电力线载波集中抄表系统方案

集中抄表方案集中抄表方案概述集中抄表方案是指通过建立集中式的抄表系统，对大量计量设备进行统一抄表管理的一种方案。

该方案可以有效降低工作量、提高抄表效率，同时减少了错误抄表的风险。

方案优势1. 提高工作效率采用集中抄表方案，可以将分散的计量设备集中管理起来。

抄表员可以通过中心服务器直接对设备进行抄表，无需逐个设备进行查找和读数。

这大大提高了工作效率，减少了人力资源的浪费。

2. 减少错误抄表风险在传统的分散抄表模式下，抄表员需要逐个查找设备并进行读数，容易出现抄表错误的情况。

而采用集中抄表方案，抄表员只需要对设备进行集中抄表，避免了因为疏忽或其他原因造成的错误抄表。

3. 实时数据监测与分析集中抄表方案可以将所有设备的抄表数据集中到一个中心服务器上进行存储和管理。

这样可以实时监测和分析各设备的用量数据，提供数据支持和依据，方便进行后续数据分析和统计。

4. 集中化管理与维护通过集中抄表方案，可以集中管理和维护计量设备。

管理员可以随时通过中心服务器对设备进行监控和管理，包括查看实时用量数据、设备运行状态、异常报警等功能。

这样可以及时发现和解决问题，保证设备的正常运行。

方案实施步骤1. 系统设计与规划在实施集中抄表方案之前，需要进行系统设计与规划。

包括确定集中抄表系统的整体架构、选择合适的硬件设备和软件平台、制定抄表策略等。

系统设计与规划是保证集中抄表方案顺利实施的重要步骤，需要充分考虑实际需求和资源状况。

2. 设备连接与配置在集中抄表系统中，需要将计量设备与中心服务器进行连接。

可以采用有线或无线网络进行设备连接，根据具体情况选择合适的连接方式。

连接完成后，需要对设备进行配置，包括设备信息录入、通信设置、抄表参数设置等。

3. 数据采集与传输设备连接和配置完成后，就可以进行数据采集和传输工作。

集中抄表系统可以通过定时抄表或实时抄表的方式获取设备的用量数据。

采集到的数据将通过网络传输到中心服务器上，实现数据集中存储和管理。

低压电力线载波抄表系统设计
随着市场经济的发展,居民和工业用电越来越普及,传统的人工抄表方式已经不能满足现代化管理的要求。

基于通讯技术和计算机技术的自动抄表系统越来越多的得到使用。

电力线载波通信是电力系统特有的一种通信方式,利用220V低压配电线作为信息传输媒介进行数据传输。

电力线网络作为世界上最大的网络,其主要功能是输送电能,但是随着信息技术的发展,利用电力线天然的网络资源,实现数据通讯,具有投资少见效快,与电网建设同步等优点。

利用电力线来实现低压集抄对于电能计量管理起到重要的作用。

基于电力线载波通信的抄表系统,省去了重新架设通信媒介的资源,通过采集器对各个电能表进行电能采集,再由采集器将数据上传到集中器,再由集中器上传到主站。

按照国家电网关于电力低压集抄采集器的形式技术规范,设计了基于低压电力线的载波抄表系统。

为了能够在低压电力线系统中稳定可靠的进行高速数据通信,采用一款基于OFDM技术的高速电力线载波芯片,在此基础上完成了载波模块电路设计、载波模块的底层驱动开发、点对点透明传输设计与实现,组网的方案设计以及对设计完成的低压电力线载波抄表系统进行测试与分析。

