淺談廣電有線網(wǎng)絡(luò)在集抄系統(tǒng)中的應(yīng)用

王雷

(云南電網(wǎng)公司昆明供電局，昆明 650051)

1 新型有線網(wǎng)絡(luò)通信方式

有線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)是光纖，在市內(nèi)已經(jīng)沿主要街道實現(xiàn)了全面覆蓋，環(huán)網(wǎng)率極高，具有充足的帶寬和極高的 。整個網(wǎng)絡(luò)完全兼容TCP/IP協(xié)議，因此昆明供電局借助這個強大的網(wǎng)絡(luò)資源，推行新型有線網(wǎng)絡(luò)通信方案。新型有線網(wǎng)絡(luò)通信方式是采集器通過有線網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)直接與主站通信，省略了集中器設(shè)備的一種新型通信方式。新型有線網(wǎng)絡(luò)通信方式總體框圖見圖1:

圖1 有線網(wǎng)絡(luò)通信方式圖

有線網(wǎng)絡(luò)通信采集器及服務(wù)器設(shè)置固定IP地址，通過有線網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)與主站直接通信，另外通過RS485采集接口傳輸表的數(shù)據(jù)以及臺區(qū)總表數(shù)據(jù)。負荷控制終端也通過有線網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)直接與主站中心通信。

2 有線網(wǎng)絡(luò)通信采集器

有線通信采集器是基于有線電視網(wǎng)絡(luò)的新型抄表采集器，其特征在于包括有主控MCU和通過LAN連接的有線通信模塊［1］。所述主控MCU上分別連接有用于與RS485電表通訊實現(xiàn)抄表作業(yè)數(shù)據(jù)信息采集的RS485收發(fā)電路，用于與遠程主站進行有線電視網(wǎng)絡(luò)通訊的有線通信模塊電路，用于提供紅外接口便于對采集器進行紅外設(shè)置與讀取的紅外收發(fā)電路，以及用于顯示采集器工作狀態(tài)的LED指示燈電路。

1)采用單相供電，額定電壓為220 V，并能在額定電壓220 V(±20%)范圍內(nèi)能正常工作。

2)采集器與電能表之間是采用RS485接口進行通信。

3)采集器接收到主站的抄表命令后，自動識別并尋找是否存在這個電表，如果存在這個電表，然后根據(jù)主站抄表數(shù)據(jù)幀，存儲該電表并自動抄讀電表的凍結(jié)數(shù)據(jù)，存儲在采集器內(nèi)。

采集器能夠采集并存儲自身累計停電時間、累計停電次數(shù)、日電壓合格率、月電壓合格率。

采集器能定時采集和存儲電能表最近12個月月末24點 (既1日0點)、最近31天的日零點、最近96個小時整點凍結(jié)的電能量數(shù)據(jù) (單相電能表電量數(shù)據(jù)項為正向有功總電量、正向有功尖、峰、平、谷四費率電量;三相多功能表電量數(shù)據(jù)項為:正向有功總電量，正向有功尖、峰、平、谷四費率電量，正向無功總電量。電量數(shù)據(jù)保存時帶有時標(biāo))。

采集器自動判別，采集器下聯(lián)電能表是否具有小時/日/月凍結(jié)數(shù)據(jù)，如果下聯(lián)電能表具有小時/日/月凍結(jié)數(shù)據(jù)，采集器直接讀取電能表的小時/日/月數(shù)據(jù)進行凍結(jié)，否則采集器讀取電能表的實時數(shù)據(jù)進行凍結(jié)。

3 用電管理系統(tǒng)主站中心

系統(tǒng)采用滿足技術(shù)先進性和成熟性相結(jié)合的基于J2EE的多層技術(shù)架構(gòu)，以提高系統(tǒng)的靈活性、可擴展性、安全性及并發(fā)處理能力［2］。J2EE是一種利用Java平臺來簡化企業(yè)解決方案的開發(fā)、部署和管理相關(guān)復(fù)雜問題的體系結(jié)構(gòu)，提供了對組件、負載平衡、集群技術(shù)的全面支持。用電現(xiàn)場服務(wù)與管理系統(tǒng)以電力技術(shù)規(guī)范和業(yè)務(wù)要求為依據(jù)，遵循J2EE標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，通過組件技術(shù)將界面控制、業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)映射分離，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的松耦合，以靈活、快速地響應(yīng)業(yè)務(wù)變化對系統(tǒng)的需求。系統(tǒng)總體層次結(jié)構(gòu)上劃分為客戶層、表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層，通過層次間組件間服務(wù)的承載關(guān)系實現(xiàn)系統(tǒng)功能［3］。有以下幾點特點:

