低压电力线通信在集中抄表中的应用

　
摘要：分析和提出采用电力线作为抄表系统信道要解决的关键问题。介绍了JSFH电力线载波抄表系统的应用。
关键词：电力 线通　信抄表 应用
1　电力线载波在集中抄表中应用关键技术
1.1　载波MODEM的确定
　　目前的调制/解调方法大致有点频和扩频两种，而扩频又分为窄带扩频和宽带扩频。通常点频方式需要较大的发送功率，载波信号幅度有可能超出规定标准，而且对干扰的适应能力差。 宽带扩频容易提高传输速率，提高通信的成功率和抗干扰能力，但要解决传输距离的问题。 JSFH集中抄表系统采用直序扩频频率调制/解调技术实现电力线载波通信，并成功解决了实际应用对信号传输距离的要求。
1.2　通信频段的确定
　　随着技术的发展，低压载波电力线将同无线电波一样变得十分宝贵，其通信频段也将受到严格的管理和控制。高频段的信号较低频段的信号衰减快，但对干扰的适应能力要强些，因此应确定合理的通信频段。 JSFH系统采用了相对而言高的通信频段，通过其它软硬件措施来弥补高频信号传输距离近的缺点。
1.3　传输速率
　　对于抄表系统而言，信号传输的实时性没有严格的要求，考虑到成本的因素，不宜追求很高的传输速率。通常速率2400bps即可。
1.4　双向通信
　　(1)　通信中继的需要。为解决集中抄表对距离的要求，必须采用中继技术。而切实可行的中继方法是表端设备(采集模块或采集终端)在集中器的干预下进行中继，从而要求从集中器到表端的通信必须是双向，否则将会严重影响数据通信的距离和成功率。JSFH抄表系统的每一个表端设备(采集模块/终端)都具有中继功能，中继的选择有自动识别和人工指定两种。
　　(2)　多费率和管理的需要。比如校时、修改时段、断电、窃电检测等功能，要求通信必须是双向的。
　　(3)　功能的扩充。系统的任何扩展都需要载波通信是双向的。
2　JSFH电力线集中抄表系统介绍
2.1　JSFH系统构成
　　JSFH系统由主站、集中器、采集器(或模块)等构件组成，对用户终端的用电状态进行采集、控制。采集器(或模块)实现用户终端电表的脉冲计数，集中器则根据主站发出的指令(如抄收、窃电检测等)循环查询采集器(或模块)的计数值(或状态)。集中器是整个系统的通信桥梁，它接收主站命令，并按指令要求将用户端的用电状态(如用电量、用电异常等)送到上位机或对用户终端执行控制(如切断用户供电等)，主站由PC机构成，负责供电所所属用户终端用电的管理和监控，管理人员通过主站就能实现用户用电的监控。
　　该系统以变压器为单位，一个变压器安装一个集中器，集中器与主站之间通过电话线通信，集中器与采集器(可连接16个用户)或模块(已安装在DDSI98载波表中)之间的通信采用低压电力线通信。对于用户端比较分散的场合可采用模块方式(DDSI98或改装)，也可采用采集器方式，这时采集器与用户终端之间采用RS485总线方式进行连接；对于用户比较集中的场合可直接采用采集器方式。


2.2　JSFH系统主要特征
　　(1)　电网改造方便安全。 系统利用现有220V/380V低压电力线网络作为数据通道，不用另外架线，大大降低了电网改造的成本和难度，并且避免了数据通道被恶意切断的危险。
　　(2)　技术先进。采用窄带扩频通信技术及多种先进的抗干扰技术，弥补目前同类电力线载波系统在抗干扰能力和可靠性方面的不足；载波电表、采集器与集中器之间采用虚拟中继的通信方式，提高了载波通信可靠性，扩展了载波通信距离，可同时适用于低压架空网和电缆网；完全符合CEBUS标准，兼容家庭自动化。
　　(3)　支持复费率计费。通过上位机执行时间段的设置。
　　(4)　系统通用性强。适用于任何规格的机械式电能表和电子式电能表(在集中安装模式)。也可直接采用相电子式载波电能表DDSI98(分散安装模式)和数字式电能表(集中安装模式)。
　　(5)　系统实时性强。供电部门可以在当前和指定抄表日对某个小区、变压器、某用户的用电状况进行实时抄收、监控、分析，并进行远程停电和供电以督促用户及时缴纳电费。

　　(6)　安装灵活性大。分散和集中安装模式兼容。在用户电表的安装较为集中的地方(居民小区)使用采集器，在一定程度上降低成本；在居民很分散的地方，可以使用单独的DDSI98载波表。
　　(7)　通信方式多。数据集中器与主站通讯接口多样，选择面广,可通过远端(电话网)或近端(便携机)对集中器、电表进行参数设置和数据抄录；
　　(8)　较高的抄表成功率和正确率。生产工艺采用SMT表面贴装和热风回流焊，进口芯片，可靠性高，抄表正确率达100%(与电表读数相比)。
　　(9)　系统安全性高。 采用先进的数字校验和系统加密技术，达到防止冒抄、误抄的目的，对主站、集中器均有严格的密码保护；采用先进的电源技术，使系统功耗降到最低；
　　(10)　符合电力部《低压电力用户集中抄表系统技术条件》 DL/T698-1999标准，并通过相关实验。