低压电力线载波抄表系统

浅谈低压电力线载波集中抄表系统的设计与应用作者：蒲川勇来源：《中国新技术新产品》2012年第24期摘要：低压电力线载波集中抄表系统是随着科学技术的发展，在电力领域兴起的一种新的技术。

它将计算机技术、通信技术和计量技术集于一体，改善了传统错抄、漏抄的现象，体现出了抄收速度快、计算精度高等一系列的优点，使电力营销水平大大提高。

本篇文章从低压电力线载波集中抄表系统的设计、性能测试、功能、现状，以及优势和作用五个方面进行了细致的阐述。

关键词：低压电力线载波集中抄表系统；设计；应用中图分类号：TM76 文献标识码：A低压电力线载波集中抄表系统凭借其独有的特点在电力领域掀起了一阵浪潮。

传统的抄表方式由于错抄、漏抄现象非常严重，暴露出了许多的缺点，在一定程度上支持了低压电力线载波集中抄表系统的应用。

新的系统不仅能够保证抄表数据的准确性和可靠性，而且促进电力营销水平迈上了一个新的台阶。

因此，低压电力线载波集中抄表系统在电力部门的运用受到了普遍的认可，得到了广泛的应用，加强低压电力线载波集中抄表系统的设计与应用成为电力发展的重要措施，在提高电力质量上有着重要的作用。

一、低压电力线载波集中抄表系统的设计主站、信道、载波电能表和集中器共同组成了低压电力线载波集中抄表系统，其中主站系统用来采集、分析和统计集中器的数据，同时维护和管理用户的表计、集中器等设备；集中器主要用来保存用户表计的冻结电量的数据，对实时电量和用电信息进行监测，定时抄读用户表计。

通常为了能够实现设备间的信息交换，数据的传输采用二级通道来完成：第一集通道指的是远程通道，在集中器与主站之间；第二集通道指的是本地通道，在集中器与电能表之间。

二、低压电力线载波集中抄表系统的性能测试低压电力线载波集中抄表系统的性能测试要对测试方法、步骤等制定严密的方案。

在实际应用的过程中，要将现场的表码与主站抄收的数据进行对比，以此来确定实时通行的成功几率和数据的准确程度。

同时，从实际抄读的数据来看，影响低压电力线载波集中抄表系统性能的主要因素包括：GPRS的通信信号、载波通信的受干扰程度、集中器与电能表的质量、主站系统的稳定程度等等。

XX ××低压电力线载波集中抄表系统第一部分：技术规范Automatic Meter Reading System UsingLow-Voltage Distribution Line CarrierPART 2: Technical Specification××××-××-××发布 ××××-××-××实施xxxxxxxxx发布目 次前言 (IV)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语 (2)4 低压电力线载波集中抄表系统的体系结构 (5)4.1 低压电力线载波集中抄表系统的物理结构框图 (5)4.2 低压电力线载波集中抄表系统的通信参考模型 (6)5 技术要求 (7)5.1 功能要求 (7)5.1.1 主站功能要求 (7)5.1.2 集中器功能 (8)5.1.3 载波电能表功能 (9)5.1.4 采集终端功能 (9)5.1.5 RS485总线电能表功能 (10)5.2 电能读数准确度要求 (10)5.3 电力线载波信号的传输特性要求 (11)5.3.1 载波信号频率范围 (11)5.3.2 最大输出信号电平 (11)5.3.3 载波信号的带宽 (11)5.3.4 信号频带外的干扰电平 (11)5.4 数据传输可靠性 (11)5.4.1 系统读表成功率 (11)5.4.2 一次抄读成功率 (12)5.4.3 电能数据抄读差错率 (12)5.5 电气性能 (12)5.5.1 电源电压参比值及允许偏差 (12)5.5.2 功耗 (12)5.5.3 停电数据保持 (13)5.6 气候条件 (13)5.8 绝缘性能 (13)5.9 电磁兼容性（EMC） (13)5.10 可靠性要求 (13)6 试验方法 (13)6.1 试验条件 (13)6.1.1 被测系统和设备构成 (13)6.1.2 气候环境条件 (14)6.1.3 电源条件 (14)6.2 功能试验 (14)6.2.1 主站功能试验 (14)6.2.2 各类设备功能试验 (14)6.3 电能读数准确度试验 (14)6.4 信号传输特性试验 (15)6.4.1 试验电路 (15)6.4.2 载波信号最大输出电平和频带外干扰电平的测量 (15)6.4.3 载波信号的带宽 (15)6.5 数据传输可靠性试验 (15)6.5.1 数据传输可靠性试验条件 (15)6.5.2 一次抄读成功率试验 (15)6.5.3 数据抄读总差错率试验 (15)6.6 电气性能试验 (16)6.6.1 电源电压变化影响试验 (16)6.6.2 功耗试验 (16)6.6.3 停电数据保持试验 (16)6.7 气候环境影响试验 (16)6.7.1 高温试验 (16)6.7.2 低温试验 (16)6.7.3 交变湿热试验 (16)6.8 机械性能试验 (16)6.8.1 振动试验 (16)6.8.2 冲击试验 (17)6.9.1 一般试验条件 (17)6.9.2 绝缘电阻试验 (17)6.9.3 脉冲冲击电压试验 (18)6.9.4 交流冲击电压试验 (18)6.10 电磁兼容性试验 (19)6.10.1 一般试验条件 (19)6.10.2 静电放电抗扰度试验 (19)6.10.3 射频电磁场辐射抗扰度试验 (19)6.10.4 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 (20)6.10.5 浪涌抗扰度试验 (20)6.10.6 电压降落和短时中断扰抗扰度试验 (21)6.10.7 工频磁场影响试验 (21)7 检验规则 (22)7.1 系统的检验 (22)7.1.1 出厂检验 (22)7.1.2 型式检验 (22)7.2 型式检验抽样方案 (22)7.3 不合格分类 (22)7.4 检验项目 (23)7.5 型式检验结果的判定 (23)7.6 现场验收结果的判定 (23)8 标志、包装、运输和储存 (24)8.1 标志 (24)8.2 包装、运输和储存 (24)前言本标准的制定主要是从用户的角度出发，规定了低压电力线载波集中抄表系统（以下简称“系统”）的体系结构、系统和设备的基本功能、数据的准确性和可靠性、信号传输特性、设备的电气性能等技术要求，并提出了对系统和设备性能的检测方法、系统和设备的验收准则。

