员不需要进入到现场就可以完成抄表,而且技术的优势性相对较多,在该种抄表技术使用的过程中,可以改变以往抄表中的不确定性因素,克服查表限制,保证抄表的精确性。 因此,在现阶段电力企业运行及发展的过程中,应该通过远程抄表技术的使用,积极推进现代化的远程抄表技术,并在很大限度上推进电力企业稳定运行,实现电力企业的经济化运行。
1 远程抄表
1.1概念分析
通过对电能计量自动抄表系统的分析发现,其抄表形式存在着两种,一种是自动抄表系统,一种是远程自动抄表系统,这两种抄表方式存在着数据采集差异性的现象。所谓远程抄表,通过现代电子技术、信息技术的运用,可以实现电表、水表以及燃气表等仪器技术的自动化抄送、处理。在远程抄表的信息采集中,前端系统通常加装电子或是电子式的电能表构成系统,然后按照脉冲的形式将用户的用电量进行上传,实现用户电能数据的信息采集。远程抄表的系统结构如图1所示。
图1 远程抄表系统结构
1.2特点分析
在远程抄表系统构建的过程中,使用中的特点体现在以下几个方面:第一,远程抄表中,主要是在中控室直接进行远程化的自动抄表,并形成了以中控室为中心的地域性抄表网络。 第二,通讯资源的可靠性,在整个系统使用的过程中,会通过天线定点实施通讯,并按照安装技术的要求,进行24小时通讯,在这种系统使用的过程中,不会受到电网波动因素的影响。 第三,远程抄表计数的快捷性。远程抄表的效率相对较高,可以达到每秒一个电表的效果,在该种电表计数的过程中,可以达到分时、分段的抄表形式。第四,周期性读数。所谓周期性读数,主要是通过不同指令的执行,达到中控室能与网络内部电表的周期性抄表。
2 远程抄表系统的技术分析
2.1 RS485总线技术
在有线总线通信系统项目构建的过程中,较为常见的技术有RS485总线技术,这种技术作为双绞线差分的传输方式,在使用的过程中会接成半双工以及全双工的通信方式,其远的数据传输距离可以达到1200m,差分输入的范围在-7V~+12V,系统中的标准接点为32个,也就是说每个RS485接口芯片都可以驱动32个标准的RS485负载,具体的通信标准如表一所示。通过对RS485总线通信方式的分析,技术优势性有通信技术稳定、简单,而且在通信正常的状态下,可以保证系统通信的稳定性,但是,在该种远程抄表的过程中,系统容易受到人为损害,严重的会为电力系统的良好运行造成制约。
表1 RS485接口标准
2.2 电力线载波通信
通过对电力载波通信方法的分析,存在着高压电力载波以及低压电力载波两种方式,其中的电力线载波通信主要利用了配电线的信息传输方式,将数据传输作为重点,实现对语音、数据传输的特殊性通信,在该种电力远程传输方法使用的过程中,其成本相对较低,但是,在用户用电发生改变时,无法及时得到数据的传输,从而造成抄表盲区。 电压电力线载波系统。
在该种远程抄表技术运用的过程中,存在着地层数据通道的现象,而且,资源采集成本低,数据准确,但是,在远程抄表中存在着噪音高阻力低等问题。
2.3 GSM 技术
在电力系统中的远程抄表技术使用的过程中,通过GSM技术的使用,可以满足电力系统的智能化抄表方式,也就是通过网络短信业务,实现自动报表,这种全新性的使用思路,充分满足了抄表系统的优化需求,在GSM系统设计的过程中,主要是由抄表主站、GSM网络以及 GSM抄表终端所组成的,按照PC机以及通信模块的组成,将抄表与GSM系统进行连接,然后再利用短信将信息发送到抄表的终端设备之中,以便提高设备执行发出的有效性。通常状况下,在电力系统抄表终端设计的过程中,系统的硬件设计如图2所示。在系统运行的过程中,需要有两个串行通信口,图中2051的两个I/O端口模拟通讯RXD以及TXD,通过系统之间的协议转换,可以实现终端硬件系统的数据分析,并及时产生相关数据,提高远程读数的有效性。
图2 抄表终端硬件结构图
2.4 GPRS 技术