1)兼容性、實用性和先進性。

2)可靠性:在系統(tǒng)軟硬件的選型和配置上應(yīng)具備良好的兼容性和可靠性，系統(tǒng)軟件應(yīng)具有較強的抗誤操作能力，不能因誤操作而影響系統(tǒng)的正常運行。

3)安全性:系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)具備有效的認證機制，在權(quán)限分級和數(shù)據(jù)分類的基礎(chǔ)上，能夠?qū)﹃P(guān)鍵操作、敏感數(shù)據(jù)進行重點防護，同時對外部攻擊具有一定的檢測和防御能力。

4)準(zhǔn)確性與完整性:系統(tǒng)應(yīng)保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與完整性，系統(tǒng)在采集終端數(shù)據(jù)保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的同時，兼顧數(shù)據(jù)的完整，通過不同的校驗方式和多種補采數(shù)據(jù)周期，保證二者有力結(jié)合。

5)可維護性:系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計原則，采用三層及以上架構(gòu)的設(shè)計。軟件系統(tǒng)的設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計和規(guī)范化標(biāo)識，保證軟件的可維護性要求，當(dāng)系統(tǒng)軟件局部功能模塊發(fā)生故障時，應(yīng)不影響其他模塊的正常運行。

6)可擴展性:采用開放式的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和負載動態(tài)均衡系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)［4］，保證系統(tǒng)容量的動態(tài)增長和功能的完善和升級，適應(yīng)電力營銷管理技術(shù)不斷進步的需要，并為新技術(shù)的發(fā)展提供應(yīng)有的可行空間。實時性，滿足在線分布式準(zhǔn)實時應(yīng)用，系統(tǒng)應(yīng)在不影響正?；緮?shù)據(jù)采集、控制的前提下，應(yīng)盡量提高系統(tǒng)實時性，達到準(zhǔn)實時性應(yīng)用目的［5］。

4 有線網(wǎng)絡(luò)通信方式局限性

1)由于每一臺有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要分配一個固定IP地址，所以IP資源有限。

2)需要鋪設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)，前期施工工作量大。

3)由于省略集中器設(shè)備，所以主站上行規(guī)約需要做相關(guān)改動。

5 有線網(wǎng)絡(luò)通信試驗小區(qū)

昆廣網(wǎng)絡(luò)MPLS IP城域網(wǎng)護國分前端匯聚業(yè)務(wù)路由器與昆明供電局自動抄表系統(tǒng)核心路由器直接3層相連。為保證通信可靠性和可用性，通過雙光纜路由進行連接，同時通過加裝OLP(光線路保護設(shè)備)實現(xiàn)光纜的自動倒切保護，保障不因光纜中斷而影響通信。

昆廣網(wǎng)絡(luò)駐地片區(qū)網(wǎng)絡(luò)分為EoC(單線入戶)和LAN(雙線入戶)兩種方式。對于EoC網(wǎng)絡(luò)，通過射頻接入分配網(wǎng)加裝EoC Modem提供RJ45接口，并使用五類雙絞線互聯(lián);對于LAN網(wǎng)絡(luò)，則利用本地交換機使用五類雙絞線互聯(lián)。

采用MPLS技術(shù)，可以根據(jù)昆明供電局的規(guī)劃靈活設(shè)置接入網(wǎng)地址，以每個分前端OLT為單位，一個分前端配置一個B類 (65535個)或半個B類地址，其中一個地址在昆廣網(wǎng)絡(luò)BRAS上作為網(wǎng)關(guān)，其余可用地址為每臺HFC網(wǎng)絡(luò)通信采集器的固定地址。

6 結(jié)束語

根據(jù)有線網(wǎng)絡(luò)通信試驗小區(qū)試驗效果以及和電力載波通信效果的對比可知，有線網(wǎng)絡(luò)通信方式具有通信速率高、實時性強，穩(wěn)定性高，后期維護簡單，更加符合智能電網(wǎng)的要求，將來必成為集抄發(fā)展的新方向，是一套值得推廣的新型集抄方式。

［1］齊淑清.電力線通信 (PLC)技術(shù)與應(yīng)用 ［M］.北京:中國電力出版社，2005.

［2］楊曉東，陸松，牟勝海.并行計算機體系結(jié)構(gòu)技術(shù)與分析［M］.北京:科學(xué)出版社，2009.

［3］蔡劍，景楠.Java Web應(yīng)用開發(fā):J2EE和Tomcat(第2版)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2005.

［4］張晶，馬國政.電力需求側(cè)管理技術(shù)支持系統(tǒng)［J］.電力需求側(cè)管理，2006，8(5):56－57.

［5］胡俊，沈利華，宋燕敏，等.電力市場技術(shù)支持系統(tǒng)主站的三層體系方案［J］.電力系統(tǒng)自動化，2004，28(2):17－20.