集中抄表系统与电力营销信息化Word下载.docx
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控电模块:
控电模块是带复式控制功能的开关组合模块,主要功能是对用户的电源实现远程控制,能根据系统操作员的指令自动切断或投入用户的电源。
要求切断容量适合,并且带失电自动复位功能。
显示模块:
显示模块是能显示点阵汉字的信息显示屏,可以安装在数据采集器上,它的主要功能是显示各种用电信息,如电费金额、电压信息、欠费信息、停电通知和故障信息等等。
2.4 软件平台
软件部分由应用软件、数据库、硬件支撑平台组成。
其中应用软件负责对系统进行日常管理操作;
数据库负责采集数据的交换、引用、索引;
支撑平台负责硬件部分的运行、维护。
我主要在应用软件中增加了故障报警功能、信息发布功能、控电操作功能。
应用软件:
系统管理软件已封装成标准的ActiveX控件,可以方便的与供电公司电力营销管理系统连接。
数据库:
通过采用CIGS中间层可以使应用系统结构清晰,维护简单易行。
CICS其全称是CustomerInformationControlSystem,即客户信息控制系统。
CICS通过关系数据库从主数据库中获得资源,建立在操作系统、1SO的分布式计算环境和Encina服务上。
硬件支撑平台:
硬件支撑平台采用了固化核心和远程程序下载技术,基于BIOS的硬件结构,使得软件功能的升级扩充都无需进行现场维护,可以在远程操作端自动完成。
2.5 数据传输
数据传输部分主要负责建立硬件设备之间的数据链路,将采集到的数据传输、发送,并确保传输快速准确。
原先的设计有PLC、485、以太网和手机无线网络。
根据技术发展,我对3G技术在集中抄表系统中的应用,做了简单的介绍和预想。
电力载波:
电力线载波PowerLineCarrier,简称PLC是电力系统特有的通信方式,它是利用现有电力线,通过载渡方式高速传输模拟或数字信号的技术。
优点是使用电力线作为传输介质,不需要线路投资。
但是缺点是由于配电变压器对电力载波信号有阻隔作用,所以PLC只能用在同一配变的供电区域内。
RS-485:
RS-485是串行数据接口标准,具有接线简单,传输距离长(最大传输距离约为1219米)的优点,但是传输速度低,只能用于抄表采集模块之间的通信。
以太网:
以太网采用拓扑总线结构,具有传输速度高,连接方便,通用性强的特点。
缺点是在电缆供电的小区内只能在地下电缆管线内走线,施工难度大,日常维护困难。
无线方式:
主要有GPRS、CDMA两种技术,GPRS、CDMA都是无线通信网络,利用移动手机的本站发射信号。
所以在构建集中抄表系统时。
不必重新建设机站,也不需要中继器,组网简单,建设费用低,可以适合各种施工地形,减少网络设备的维护。
3G是英文3rdGeneration的缩写,指第三代移动通信技术。
相对1G和2G主要是提升了传输速度,3G技术在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节/每秒)、384kbps(千字节/每秒)以致144kbps的传输速度。
目前3c技术蓬勃发展,将来极有可能代替GPRS和CDMA成为尤线数据传输的主力,所以现在也应当对网络传输模块预留3G升级接口,一旦技术成熟就可以立即向3G过渡。
3 集中抄表系统在电力营销管理的应用
随着人民生活水平的不断提高,人们对电力的需求已经不仅仅满足于有电用,良好的供电质量和服务水平,成为社会对供电企业的新要求。
在电力营销的发展过程中,原来以用电管理为主的职能正逐渐向用电服务为主的方向过渡,供电企业为提高供电质量和服务水平,必需要有一套完善的电力营销管理系统,对用户的用电状态进行实时监测,及时掌握低压配电网的运行情况,发现异常供电和异常线损、定位电网故障,杜绝供电隐患。
但是目前用电监控装置只是以低压电网中的配变和单位用户专变为监测对象,对广大的居民用电状况没有实时监测、控制的能力。
现阶段集中抄表系统的建设相当于在居民用户端与供电企业之间架设起一条信息高速公路,但这条信息高速公路设计是单向的,只能将数据信息从用户端上传至供电企业。