GPRS技术作为GSM系统中的无线分组交换技术,在使用的过程中可以提高数据交换的价值,并通过无线通信网络的运用,实现远程抄表,该种技术相对成熟、可靠,但是,在现阶段通信模块构建中,很少会采用该种技术形式,但是,在技术创新中,GPRS技术得到了优化,可以提升数据传输的高效性,满足电力系统远程通信需求。在GPRS系统设计的过程中,需要完成虚拟IP的传输协议,其中的虚拟IP传输协议需要在不同系统层进行数据的分析处理。第一,在网络接口层中,其包括了物理层以及链路层,所谓的物理层主要是定义物理介质的相关特征;链路层主要是上层协议发送及接收数据系统。 第二,网络层,网络层是相邻计算机之间的通信、数据包处理的形式,这一层面中,协议包含了IP协议、ICMPP协议等,按照这些协议方式,可以达到IP协议的数据价值。第三,传输层,主要是提供应程序逐渐的通信,系统数据包含了TCP协议以及UDP协议。第四,应用层,主要是面向服务客户,为用户提供一种常用的应用程序。通过这种协议系统的完善,可以满足远程抄表的基本需求。
3电能计量远程抄表系统设计
3. 1 登录界面
登录界面设计中,作为功能选择的端口,可以设置由1-4不同的程序,因此选择 ComboBox 控件作为端号选择的基础。当所选择的串口被正确使用,系统会弹出MsgBox并显示“对不起,您选择的端口已经被打开,请选择别的端口”;若选择的串口有效,就可以连接成功,并显示出测试完毕的字样。在窗口项目点击中,存在着系统连接以及初始化的现象,流程图如图3所示。
图3 系统连接以及初始化流程图
3.2 系统功能主界面
在系统功能界面创设中,需要点击数据请求按钮,用户需要选择呼叫的表号,并及时得到数据的读取。
3.3 数据请求界面
向本地控制终端发送请求,提高数据查询的质量,因此,在该种系统使用中,需要保留数据的格式化。当点击到“开始呼叫”按钮时,系统会形成数据保障机制,并强调数据请求信息,在窗口调试接受中,应该按照“ok”进行数据确定。在该系统模块确定中,代码表示如下:
Dim sum As Double 存储电费总额
Text7. Text＝sum ’数据显示
3.4用户信息注册界面
在用户注册信息模块设计中,可以添加新用户电能表用户,信息的录入数据库会向用户自动获取电能号及电能表号,这种设计可以避免数据库中数据冗余的现象。当用户注册信息显示有误时,可以在选项后使用Label显示错误信息,在该系统使用中界面可以提示加好友,满足系统注册的需求。
3.5用户信息查询界面
在远程抄表系统设计的过程中,为了提高电表数据查询的有效性,需要实现远程服务界面设计的合理性。对于用户信息查询界面而言,在用户输入关键信息时,就可以显示用地用电量。该界面设计中,也需要为用户提供信息修改功能,可以满足用户对用户名、注册日期以及通讯地址的修改。例如,在信息删除时,用户在操作中系统会自动显示Strsql1＝＂delete from users where用户号＝＂& yonghuhao’删除用户信息表中该用户号所对应的用户信息。
3.6用户电能表费用上传界面
在用户电能表上传接界面设计中,需要设计电能表好、当天电费总计及抄表日期等,通过对这些数据的上传,可以提高电能计数的查询。
3.7数据库备份及恢复界面
对于该界面而言,需要在菜单中查找“数据库管理”-“数据库别分菜单”,单击菜单中的相关数据备份,就可以实现数据库的信息恢复,保证电力系统中电力信息的安全性。
3.8服务界面
服务其程序主要是为了测试上传数据,该程序使用中,会满足上传数据的模块整合需求。在服务器打开之后会成功连接发送数据成功、连接服务器失败等系统,并将当前的状态及时返回到本地控制系统。
4远程抄表系统构建
4.1 电力线载波远程抄表系统
电力线载波远程抄表系统如图4所示。图4中,电力线载波集抄系统主要组成结构包括了电能表、采集终端以及后台管理系统,其中的采集终端与电表通信中存在着通信功能以及载波协调功能,系统采集器会按照电表运行的模式,将数据进行编码的处理,调节结束将数据加载到电力线之上,数据信号内容经过调节处理,可以实现高频信号的电力出书,然后将数据发送到电力系统之中。 集中器作为台区总站,会收集收集整个电力系统中的相关信号,然后经过协调处理,使信号数字得以恢复,然后将处理结束之后的数据传送该管理系统。在这种电力系统远程抄表的过程中,主要是将小区及台区作为集合,然后将数据进行统一性的处理,提高远程抄表的价值,从而充分满足现代电力系统的运行需求。