低压载波集中抄表系统整体方案(不包括电力营销系统即SG186系统)第一部分载波集中抄表系统简介电力载波通信技术适用范围相当广泛，在未来的家用电器自动化控制等领域的应用范围及前景将会十分广阔。

具有巨大的经济效益、显著的社会效益和极大的推广价值。

低压电力网覆盖面广，如何利用其巨大的网络资源，实现高质量的数据传输是一个世界性热点问题。

同时，低压电力网组网结构复杂，线路干扰噪声强、阻抗变化大、信号衰减大，用低压电力线路作为通信传输介质，技术难度高。

目前，国外也有此类产品，但在数据传输能力、抗干扰性等方面都存在问题。

电力线集中抄表系统是自主研究和开发的电力线载波通信技术的一个应用典范。

一、系统简介低压配电网载波抄表系统是集电表数据采集、载波传输、数据存储、数据通信、数据处理及断电控制等功能于一体的自动化系统；低压载波通信设备可以使供电部门及时掌握用户用电情况，监测有无窃电行为；根据需要进行供电控制（如用户长时间欠费后断电）；通过远程抄表，节省抄表的人力物力。

低压载波抄表系统有上位系统管理软件、台区载波集中器、电表端载波RU（包括单表RU、多路脉冲采集RU）组成。

集中器与载波表之间的传输距离受线路特性的影响，而一次成功的通信，首先要满足本地接收信号的解调信噪比。

根据中国电网的实践经验，500M以内的范围是单级载波可靠传输的理想距离。

要做到任何情况下抄通率的100%，肯定需要中继。

在集抄系统中，自动路由算法包含在集中器内，通过载波协议，每一电表终端模块都可作为其他电表的中继。

当需要中继时，集中器能根据线路的情况，实时、智能、快速地调整路由，完成集中器到目的电表的通信，无需人工干预。

而固定中继是不可取的，既难以维护，实效性也差。

集中器的自动路由最多可达7级，保证系统3KM的最远距离。

二、系统结构系统由三部分组成：抄表管理单元、数据集中器、载波电表第一层（上层）：抄表管理单元这一层位于抄表管理中心内，由抄表管理计算机和软件部分组成，是抄表管理人员与本系统直接交流的部分。

第41卷第12期 2020年12月自动化仪表Vol .41 No . 12Dec . 2020PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION低压电力线载波通信的远程抄表系统架构设计摘要：相对于传统基于RS -485总线架构，以及GPRS 、WiFi 、Zigbee 等无线架构的远程抄表系统而言，低压电力线载波通信的远程抄 表系统具有成本低、大规模部署难度小、接人方便的优势，因此成为研究热点。

