利用北斗衛(wèi)星通信測(cè)控電量數(shù)據(jù)方案探討

林佩瑜，林偉克

（中山供電局，廣東 中山 528400）

1 主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置

北斗衛(wèi)星的自動(dòng)化遠(yuǎn)程電量測(cè)控方案是利用衛(wèi)星提供的信號(hào)通道以實(shí)現(xiàn)計(jì)量負(fù)控終端與多功能電能表的雙向遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)遙測(cè)通信。遠(yuǎn)程自動(dòng)化遙測(cè)抄讀方案主要由計(jì)量負(fù)控終端、衛(wèi)星通信指揮機(jī)、信號(hào)接收機(jī)等組成，一臺(tái)通信指揮機(jī)可與多只計(jì)量負(fù)荷管理終端和多臺(tái)信號(hào)接收機(jī)聯(lián)通。衛(wèi)星通信指揮機(jī)又能與多臺(tái)信號(hào)接收機(jī)之間通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)行雙向通信，一臺(tái)信號(hào)接收機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)多只計(jì)量電能表的測(cè)控抄讀。就目前技術(shù)而言，一個(gè)計(jì)量點(diǎn)只需配置一只計(jì)量負(fù)控終端和一臺(tái)信號(hào)接收機(jī)，如當(dāng)多個(gè)計(jì)量點(diǎn)互相距離較近時(shí)，也可共用配置一只計(jì)量負(fù)控終端和一臺(tái)信號(hào)接收機(jī)。

系統(tǒng)主站與計(jì)量負(fù)控終端之間通過GPRS無線方式或者以太網(wǎng)有線方式連接，采用計(jì)量自動(dòng)化終端上行通信規(guī)約；計(jì)量負(fù)荷管理終端與衛(wèi)星通信指揮機(jī)之間通過RS485總線連接，采用DL/T 645《多功能電能表通信協(xié)議》；電能表與信號(hào)接收機(jī)之間通過RS485、電力線載波或者微功率無線方式連接，采用DL/T 645《多功能電能表通信協(xié)議》。故此，無需修改現(xiàn)有計(jì)量負(fù)控終端與多功能電能表的通信協(xié)議，計(jì)量負(fù)控終端與多功能電能表的管理流程也可保持不變。

2 聯(lián)接衛(wèi)星通信協(xié)議

北斗衛(wèi)星通常以短報(bào)文的方式進(jìn)行通信轉(zhuǎn)輸，其發(fā)送每條短報(bào)文都有嚴(yán)格的長(zhǎng)度和頻率限制，每臺(tái)信號(hào)接收機(jī)每分鐘只能發(fā)送一條短報(bào)文，每條短報(bào)文的長(zhǎng)度少于100字節(jié)。目前，衛(wèi)星通信的資費(fèi)收取標(biāo)準(zhǔn)仍較高，為了降低通信成本，可對(duì)衛(wèi)星通信指揮機(jī)與信號(hào)接收機(jī)之間的聯(lián)星通信協(xié)議進(jìn)行壓縮及優(yōu)化處理。

聯(lián)接衛(wèi)星通信有2種工作模式：①信號(hào)接收機(jī)定時(shí)報(bào)送多功能電能表所累計(jì)的相關(guān)電能量數(shù)據(jù)；②通信指揮機(jī)定時(shí)主動(dòng)遙測(cè)讀取多功能電能表所累計(jì)的相關(guān)電能量數(shù)據(jù)，信號(hào)接收機(jī)立即響應(yīng)讀取命令并報(bào)送相關(guān)數(shù)據(jù)。信號(hào)接收機(jī)定時(shí)遙測(cè)抄讀多功能電能表所累計(jì)相關(guān)電能量數(shù)據(jù)之后，只需將必要的電量數(shù)據(jù)報(bào)送通信指揮機(jī)。為了滿足電能量曲線數(shù)據(jù)采集要求，建議以15條短報(bào)文（15 min）為一個(gè)周期，每個(gè)周期應(yīng)定時(shí)上報(bào)的有關(guān)電能量數(shù)據(jù)項(xiàng)列舉部分如表1。

表1 定時(shí)報(bào)送電能量相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)

