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遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢-論文
電能自動(dòng)抄表系統(tǒng)是一種采用通訊和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將安裝在用戶處的電能表所記錄的用電量等數(shù)據(jù)通過遙測傳輸匯總到營業(yè)部門,代替人工抄表及后續(xù)相關(guān)工作的自動(dòng)化系統(tǒng)。采用此方式不僅能節(jié)約大量人力資源,更重要的是可提高抄表準(zhǔn)確性,供電管理部門能得到及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息,如電能需量、分時(shí)電量和負(fù)荷曲線等,同時(shí)電力用戶不再需要與抄表者預(yù)約時(shí)間,電能自動(dòng)抄表技術(shù)使電力公司根本上解決了入戶抄表收費(fèi)給用戶和抄表人員帶來的麻煩,避免了許多不必要的糾紛,準(zhǔn)確而便捷的收費(fèi)系統(tǒng),不但能提高管理部門的工作效率,也適應(yīng)現(xiàn)代用戶對用電繳費(fèi)的需求。
一、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的發(fā)展
隨著電能計(jì)量表由傳統(tǒng)的機(jī)械式、電子式脈沖電能表向多功能電子式電能表的發(fā)展,遠(yuǎn)程抄表計(jì)費(fèi)系統(tǒng)也經(jīng)歷了一個(gè)從集中式系統(tǒng)向分布式、網(wǎng)絡(luò)化、開放式系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的發(fā)展過程。電量數(shù)據(jù)采集也同樣從集中式脈沖處理系統(tǒng)發(fā)展為分布式直接傳輸系統(tǒng)。
采用集中脈沖方式的系統(tǒng),電能采集和傳輸是以電能脈沖計(jì)數(shù)為基礎(chǔ)的,在廠站需增加中間轉(zhuǎn)換器用來存儲(chǔ)和傳輸根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)值而得到的電能信息。數(shù)據(jù)采集中心不能直接與電能表通信,不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代電能管理系統(tǒng)所必須的對電能表參數(shù)的下載功能。
脈沖電能表在80年代占主導(dǎo)地位,但90年代后分布式直接傳輸?shù)闹悄茈姳碓絹碓狡毡?且近年來的新型固態(tài)智能化多功能表的發(fā)展,使得先進(jìn)的分布式直接數(shù)字傳輸系統(tǒng)成為可能并占據(jù)主導(dǎo)地位。
二、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的構(gòu)成
遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)主要包括4個(gè)部分:具有抄表功能的電能表、區(qū)域集中中心、抄表交換機(jī)和中央主控機(jī)房。區(qū)域集中中心是將多臺(tái)電能表連接成本地網(wǎng)絡(luò),并將它們的用電量數(shù)據(jù)集中匯總,其本身具有通信功能且含有專用軟件。當(dāng)多臺(tái)區(qū)域集中中心需再聯(lián)網(wǎng)時(shí)所采用的設(shè)備就稱為抄表交換機(jī),它可與公共數(shù)據(jù)網(wǎng)接口。有時(shí)區(qū)域集中中心和抄表交換機(jī)可合二為一。中央主控機(jī)房是利用公用數(shù)據(jù)網(wǎng),將所得電表數(shù)據(jù)抄回并進(jìn)行處理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
2.1電能表
具有自動(dòng)抄表功能且能用于遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的電能表有脈沖電能表和智能電能表兩類。
2.1.1脈沖電能表 能夠輸出與轉(zhuǎn)盤數(shù)成正比的脈沖串。根據(jù)其輸出方式的不同又可分為電壓型脈沖電能表和電流型脈沖電能表兩種。電壓型表輸出脈沖電平信號,采用三線傳輸方式傳輸距離較近;而電流型表的輸出脈沖是電流信號,采用兩線傳輸方式,傳輸距離較遠(yuǎn)。
2.1.2智能電子表 可以通過串行口以編碼方式進(jìn)行通信,按照智能表的輸出接口通信方式劃分,智能電能表可分為RS-485接口型和低壓配電線載波接口型兩大類。
2.1.3電能表的兩種輸出接口比較 輸出脈沖方式技術(shù)簡單但在傳輸過程中容易發(fā)生丟失脈沖或產(chǎn)生多脈沖現(xiàn)象,而且不可以重新發(fā)送。因此此方式電能表功能單一,一般只輸送電能信息,難以獲得最大電量、電壓、和功率因數(shù)等多項(xiàng)數(shù)據(jù)。串行接口輸出方式只能用于采用微處理器的智能電子式電子表,此方式可以將采集的多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸,但是由于沒有統(tǒng)一的通信規(guī)范使得各廠家的設(shè)備之間不便于互連。
2.2區(qū)域集中中心和抄表交換機(jī)
區(qū)域集中中心是將遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)中的電能表的數(shù)據(jù)進(jìn)行一次集中的裝置。對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中后再通過電力線載波等方式將數(shù)據(jù)繼續(xù)上傳。抄表集中器能處理脈沖電能表的輸出信號也能通過RS-485方式讀取智能表的數(shù)據(jù)。抄表交換機(jī)是遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的二次集中設(shè)備,它集結(jié)的是區(qū)域集中中心的數(shù)據(jù),然后再通過公用電話網(wǎng)或電力線載波方式傳輸?shù)诫娔苡?jì)費(fèi)中心的主機(jī)。
2.3電能計(jì)費(fèi)中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
電能計(jì)費(fèi)中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的管理層設(shè)備,通常由單臺(tái)計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)再配以相應(yīng)的抄表軟件組成。
三、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)
3.1抄表集中器通過RS-485讀取智能電表數(shù)據(jù)或直接接受脈沖電能表輸出脈沖。區(qū)域集中中心與抄表交換機(jī)之間采用低壓配電線載波方式傳輸數(shù)據(jù)。抄表交換機(jī)與電能計(jì)費(fèi)中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間通過公用電話網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。
3.2區(qū)域匯總中心(local center)可通過串行通信芯片與PC機(jī)串行通信。采用巡檢方式讀取各表數(shù)據(jù)。專用電力線載波通信芯片可實(shí)現(xiàn)可靠的半雙工電力線數(shù)據(jù)通信。完整的DTMF收發(fā)器不僅能收發(fā)DTMF信號,還可選擇呼叫過程濾波器以檢測電話干線上的回鈴音、撥號音、忙音等信號音,適合與單片機(jī)接口,且外圍邏輯電路簡單。
3.3中心微機(jī)軟件要求有良好的人機(jī)界面、實(shí)時(shí)地圖顯示及繪制等處理功能、強(qiáng)大的記錄功能,可將GIS(地理信息系統(tǒng))應(yīng)用于遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中,便于中心主機(jī)作出分析判斷,可以以文字形式顯示各區(qū)域或用戶的用電量信息;以圖形方式顯示用戶地點(diǎn)和工作人員前往的最佳路徑,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的顯示系統(tǒng)當(dāng)前設(shè)備裝置狀態(tài),建立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫;對周月季年的用電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
四、結(jié)論
本文介紹的自動(dòng)抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,充分結(jié)合電話和電力線載波兩種通信方式的優(yōu)點(diǎn),既能實(shí)現(xiàn)快速遠(yuǎn)距離傳送信息又能隨時(shí)巡檢用戶狀況。該方法應(yīng)用于我國的電力配電網(wǎng)絡(luò)通信中將能夠大大提高效率和降低通信成本,其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是十分巨大。
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