但是通过对该系统进行设计改进,我们完全可以把它建设成双向传输的信息高速公路,利用这条数据链路来实现双向的信息交换,从而为居民用户提供丰富的用电服务。
对集中抄表系统的设计改进主要通过增加硬件组合模块和软件分析操作模块,使其能实现以下几种功能:
自动分辨故障类型,发生缺相、接地、缺零、电表烧坏等故障时。
弹出报修信息,自动生成报修单。
自动控制用户欠费,对欠费用户远程操作停电,发送欠费通知信息。
自动发布停电通知,告知用户最新的用电信息。
其中故障报修功能、信息发布功能属于电力用户服务的增强,欠费信息通知、控电操作功能是电费管理的增强,从而实现对居民用电状况进行实时管理,达到提高电力营销管理信息化的目的。
4 结束语
通过对集中抄表系统进行改进,提高电力营销管理的信息化程度,提高供电质量和用电服务水平,其带来的经济效益和社会效益是十分巨大的。
与此同时,我们也应该注意到目前该类系统设计尚无统一的国家或行业标准,配套软件功能也有待提高。
希望各生产企业与供电企业紧密协作,在实际运行中发现问题,及时改进,进一步完善和提高系统的各项功能,也希望有关部门加快国家或行业标准的制定工作,规范企业生产标准,使集中抄表系统在用电管理中切实发挥作用。
预付费低压电力载波集中抄表系统及应用
摘要:
依靠低压电力载波通信技术,发展起来的集中抄表应用系统,能实现台区电费的远距离集中抄录,监控对台区总电量、线损的统计、计算,有效缓解了抄收电费工作量大的问题。
但只采用远程抄表的台区仍然需要抄表员给用户送电费单,并进行人工催费,仍然无法满足供电局在“电费核收”环节减员增效、提高管理水平的客观要求。
关键词:
低压电力载波通信技术集中抄表应用系统远程抄表
依靠低压电力载波通信技术,发展起来的集中抄表应用系统,能实现台区电费的远距离集中抄录,监控对台区总电量、线损的统计、计算,有效缓解了抄收电费工作量大的问题。
依靠智能IC卡技术,发展起来的预付费电力管理系统,能实现先交费,后用电的管理模式。
解决了电费收缴难的问题,但无法实施有效的用电管理及监控,如电费核算周期内的线损计算、电量汇总等功能,不能实现“抄”“核”环节的自动化。
预付费低压电力载波集中抄表系统有机的将上述两种技术结合在一起,运用低压载波通信技术、智能(CPU)IC卡技术、国际通行的3DES加密及密码管理技术、数据库管理技术、有线/无线通信网络技术,综合上述两种应用系统的优势,在实现预付费电力管理的同时,使系统仍然具备远距集中抄表,监控的功能。
为供电企业全面实现“抄”“核”“收”自动化,提高运营效率,规避电费风险,提供了更加可靠的技术支持。
1系统组成
CHZ151-3Dj多费率载波抄表集中器、DDSD411型单相电子式多功能电能表、中央管理计算机和IC卡多功能电能表管理软件、智能(CPU)IC卡、手抄机
2系统各组成部分简介
2.1CHZ151-3Dj集中器
CHZ151-3Dj多费率载波抄表集中器作为预付费低压电力载波集中抄表系统的中心环节,通过有线/无线通信网络连接管理系统计算机,通过低压电力线连接电能表。
负责抄表过程的控制以及抄表数据的接收、存贮与转发。
CHZ151-3Dj多费率载波抄表集中器与中央管理系统计算机的管理软件通信有多种方式:
RS232方式、内置/外置MODEM方式、RS485方式、PDA红外通信方式、GSM和GPRS通信方式。
CHZ151-3Dj多费率载波抄表集中器与下位多个电表控制模块的通信通过电力载波通信方式对管理的电能表进行实时抄表、冻结抄表、通/断电操作。
可广泛用于城乡居民小区和企、事业单位的用电管理。
2.2DDSD411型单相电子式多功能电能表
DDSD411型单相电子式多功能电能表作为预付费低压电力载波集中抄表系统的终端设备,是采集、管理用户用电数据信息的主要设备。
该表主控CPU采用专为自动抄表及远程监控系统而设计的单片微处理器(单芯片解决方案);
电能计量采用ADE7755计量芯片;
显示器采用专门定制的汉字LED/LCD。