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。

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。

主站软件使用手册2005年11月目录一、系统介绍 (4)二、操作流程 (5)三、功能简介 (6)四、功能描述 (8)4．1、系统登陆 (8)4．2数据档案维护 (10)4．2．1台区信息编辑 (10)4．2．2集中器信息编辑 (11)4．2．3编辑用户 (12)4．2．4采集器编辑 (13)4．2．5台区导入 (13)4．2．6台区导入（旧软件） (14)4．2．7台区导出 (15)4．2．8工作单操作 (16)4．3系统常用工具 (20)4．3．1表号对照 (21)4．3．2交互命令窗口 (21)4．4基本信息查询 (22)4．4．1台区信息查询 (22)4．4．2集中器信息查询 (23)4．4．3电表信息查询 (24)4．4．4采集器显示单元信息查询 (24)4．4．5电价管理 (25)4．5日常记录查询 (26)4．5．1抄读历史记录查询 (26)4．5．2通断电记录查询 (27)4．5．3实时监控记录查询 (28)4．5．4自动抄读状态查询 (28)4．5．5抄读失败记录查询 (29)4．6用户电量分析 (30)4．6．1用户电费统计 (30)4．6．2两次抄读数据比对 (31)4．6．3用电水平统计 (31)4．6．4月用电水平统计 (32)4．6．5抄表未成功统计 (33)4．6．6连续抄表未成功统计 (33)4．6．7用电异动分析统计 (34)4．6．8用户日、月、年用电量统计 (35)4．6．9用户同期用电量统计 (36)4．7台区电量分析 (37)4．7．1总表抄见电量统计 (37)4．7．2月分类用电量统计 (37)4．7．3台区日用电量统计 (38)4．7．4台区月用电量统计 (39)4．7．5台区年用电量统计 (39)4．7．6台区同期用电量统计 (40)4．7．7台区用电异动分析统计 (41)4．8台区线损分析 (41)4．8．1台区日、月、季、年线损统计 (42)4．8．2台区日、月、季、年相线损统计 (42)4．9区段线损分析 (43)4．10台区负载平衡分析 (44)4．11掌上电脑接口 (45)4．11．1振中接收（TP600） (45)4．11．2振中接收（TP650/800） (46)4．11．3振中发送（TP600） (47)4．11．4振中发送（TP650/800） (48)4．11．5兰德发送 (48)4．12系统维护 (49)4．12．1系统模块管理 (49)4．12．2系统日志 (50)4．12．3用户管理 (51)4．13数据抄读 (55)4．13．1日电量任务抄读 (55)4．13．2随机电量任务抄读 (55)4．13．3月电量任务抄读 (56)五、如何操作 (57)5．1如何与集中器建立通讯？ (57)5．2如何设置集中器参数？ (60)5．2．1启动与停止 (61)5．2．2系统参数 (62)5．2．3时钟校对 (63)5．2．4时段管理 (64)5．2．5表号管理 (65)5．3如何与进行自动抄表？ (66)5．4如何进行电表监控？ (67)5．5如何进行通断电？ (68)六、操作技巧 (70)6．1软件通用功能使用说明 (70)6．1．1名词概念解释 (70)6．1．2功能简介 (71)6．1．3各通用功能的详细使用方法 (76)一、系统介绍设置集中器运行参数系统实现了对集中器参数管理的可配置化，操作更加灵活方便。

载波集中抄表系统方案1．设计理念a)载波网络通讯节点少。

系统通讯节点以台区为单位。

b)系统通讯实时性好，可靠性高，抄收率100%。

c)系统网络免维护。

集中器不需要进行现场网络路由管理。

d)系统实施简便、快捷，现场无需调试2．结构特点该系统利用嵌入式单相/三相透明传输载波通讯模块，以电力线作为通讯介质连接现场数据采集和数据终端设备，在一个台变范围内不需要进行载波中继，完成现场数据实时采集，跨台区变压数据中继采用短距离无线通讯模块完成；现场载波网络可从逻辑上看成一根直连线，不需任何通讯协议，也不需要进行现场网络管理与维护，系统通讯实时性好，可靠性高，具备免维护特性。