但由于低压电力线信道具有阻抗匹配性差、信号衰减 大、噪声干扰时变性强等特点，信号在通信传输过程中容易产生较高的误码率，导致难以稳定、可靠地进行数据通信。

为改善低压电 力线载波通信传输过程中存在的上述问题，使用电信息采集系统能够更稳定、可靠地工作，对低压电力线信道特性进行了详细的分 析。

设计了低压电力线载波通信的用电信息采集系统架构。

设计了低压电力线载波通信芯片并进行实测验证。

经试验验证，该系统 能够在能够降低误码率的同时提高任务下发过程中任务处理的并发性，对于智能电网等相关研究与应用具有借鉴意义。

关键词：低压电力线载波通信;远程抄表系统;用电信息采集系统;误码率;信号传输;数据通信;任务下发;智能电网 中图分类号：TH 702文献标志码：AD 0I ： 10. 16086/j . cnki . issn 1000-0380. 2020030041Design of Remote Meter Reading System Architecturefor the Carrier Communication with Low Voltage Power LineY A N GJincheng 1 ,L I U H a i y a n g ' ,S H E N Li 1 ,W A N G L u 1, Z H A N G Z h e n y u a n 2, H U A N G D a r o n g 2A b stra c t ： Compared with the traditional remote meter reading system based on RS -485 bus architecture,or wireless architecture such as G PRS,W iFi and Zigbee,the remote meter reading system for the carrier communication with low-voltage power line has the advantages of low cost ,small-scale deployment difficulty and convenient access . Therefore,it has become a research hotspot . However,due to the characteristics of low impedance power line channel,poor impedance m atching,large signal attenuation and strong time variability while noise interference , the signal is prone to generate a high bit error rate during communication transmission , which makes it difficult to carry out stable and reliable data communication . In order to improve the above mentioned problems in the transmission process of carrier communication with low-voltage power lin e，the use of electrical information collection system can work more stably and reliably . The channel characteristics of the low-voltage power line are analyzed in detail , the architecture design of the power consumption information collection system for the carrier communication with low - voltage power line is completed , The carrier communication chip with low-voltage power line is designed and verified by actual measurement . It is verified by experiments that the system can reduce the bit error rate and improve the concurrency of task processing in the task delivery process , which has reference significance for smart grid and other related research and applications . K ey w o rd s ： Carrier communication with low-voltage power lin e ； Remote meter reading system ； Electricity information collection system ; Bit error rate ; Signal transmission ; Data communication ; Task distribution ; Smart grid近年来，物联网技术在电力相关领域中得到了广便的优势，已成为当前的研究热点[4—7]。

载波集中抄表系统技术方案成都博高科技有限责任公司载波集中抄表系统方案电力载波(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式,电力线载波通信是指利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。

由于使用坚固可靠的电力线载波信号作为传输媒介,因此具有信息传输稳定可靠,路由合理等特点,是唯一不需要线路投资的有线通信方式。

低压电力线载波远程抄表系统是集电能表数据采集、载波传输、数据存储、数据通信、数据处理及断电控制等功能于一体的自动化系统。

使用专门的通信芯片,对电表数据进行调制后再通过低压配电线路(220/380V)进行信号传输来实现集中抄表。

这种抄表方式安装最为简单、不需要另外布线、对小区内客户的分布没有过多限制,尤其是通信线路不易损坏且无需维护是这种抄表方式的最大优势。

低压电力线载波远程抄表系统是多数集抄系统应用的首选方案。

我公司载波集中抄表设备,完全依据国家电网公司2009年发布的《电力用户用电信息采集系统》系列标准设计,顺利通过国网计量中心全性能试验检测并取得国网计量中心“电力用户用电信息采集设备型号注册登记证”。

1载波集中抄表系统简介1.1系统组成载波远程集中抄表系统主要由以下几部分组成:●主站管理软件●载波集中器●载波采集器●载波电表或485电表1.2系统工作原理安装在电表附近的采集器采集电表数据信息,经采集器处理并通过低压电力线上传至集中器。

集中器将收到的数据进行有效管理,并根据主站软件的指令将数据通过GPRS网络上传。

最后由主站软件完成数据分析处理。

采集器通过RS485与电能表通信,通过红外与红外手持抄表机通信。

采集器通过预设的电表资料和抄表方案自动完成抄表日、整点、间隔抄收和数据存储。

集中器是低压集中抄表系统中的关键设备。

能够通过下行信道自动抄收并存储各类载波、485通信终端的电量数据,通过RS485采集台区总表的电量数据。

其下行信道采用载波通信模式,上行信道采用公用通讯网,支持GPRS、RJ45等通信方式。