具有集成度高、安全性高,计量精度高,功耗小,通信接口丰富,显示清晰且信息量大等特点。
该电能表按照生产使用过程,及所含信息的不同,依次经历如下过程:
·
裸表态(即生产出来不含任何信息的电表)
原始态(即裸表态电表输入了必要电表参数,且启动安全机制的电表)
发行态(即原始态电表导入了系统管理信息和系统安全信息的电表)
运行态(即发行态电表导入了用户个人信息和安全信息的电表)
并可通过IC卡进行表态转换。
该表通过电力线载波接口与集中器通信,接受来自集中器的指令,并依据指令要求上传计量数据、用户管理信息及本用户表的状态信息。
实现低压电力载波集中抄表功能和实时监测功能。
该表通过IC卡接口,接受来自系统管理计算机的设置信息,用户数据,并依据系统设置进行计量,同时反馈本表的计量信息,用户管理信息和状态信息。
实现多种计费方式的预付费功能。
该表还具有多种扩展接口及告警、欠费断电功能,以方便管理部门对用户用电状况的稽查、管理和服务。
该表性能指标符合DL/T614-1997、GB/T17215-2002(IEC61036)、GB/T15284-2002的要求;
IC卡性能符合GB/T18460-2002标准要求;
载波性能指标符合电力行业标准DL/T698-1999,红外通信协议符合行业标准DL/T645-1997。
该表具有安全可靠、计量精度高、LCD或LED显示、安装方便等诸多特点,特别适用于居民用户和工业用户的电能计量及控制。
2.3IC卡多功能电能表管理软件
IC卡多功能电能表管理软件,是专为预付费低压电力载波集中抄表系统设计的配套软件。
该软件集电能表档案管理、数据采集、数据管理和异常分析及IC卡售电管理为一体。
为用户提供了较为完善的人机界面。
根据软件功能方案的要求,系统划分为以下5个部分
基本信息管理部分:
录入基本数据信息,建立数据库,为具体操作做准备;
IC卡管理部分:
在操作权限的控制下,制备各种功能IC卡,进行预付费管理操作;
载波管理部分:
在操作权限的控制下,完成设置集中器、载波集中抄表、数据管理等操作;
数据维护部分:
在操作权限的控制下,可以对数据库数据进行数据计算和相应的打印、浏览等操作;
系统管理部分:
可以对数据库进行修复、压缩、备份等操作。
2.4智能(CPU)IC卡
CPU智能IC卡保密性能好,安全系数高。
在系统中主要作为电能表的各项参数设置,预付费电量(金额)的传递来使用。
其中IC卡操作系统和其支持的国际通行3DES加密算法,负责IC卡信息的存储、传递安全。
负责根据预先设定的安全机制,对操作者的身份进行验证并对其操作权限进行控制,以及数据的加解密传递。
预付费低压电力载波集中抄表系统中共有6种功能卡:
系统设置卡,清零卡,补电卡,换表卡,检查卡,用户卡。
系统中IC卡电能表和IC卡的运作关系见图2。
2.5手抄机
手抄机在系统中主要作为电能表的各项参数设置,及人工抄收集中器或电能表的一种补充手段。
主要通过红外接口进行工作。
3预付费低压电力载波集中抄表系统五大特点
3.1载波通信技术与智能IC卡技术的有机结合
依靠低压电力载波通信技术,发展起来的集中抄表应用系统,能实现台区电费的远距离集中抄录,监控对台区总电量、线损的统计、计算。
有效缓解了抄收电费工作量大的问题。
但只采用远程抄表的台区仍然需要抄表员给用户送电费单,并进行人工催费。
仍然无法满足供电局在电费核收环节减员增效、提高管理水平的客观要求。
解决了电费收缴难的问题。
但无法实施有效的用电管理及监控,如电费核算周期内的线损计算、电量汇总等功能,不能实现“抄”“核”环节的自动化。
预付费低压电力载波集中抄表系统有机的将上述两种技术结合在一起,综合上述两种应用系统的优势,在实现预付费电力管理的同时,使系统仍然具备远距离集中抄表,监控的功能。
为供电企业的“抄”“核”“收”全面自动化,提供了更加可靠的技术支持。
3.2丰富的工作方式
预付费低压电力载波集中抄表系统中,DDSD411型单相电子式多功能电能表通过电能表工作方式字的设置,完成工作方式控制及转换设计。
该系统由于兼IC卡预付费和载波抄表管理于一体,而且又兼容单费率和多费率于一身。