3．技术优点载波速度较高（目前国内载波的现场应用速度普遍在600bps以下），应用实时性好；载波通讯数据安全性高；载波通讯距离远，在一个台变范围内可实现无障碍传输，不需要进行载波中继，载波幅值满足国家电网公司规定的谐波指标；载波模块采用长寿命、高可靠设计，对元器件无特殊要求，无可调器件，元器件的参数离散±10%以内对产品的品质无实质影响，生产过程中无调试环节，应用中无参数设置要求，通用性好，即插即用，产品规模化生产特性好；三相载波模块增加了透明无线通讯接口，方便在跨台区变压器环境中的应用；载波模块收发缓冲区较大（128字节/256字节FIFO），支持长数据包传送；在系统应用中，载波模块与终端设备采用透明传输接口，简单，易用，可靠，可有效简化系统设计、缩短系统开发应用周期和降低系统成本，大大提高系统性价比，提高产品竞争力，同时方便不同应用领域系统的应用升级。

4．工作原理该系统中数据采集设备和数据终端设备与嵌入式单相/三相透明传输载波通讯模块之间采用符合工业标准的UART（TTL电平）进行通讯连接，当数据采集设备需要采集数据时，通过UART接口将数据采集命令发送到载波模块，载波模块接收到来自UART 通讯接口的数据后进行打包，转成载波信号耦合到电力线上，在跨台区变压器的应用中，三相载波模块同时将打包数据通过第二个UART连接的透明无线传输模块发送出去；载波模块在没有发送载波信号时，对电力线进行实时监测，当捕捉到载波同步信号时，启动载波数据接收；当载波模块接收完来自电力线的数据后，对接收进行解包，还原原始通讯数据，并将该数据通过UART接口发送给数据终端设备，完成数据采集命令传送；在跨台区变压器的应用中，三相载波模块把从透明无线传输模块接收到的来自相邻台区的透明中继数据通过UART接口发送给数据终端设备；当数据采集命令指定地址的数据终端设备接收到命令帧后，将根据命令进行应答，应答数据通过UART接口传送到载波模块，自动通过电力线回传到数据采集设备，或通过透明无线传输模块传送到相邻台区的透明中继载波模块，再通过电力线回传到数据采集设备，至此完成一次数据采集；整个通讯过程中终端设备与载波模块之间的通讯接口不需任何通讯协议，完全透明传输。

载波集中器自动搜表及采集器的功能实现用电信息采集系统中集中器主要基于载波通信，如果集中器能够自动识别和管理其下属连接的采集器和电能表，这将能非常有利于简化系统建设过程中的参数设置和调试工作，并在今后的运行维护中，如表计更换、台区调整均能及时识别并通知系统进行参数调整，为系统的高效运行带来益处。

在集中器以下的本地系统中，采集器仅起到中转的作用，通常不需要配置和管理，本文强调并管理了采集器，为系统运行维护、故障分析和资产管理提供支持。

1. 基本原理我们的基本目标是在不需要人工参与的情况下，要求集中器能够识别和记录其下所连接的采集器和电能表及其拓扑关系。

主要依赖于采集器的自身管理和应答集中器的查询来完成集中器的管理功能。

实现的难点在于：（1）载波信道由于集中器向下到采集器或者电能表绝大多数情况下采用载波信道，而载波信道的通信速率低（100-1200BPS）、可靠性低（通信成功率低于80%）、有效距离短（常遇干扰，有时需要多级中继）、非双向信道、常遇到串台区。

这些特点决定了采集器或电能表不能采用主动向集中器上报信息，集中器仅能采用主动查询机制，但也非常受制于载波的通信效率。

（2）二级设备集中器下的二级设备为载波电能表、I型采集器、II型采集器三种之一或其混合。

载波电能表形式单一，仅需被集中器识别即可，而采集器由于还有下一级的多个电能表需要管理，其与电能表的关系不确定，采集器自身需要一定的智能识别和维护功能。

I型采集器具备存储和时钟，资源相对丰富，能够完成自身管理功能，而II型采集器无内置时钟，许多管理必须依靠集中器的引导才能完成。

本文以最难以管理的II型采集器为例，设计给出集中器自动管理功能的实现流程，简化和对照引用亦可用于I型采集器和载波电能表。

2. 运行模式集中器设置两种运行模式：（1）基本模式，传统运行模式，集中器定时搜表功能关闭，完全依靠主站给集中器下发测量点参数，直接采集电表数据。

采集器中继转发集中器指令，转答其下电表的应答，通过电表的应答能获知其连接的电表。

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]。