光纖集抄系統(tǒng)實(shí)施方案

王 新

葫蘆島供電公司，遼寧葫蘆島 125000

0 引言

目前，用電信息采集系統(tǒng)的本地通信主要有電力線載波（PLC）、RS485總線和短距離無線三種方式，PLC在不同臺(tái)區(qū)線路通信成功率有較大差異，還不能達(dá)到實(shí)時(shí)可靠通信；RS485初始安裝工程量比較大，對(duì)安裝工人的要求較高；無線天生具有無法穿越屏蔽、容易受到干擾的缺點(diǎn)，因此在用電信息采集主站和智能電表之間必須建立一個(gè)實(shí)時(shí)、可靠而且成本較低的通信通道。

1 功能和經(jīng)濟(jì)效益分析

從功能上分析，其主要優(yōu)勢如下：

1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。整個(gè)系統(tǒng)中以光為信息載體，形成一個(gè)光纖的用電信息采集系統(tǒng)。集中器與主站之間通過GPRS或以太網(wǎng)、石英光纖通信，集中器與表之間通過塑料光纖進(jìn)行通信，且通過光纖收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)采集；此光纖用電信息采集系統(tǒng)立足創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)實(shí)用，控制成本、發(fā)揮高效，完全滿足智能電網(wǎng)提出的新需求；2）檔案主動(dòng)上報(bào)。由于每只智能電表到集中器之間有一個(gè)單獨(dú)的通信通道，不再是總線方式，軟件上可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搜索電表功能。因此智能電表可以主動(dòng)向集中器上報(bào)檔案和各類事件，無論是新裝、拆除、還是更換智能電表，主站可以立即接到檔案變動(dòng)的事件報(bào)告。此創(chuàng)新具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，可以徹底改變目前智能電表檔案難以核對(duì)的問題，并且主站的檔案將和現(xiàn)場同步變化，不會(huì)因?yàn)楦鞣N拆換表而造成混亂，大大簡化電力公司的管理流程，減少人員工作量；3）極大提高故障排查效率。工程人員在安裝智能電表時(shí)，直接安裝連接智能電表和集中器之間的塑料光纖，不需要做任何的設(shè)置，通過指示燈來判斷是否連接好，只要指示燈顯示正確，就說明安裝工作全部完成，其余都由智能電表和集中器自動(dòng)完成，具備簡單、方便、快捷的安裝維護(hù)特點(diǎn)。解決了PLC、RS485總線、RF短距離無線等通信方式現(xiàn)場故障非常難以排查的問題；4）支持智能電表的高級(jí)應(yīng)用。智能電表的核心問題是通信問題。光纖集抄方案為智能電表和主站之間提供了一個(gè)可靠、實(shí)時(shí)的通信信道，不但能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通斷電、預(yù)付費(fèi)、階梯電價(jià)等功能。為未來智能電表各種高級(jí)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，提供了關(guān)鍵的可靠通信通道，是其堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

從經(jīng)濟(jì)效益角度分析：

1）設(shè)備購置費(fèi)。包括集抄終端，電能表及其他環(huán)節(jié)設(shè)備成本；光纖采集方式與485、電力載波方式費(fèi)用相當(dāng)；

2）工程實(shí)施費(fèi)用。包括工程設(shè)備安裝及調(diào)試費(fèi)用，因噪聲干擾大導(dǎo)致電力載波臺(tái)區(qū)抄讀效果不佳，需加裝集抄終端，甚至需要進(jìn)行臺(tái)區(qū)線路改造費(fèi)用，而485需要大量專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場調(diào)試，而光纖集中器獨(dú)立通信通道，安裝后即所免調(diào)試，費(fèi)用大大降低。

2 系統(tǒng)方案

2.1 項(xiàng)目范圍

此方案在表計(jì)集中安裝的場合有明顯優(yōu)勢，在電力公司管轄的臺(tái)區(qū)范圍內(nèi)，挑選電表集中安裝的新建臺(tái)區(qū)，安裝國網(wǎng)單相表和光纖集中器。采用此智能光纖方案不僅安裝調(diào)試方便，現(xiàn)場一次通信成功率可達(dá)99.99%，抄讀成功率可達(dá)100%，而且能有效控制成本和功效。

2.2 技術(shù)體系

光纖低壓集中抄表系統(tǒng)采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合國家電網(wǎng)公司的低壓集中抄表的技術(shù)要求，具體為：《國網(wǎng)智能電能表訂貨及驗(yàn)收技術(shù)條件》；《集中器訂貨及驗(yàn)收技術(shù)條件》；《集中器數(shù)據(jù)傳輸上行規(guī)約》；《三相智能網(wǎng)絡(luò)電能表訂貨及驗(yàn)收技術(shù)條件》。