在实际应用中,可以有多种方式可以选择,概括起来主要有以下几种配置方案:
第一种:
单费率IC卡预付费载波系统
第二种:
多费率IC卡预付费载波系统
第三种:
IC卡预付费单费率系统
第四种:
IC卡预付费多费率系统
第五种:
单费率载波系统
第六种:
多费率载波系统
工作方式的转换,只需通过IC卡多功能电能表管理软件制作出相应设置的系统设置卡,将系统设置卡对目标电能表作插卡设置即可完成。
省去以往更换电能表的方式,使台区改制和升级变得方便可行,并且可方便的在同一台区内通过设置其电能表的工作方式管理不同的用户。
为供电企业管理复杂台区提供了切实可行的解决方案。
3.3完善的安全措施
对于各种供电管理系统,安全问题一直是系统能否投入使用的重要标志。
在预付费低压电力载波集中抄表系统的研制中,通过对国内多种厂家IC卡系统的分析,并模拟了各种可能的攻击,采取了一系列有效的措施。
确保系统安全。
表1为各安全措施保障的对象和其作用一览表。
该IC卡安全系统符合:
《中国金融集成电路(IC)卡规范》及《全国银行IC卡密钥管理规则(暂行)》,为本系统与银行联网,实现一卡通奠定了坚实的基础。
3.4高度的系统集成
在预付费低压电力载波集中抄表系统的研制中,采用了许多大规模,超大规模集成电路。
如:
带载波接口,红外接口,RS485接口,显示驱动接口及系统时钟日历的微处理器,带高精度A/D转换,电压/频率转换的ADE7755计量芯片等。
这些集成电路的运用,为供电企业提供了有很高性价比的优质产品。
具备多种通断电方式:
载波电能表状态时,可进行远程通断电控制;
IC卡预付费电能表状态时,电量用尽后,继电器自动断电。
3.5先进的系统升级手段
在预付费低压电力载波集中抄表系统的研制中,项目组在提高产品现有性能的同时,也着眼于未来,选择了具有在线编程能力的微处理器。
即当推出新版本时,可在不拆卸电能表的情况下,现场升级系统中应用软件。
4应用情况
西安供电局临潼供电分局自2003年底开始参与预付费低压电力载波集中抄表系统的研制,并于2004年开始正式使用。
经过近两年的运行,预付费集抄表计运行正常,电能表实抄率达到了100%。
后台抄收管理软件运行情况良好,不仅可实时观测客户的电量、电费数据,还可对每户电压、电流、功率进行实时监控。
预付费集抄技术的综合管理系统的推广使用,对于改善电力营销管理的意义是十分重要的,其带来的社会效益和经济效益也是十分显著的。
归纳起来,主要有以下几点。
降低了电力系统的管理成本。
改变了落后、陈旧的人工抄表计费模式,实现了抄表方式的技术革命,降低了抄表、催费的人力投入,为供电系统减员增效,降低管理成本创造了有利条件。
该系统项目实施后,仅通过节省人力及降损两方面分析,临潼供电分局每年可增加直接经济效益20万元以上,而实际上该系统所带来的隐含的、间接的经济效益则远高于此。
安全性和工作效率。
采用该系统后,抄表人员可以做到足不出户就可读取实时电能表的数据,极大的提高劳动生产率,同时减少了抄表人员登杆作业的危险性,因而方便、快捷、安全。
避免了人工抄表、收费的弊端。
原始的手工抄表和收费,以及一些管理上的漏洞,用电管理中存在“关系电、权力电、人情电”现象,线路高损、抄表差错、客户欠费不仅使供电企业蒙受损失,也给用电客户带来了不必要的麻烦。
该系统的实施,增加了用电透明度,最大限度降低了电费回收风险,也使客户用上了“放心电、满意电”。
为科学地发展用电负荷提供帮助。
通过本集抄系统的三相负荷平衡分析,营业所管理人员可以很直观地查阅到各台区三相负荷分布情况。
在发展新装负荷时,就可以作到有的放矢,避免了由于盲目发展负荷、单项负荷过重所造成的线路损耗。
丰富了农电配网的运行管理手段。
本系统的运行实施使农村低压配网的运行管理产生了革命性的变化。
不仅改变了旧有的必须依赖线路运行维护人员眼勤、手勤、腿勤的"
三勤"
维护方式,也给开展完全数字化、精确化的三率管理,合理调配电能资源,科学地进行运行管理奠定了坚实的基础。
低压载波预付费集抄系统的实施,不仅切实为客户减轻了负担,同时也为电力部门实现减员增效奠定了基础。