3 遙測(cè)抄表作業(yè)原理

定時(shí)報(bào)送模式包括3個(gè)流轉(zhuǎn)步驟：①信號(hào)接收機(jī)根據(jù)DL/T 645規(guī)約定時(shí)測(cè)控抄讀電能表所累計(jì)的電能量數(shù)據(jù)；②信號(hào)接收機(jī)將電能表所累計(jì)的電能量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成聯(lián)星通信協(xié)議的短報(bào)文，并將短報(bào)文及時(shí)發(fā)送給衛(wèi)星通信指揮機(jī)；③通信指揮機(jī)將收到的電能表所累計(jì)的電能量數(shù)據(jù)按計(jì)量點(diǎn)、數(shù)據(jù)形成時(shí)間順序儲(chǔ)存在中間數(shù)據(jù)庫(kù)中，供主站終端測(cè)控抄讀。

主動(dòng)讀取模式包括3個(gè)步驟：①終端向通信指揮機(jī)發(fā)送電能量數(shù)據(jù)讀取指令；②通信指揮機(jī)先查詢中間數(shù)據(jù)庫(kù)是否已存有應(yīng)讀取的相關(guān)數(shù)據(jù)，如缺相應(yīng)數(shù)據(jù)，則將測(cè)控讀取指令發(fā)送給信號(hào)接收機(jī)；③信號(hào)接收機(jī)根據(jù)讀取指令遙測(cè)抄讀電能表所累計(jì)的電能量數(shù)據(jù)并上報(bào)給通信指揮機(jī)，通信指揮機(jī)再將相關(guān)電能量數(shù)據(jù)反饋給主站終端。

4 測(cè)控抄讀設(shè)置方案

衛(wèi)星的遠(yuǎn)程測(cè)控抄讀設(shè)置方案如圖1所示，可選擇某個(gè)供電區(qū)局或局本部作為計(jì)量負(fù)控終端與通信指揮機(jī)的設(shè)置點(diǎn)，信號(hào)接收機(jī)應(yīng)就近設(shè)置于水電站或?qū)Ｗ兛蛻舻挠?jì)量點(diǎn)旁。

圖1 遙測(cè)抄讀電量方案結(jié)構(gòu)圖

衛(wèi)星通信方案的計(jì)量負(fù)控終端改為合地點(diǎn)的集中安裝，更有利于提高主站與計(jì)量負(fù)控終端之間的通信可靠性。

5 相關(guān)建議

（1）因采用北斗衛(wèi)星遠(yuǎn)程測(cè)控抄讀方案的建設(shè)及運(yùn)維費(fèi)用仍較高，對(duì)于無線移動(dòng)信號(hào)無覆蓋或微弱區(qū)域的水電站或?qū)Ｗ兛蛻舳?，?yīng)優(yōu)先考慮把原有計(jì)量負(fù)控終端天線更換為戶外增強(qiáng)型或?qū)⒃?jì)量點(diǎn)作適當(dāng)遷移。對(duì)確實(shí)無法接入計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的水電站或?qū)Ｗ兛蛻粲?jì)量裝置，才考慮采用衛(wèi)星遠(yuǎn)程測(cè)控抄讀方案。

（2）采用衛(wèi)星測(cè)控抄讀電量方案時(shí)，對(duì)于就近的多個(gè)計(jì)量點(diǎn)，可共用一臺(tái)信號(hào)接收機(jī)，以減少設(shè)備投資和運(yùn)維費(fèi)用。

（3）衛(wèi)星通信設(shè)備的安裝要求嚴(yán)格，應(yīng)充分做好防潮、防塵及防雷電沖擊的環(huán)境配置。

6 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)建于較偏遠(yuǎn)區(qū)域的水電站或?qū)Ｗ兛蛻簦蚱渫ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的信號(hào)微弱或無法有效覆蓋，會(huì)導(dǎo)致水電站或?qū)Ｗ兛蛻魝?cè)的計(jì)量負(fù)控終端無法與系統(tǒng)主站及時(shí)有效通信，并嚴(yán)重影響遠(yuǎn)程自動(dòng)化抄讀電量數(shù)據(jù)的成功率。而北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)具備了覆蓋區(qū)域廣、無信號(hào)盲區(qū)等優(yōu)點(diǎn)，其通信技術(shù)可作為偏遠(yuǎn)區(qū)域水電站或?qū)Ｗ兛蛻舻倪h(yuǎn)程自動(dòng)化測(cè)控抄讀發(fā)、用電量數(shù)據(jù)的最優(yōu)方案之一。