图4 电力线载波远程抄表系统
4.2 GPRS/CDMA无线远程抄表系统
在无线网络数据终端功能分析中,图5为GPRS远程抄表结构。主要采用GPRS以及CDMA 等公共无线网络形式,并将其建立在网络数据整合的过程中。对于这种系统而言,GPRS系统最具代表性,研究中发现,无线GPRS系统的特点体现在以下几个方面:第一,在数据信息采集的过程中,不需要为多表集中布线;第二,系统前期投入资金相对较少,见效快,后期可以不断升级处理,维护成本相对较低,在这种远程抄表系统构建中,可以逐渐扩大平台,并实现水、
电、煤气等集中查表,提高了抄表的整体效率。
图5 GPRS远程抄表结构
通过研究可以发现,在GPRS电力集抄系统利用的过程中,可以提高远程抄表数据处理的价值性,并及时申请固定的IP地址,满足移动通信以及电力系统的数据处理需求。
5安科瑞AcrelCloud-3200预付费水电云平台
5.1 系统方案
系统为B/S架构，主要包括前端管理网站和后台集抄服务，配合公司的预付费电表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用户计量箱ADF300L系列，实现电能计量和电费管理等功能。另外可以选配远传阀控水表组成水电一体预付费系统，达到先交费后用水的目的，剩余水量用完自动关阀。
5.2 系统功能
AcrelCloud-3200预付费水电云平台由云平台-网关-预付费电能表组成，通过通信网络完成系统到表的充值、查询、监控、控制及短信报警等功能。
本系统适用于一些大集团和大物业，往往需要将多个物业环境、分散于各地的物业集中式收费和管理，面临着数据公网传输，财务操作分散，在线支付，总部财务扎口等复杂的需求。
远程集中抄表：抄表信息通过网关实时上传到云平台，快速便捷，免去人工抄表 。
水表预付费:可是查看某区域水表的实时状态信息，并可以进行单表或批量设置水价控阀等操作。
远程售电:财务集中管理，电量实时下发，并比对充值次数防止作弊，方便快捷。
能耗分析:用户和管理员都可查询预付费表或管控表每天的用能状况；可提供能耗分析+财务轨迹一体式综合管理报表，包含用户表的能耗、财务数据、能耗和财务的期初期末值等数据。
在线支付:商户可以通过小程序或者微信公众号实现在线自助充值水电费，也可以实时关注商铺用水用电情况。
短信提醒:金额不足或金额欠费提醒、电表充值到账提醒，都可及时短信通知商户。
远程控制:可对任意一块电表执行远程拉闸或保电等一系列远程控制操作，方便管理。
6结束语
总而言之,在现阶段电力系统远程抄表系统设计的过程中,应该将电力企业的运行状况作为重点,结合电力企业运行的发展需求,进行电力系统远程抄表技术的构建,并通过计量装置系统的完善,进行设计方案的改进,满足现代电能计量装置的使用需求,实现抄表系统的可持续利用。 同时,在科技技术发展创新中,需要将电能计量装置的改善及创新作为重点,优化电力企业的保障需求,提高远程抄表的价值性。
【参考文献】
[1]聂翔,李向奎,刘亚骑,韩为民,孙琳.电能计量远程抄表系统及实现技术.
[2]许晓仙.电能计量自动化系统在电力营销中的应用成效探究［J].中国新技术新产品,2017,(9):105-106.
[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06
作者简介：陆晓君，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电
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