烦琐而大量的抄表工作减少后,电力部门就可以投入更多的人力和物力进行线路、设备的维护及客户服务工作。
推行自动抄表搞好电能计量
电力营销效率的提高,取决于营销部门对配网信息、用户现状和需求的了解程度,以及对各种数据分门别类加以采集分析并有效利用。
电能计量自动抄表系统,能够充分采集用户的各种数据信息,对数据进行集中存储和统一分析,对于加强需求侧管理,具有重要意义。
文章介绍了电能计量自动抄表系统的结构和特点,从电能表、采集器和集中器,以及通信信道等方面阐述了电能计量自动抄表技术的现状,指出电能计量自动抄表技术在电力线载波通信、无线扩频通信、复合通信和自动抄表的安全性等方面的研究热点和发展方向。
电能计量
自动抄表
技术
分析
0
引言
电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节,传统的电能量结算是依靠人工定期到现场抄读数据,在实时性、准确性和应用性等方面都存在不足。
而用电客户不仅要求有电用,而且要求用高质量的电,享受到更好的服务。
因此提高电力部门电费实时性结算水平,
建立一种新型的抄表方式已成为所有电力部门的共识。
再加上供电部门对防窃电技术也提出了更高的要求。
1
自动抄表系统的构成
电能计量自动抄表系统是将电能计量数据自动采集、传输和处理的系统。
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。
典型的电能计量自动抄表系统主要由前端采集子系统、通信子系统和中心处理子系统等三部分组成:
1.1
前端采集子系统
按照采集数据的方式不同,电能计量自动抄表系统可分为本地自动抄表系统和远程自动抄表系统两种。
本地自动抄表系统的电能表一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。
远程自动抄表系统由电子式电能表或加装了光电转换器的机电脉冲式电能表构成系统的最前端,它们把用户的用电量以电脉冲的形式传递给上一级数据采集装置。
目前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。
1.2
通信子系统
通信子系统是把数据传送到控制中心的信道。
为了适应不同的环境条件以及成本要求,通信子系统的构成有多种方案。
按照通信介质的不同,通信子系统主要有光纤传输、无线传输、电话线传输和低压电力线载波传输等四种。
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。
但因其安装结构受限制且成本高,故很少在自动抄表系统中使用。
无线通信适用于用户分散且范围广的场合,在某个频点上以散射通信方式进行无线通信。
其优点是传输频带较宽,通信容量较大(可与几千个电能表通信),通信距离远(几十千米,也可通过中继站延伸)。
目前,GPRS无线通信网络为无线抄表系统的实施提供了高效、便捷、可靠的数据通道。
主要缺点是需申请频点使用权,且如果频点选择不合理,相邻信道会相互干扰。
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;
不足之处是线路通信时间较长(通常需几秒甚至几十秒)。
低压电力线载波通信利用低压电力线作为系统前端的数据传输信道。
其基本原理是:
在发送数据时,先将数据调制到高频载波上,经功率放大后耦合到电力线上。
此高频信号经电力线路传输到接收方,接收机通过耦合电路将高频信号分离,滤去干扰信号后放大,再经解调电路还原成二进制数字信号。
电力线载波直接利用配电网络,免去了租用线路或占用频段等问题,降低了抄表成本,有利于运营管理,发展前景十分广阔。
但是,如何抑制电力线上的干扰,提高通信可靠性仍是亟待解决的问题。
1.3
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,是整个电能计量自动抄表系统的最上层,所有用户的用电信息
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