1、分析低压集抄系统中无线自组网技术的应用 廖勇 国网湖南省电力公司湘西供电分公司 摘 要： 近年来, 随着电力工业的发展, 人们对用电服务提出越来越高的要求。为更好的开展营销服务, 部分地区开始远程抄表。该方式不但能及时、准确的反映用电情况, 还能有效规避传统抄表带来的弊端, 节能降耗。当前, 远程低压集抄系统多借助 GRPS、全载波、总线等方式抄表, 载波方式抗干扰能力弱, 总线需铺设专用的线路, 经济性、灵活性也不高。本文从低压集抄系统的组网模式和功能出发, 总结无线自组网技术指标要求和应用情况。关键词： 低压集抄系统; 无线自组网技术; 应用; 作者简介：廖勇 (1985-) , 男, 工
2、程师, 本科, 主要从事电力计量和负荷控制等工作。收稿日期：2017-8-20Received： 2017-8-20低压集抄系统是一种集计算机、现代电子等技术于一体的自动化系统, 借助远程抄表的方式统计、分析计量表, 便于真实反映用电情况, 为营销服务的提高提供保障。使用低压集抄系统抄表, 不但能减少手工抄表误差, 创新管理模式, 精细化管理电表数据, 还无需依赖固定性的基础设施, 形成独立的网络、路由。1 低压集抄系统组网模式和功能低压集抄系统由电能表、主站系统、采集装置共同组成, 从该系统的通信信道上看, 主要分为上、下行信道两种。其中, 主站、集中器的通信为上行信道, 通信方案以 GPR
3、S/CDMA 技术为主, 该技术被广泛用于负荷管理系统中, 且已相当成熟。采集装置之间的通信为下行信道, 通信方案包括全载波、无线方案、总线等。一般情况下, 载波方案易受用电环境影响, 无法保证用电准确性。并且, 总线铺设需要专用线路, 费用相对较高, 增加维护工作量和成本1。无线自组网是一种配备无线装置的移动终端组成的临时性系统, 能在无法使用集抄系统时提供专用的通信环境, 以拓宽网络应用环境。一般来讲, 无线自组网技术中的节点地位均平等, 不存在提前指定的中心, 通过分布式的算法来协调各节点, 通过自行组织的方式形成通信网络。根据无线自组网技术特点, 借助这样几种方案组网, 便于更好适应多
4、变的环境和要求。方案一:电能表+集中器;方案二:电能表+集中器+无线采集器;方案三:电能表 (带无线信道的电能表) +集中器+无线采集器+电能表 (带 RS485 的电能表) 。从上述方案得知, 集抄系统中的无线自组网解决方案主要由无线集中器、主站系统、电能表等组成, 主转系统能同时管辖多个集中器, 经由无线网通讯数据;集中器也可同时管辖多个采集器, 主要负责特定区域的仪表数据管控;采集器又可通过无线方式、仪表管控数据。一旦系统上电, 集中器将根据数据库下发的信号, 和电能表组成组网。但成功组网后, 再抄表处理2。除自动化的抄表外, 系统还具备完整抄表系统的全部功能, 比如:自动网络维护、自动
5、上传报警、网络校时、电量冻结等。2 无线自组网技术指标因无线自组网中的通信节点和电表接近, 且考虑到环境因素、温湿度, 故要求满足工业应用需求。从无线自组网技术指标上看, 其要求主要包括这样几点: (1) 使用条件和环境要求。工作温度在-2075之间, 相对湿度低于 95%, 电源电压为 AV220V, 电源频率 50Hz; (2) 系统容量。1 个采集器多连接 64 只电表, 1 个集中器可管理 2000 只电表, 1 个集中器可管理 254 只采集器, 主站系统可管理无限个电表、集中器; (3) 传输距离。大于等于 1000m; (4) 组网方式。自行组网, 无需人工处理; (5) 点抄速
6、度3。每只表的平均响应时间在1.5s 内; (6) 工作频段。470510MHz 的免费频段; (7) 轮抄速度。每只表的平均轮抄速度在 1s 内; (8) 数据正确率。高于 99.99%; (9) 数据储存。集中器:电能表一个月的日冻结电量;停电数据在 10 年以上; (10) 抄收成功率。一次的抄收成功率在 99.6%以上。3 低压集抄系统的应用实例某供电局通过和电力设计研究院合作, 将无线自组网技术引入集抄系统中, 充分研究该技术的组网方式、技术, 如网管、无线网络性能等, 拓展着集中器、主站之间的通信, 并选用抗干扰技术, 从根本上解决着干扰问题。联合低压集抄厂商建设试点, 按照上述方
7、案选择具备代表性的台区研究无线方案、建设试点, 解决技术包括以下几点: (1) 基本功能。无线自组网技术支持着集中器功能、无线节点路径的读取、接收信号等, 并通过跳频技术抗干扰, 升级无线模块的支持软件; (2) 无线发射、接收功能。分别测试各厂家系统, 如占用带宽、测量杂散、数据速率等, 符合国家特定频道的使用要求; (3) 网络覆盖范围。本次集中抄表选取的台区有着程度不同的覆盖环境, 且多为密集性的建筑, 覆盖范围处于 3401000m 之间; (4) 故障处理功能。低压集抄系统支持着集中器断电后的参数保存, 也能在出现故障后判断故障的发生原因和类型。该系统支持着无线节点的上报, 网络节点
8、断电后, 通电就能自动复位, 并重新连入系统中。某网络节点失效后, 系统会自动组网。另外, 通过和传统采集方案的比对发现, 因总线多适用于环境相对较好的区域, 故不具备可比性。发现在上线频率、抄写成功率、抄读速度等都高于传统方法。4 小结综上所述, 无线自组网技术作为一种新型技术, 将其用于低压集抄系统中, 具有这样几点优势:因无线自组网特点的存在, 集中器、电表等都是自动路由的, 能有效减少调试时间;因无线通信的使用, 不受电负荷影响, 且通过跳频抗干扰技术的使用, 能解决发射源的干扰问题;由于无限方案调试过于简便, 故低压集抄系统能减少安装调试成本。和全载波方案相比, 无线自组网技术能节约
9、将近15%的成本。总之, 低压集抄系统中的无线自组网技术可作为补充低压集抄建设的有效手段, 并在日后发展应用。参考文献1黄敏, 熊刚, 向琼, 等.ZigBee 无线自组网技术在低压集抄的应用J.中国电业 (技术版) , 2015, 26 (11) :7173. 2张暹, 韦长玉, 吴国平, 等.微功率无线自组网技术在农村低压电力集中抄表中的应用J.电测与仪表, 2012, 49 (12) :5559, 68. 3温纪庆, 孙少凯, 夏振华, 等.基于 ZigBee 无线组网技术的地铁运行实时监控 GlS 系统研究J.工业控制计算机, 2015, 14 (8) :57. 4王帆.浅谈低压集抄系统的几种组网方式及维护J.黑龙江科技信息, 2016, 25 (36) :5455. 5许研.低压集抄系统的运行维护与管理J.中国新技术新产品, 2016, 17 (3) :174.