2.3 主站體系

光纖低壓集中抄表系統(tǒng)的主站應(yīng)與電力需求側(cè)管理系統(tǒng)主站一體化建設(shè)，并盡量利用現(xiàn)有需求側(cè)管理系統(tǒng)硬件設(shè)備。光纖低壓集中抄表系統(tǒng)應(yīng)為電力需求側(cè)管理系統(tǒng)的一個(gè)模塊。

主站系統(tǒng)功能：

1）遠(yuǎn)程抄表功能：主站通過通訊網(wǎng)絡(luò)，按照主站設(shè)定的抄表方案：抄收間隔、抄收周期，自動(dòng)的讀取集中器的各用戶電能表的累計(jì)電能量及其他信息；根據(jù)管理人員配置的“抄讀任務(wù)列表”自動(dòng)執(zhí)行對(duì)指定集中器的定時(shí)抄表；2）抄表數(shù)據(jù)自動(dòng)校核：在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表的基礎(chǔ)上，進(jìn)行抄表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性的核算；能自動(dòng)報(bào)告抄讀不成功的數(shù)據(jù)；能自動(dòng)報(bào)告電表檔案信息，報(bào)告新裝，換裝，撤表現(xiàn)場施工信息；能自動(dòng)報(bào)告抄讀異常（現(xiàn)場停電事件、止碼倒走等）的數(shù)據(jù)；3）凍結(jié)數(shù)據(jù)抄讀功能：主站通過通信網(wǎng)絡(luò)，按設(shè)定抄表周期自動(dòng)抄收讀取集中器保存的電表的月、日凍結(jié)數(shù)據(jù)；4）電表的運(yùn)行狀態(tài)異常檢查：主站根據(jù)抄讀回的電表繼電器狀態(tài)，判斷是否存在異常；利用抄讀數(shù)據(jù)對(duì)各電表的用電量進(jìn)行異常檢查：表底電量異常、用電量波動(dòng)異常（同前三個(gè)月的電量平均值比較）、長時(shí)間沒有用電的情況檢查；可自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)自檢，發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常（包括通訊）應(yīng)有記錄和報(bào)警，報(bào)警方式包括本地報(bào)警和向上方主站報(bào)警。

3 光纖智能電表

光纖智能電表下行通信采用模塊化設(shè)計(jì)，電氣接口兼容載波模塊和微功率無線模塊。光纖模塊具備單路光纖接口，塑料光纖可以直接接入模塊內(nèi)，并通過螺絲固定。1）結(jié)構(gòu)安裝尺寸與國網(wǎng)載波模塊一致，電氣接口符合國網(wǎng)單相表標(biāo)準(zhǔn)，可以與其它下行模塊替換；2）具備運(yùn)行指示燈，模塊的工作狀態(tài)一目了然，方便現(xiàn)場安裝與排查問題；3）簡單方便的光連接接口，不需要專業(yè)的光纖連接工具。

3.1 設(shè)備安裝調(diào)試

現(xiàn)場安裝環(huán)境如下所示，國網(wǎng)單相表上裝有單路光模塊，可以連接單根光纖，右下角空位可以安裝小集中器，小集中器上有16路/32路光口，可同時(shí)連接16支/32支單相表。

3.2 光纖集中器安裝調(diào)試

將終端垂直懸掛在掛鉤螺釘上，并擰緊下方固定螺釘。注意保證掛鉤與掛鉤螺釘之間、掛鉤螺釘與大地之間接觸良好。選擇易于安裝的位置，對(duì)照終端上掛鉤中間位置用Φ7mm鉆頭鉆一個(gè)孔；對(duì)照終端底殼兩個(gè)螺孔位置用Φ5mm鉆頭鉆兩個(gè)孔。按要求將各種線路接入終端。

4 結(jié)論

此項(xiàng)目結(jié)合光纖各自的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)檔案主動(dòng)上報(bào)、安裝維護(hù)方便、支持智能電表的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)通斷電等高級(jí)應(yīng)用，有效控制成本和功耗。此方案所具備的優(yōu)勢必定會(huì)深遠(yuǎn)影響用電采集系統(tǒng)智能化的發(fā)展，且能有效、可靠的處理智能電網(wǎng)重要的數(shù)據(jù)來源，為推動(dòng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)提供有力的技術(shù)支持。

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