★中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)出品★
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?會(huì)議通知︱2018第十二屆中國(guó)電工裝備創(chuàng)新與發(fā)展論壇暨第八屆電工技術(shù)前沿問(wèn)題學(xué)術(shù)論壇（第一輪）
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國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司巴州供電公司的研究人員謝海麗、顧海寶等，在2018年第6期《電氣技術(shù)》雜志上撰文指出，巴州地區(qū)區(qū)域廣，地理環(huán)境差異性強(qiáng)，造成巴州地區(qū)用電信息采集不能全覆蓋、全采集。
為提高采集覆蓋率及成功率指標(biāo),促進(jìn)抄、核、收業(yè)務(wù)、臺(tái)區(qū)線損的準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)，本文主要介紹中壓電力載波通信技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)營(yíng)商GPRS/CDMA信號(hào)無(wú)法覆蓋地區(qū)，提升用電信息采集成功率,有效解決人工抄收存在的不安全和低工作效率及大工作量等問(wèn)題。
電力線載波通信是通過(guò)采取電力線作為其傳輸通道，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N快速高效的通信方式。電力線載波通信可按傳輸線路的電壓等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)，通?？煞譃楦邏狠d波通信、中壓載波通信和低壓載波通信。中壓電力線載波通信技術(shù)是通過(guò)10kV或35kV中壓電力線路并加載經(jīng)過(guò)調(diào)制的高頻載波信號(hào)進(jìn)行通信[1]。
中壓電力線載波通信技術(shù)是電力系統(tǒng)中一種特有的通信技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)拓?fù)浔３忠恢?。在低壓用電信息采集系統(tǒng)中，采集終端或集中器到變電站的遠(yuǎn)程通信可采用中壓電力線載波作為其通信信道，依托現(xiàn)有的且已逐漸完善的配電線路作為數(shù)據(jù)傳輸通道，是目前惟一一種不需要實(shí)施線路投資的有線專(zhuān)網(wǎng)通信方式[2-3]。
中壓載波通信技術(shù)以其投資資金少、設(shè)備施工及后期維護(hù)簡(jiǎn)單且方便等優(yōu)點(diǎn)可廣泛應(yīng)用到提升用電信息采集成功率當(dāng)中，特別是應(yīng)用到信號(hào)比較薄弱不穩(wěn)定的山區(qū)用戶數(shù)據(jù)采集。
用電信息采集系統(tǒng)主要是通過(guò)載波實(shí)現(xiàn)采集后由集中器通過(guò)GPRS或CDMA信道傳輸?shù)街髡?/span>[4]。在巴州城區(qū)地下配電室尤其是山區(qū)，大量存在運(yùn)營(yíng)商信號(hào)無(wú)法覆蓋情況，造成用戶用電信息采集不到位或采集信號(hào)不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響到采集成功率指標(biāo)及抄表算費(fèi)進(jìn)度[5]。
因此，實(shí)現(xiàn)用電信息采集全覆蓋已成為采集重大難題。針對(duì)采集信號(hào)不能覆蓋或信號(hào)不穩(wěn)定的用戶，本文采用中壓電力線載波通信技術(shù)應(yīng)用到用戶采集工作中，替代傳統(tǒng)GPRS/CDMA通信，提升采集成功率。
1 中壓電力線載波通信技術(shù)設(shè)備在用電信息采集系統(tǒng)中工作原理
中壓載波技術(shù)就是通過(guò)中壓載波通信設(shè)備，以10kV線路為媒介，通過(guò)載波傳輸技術(shù)解決現(xiàn)場(chǎng)無(wú)GPRS/CDMA信號(hào)集中器（專(zhuān)變）的數(shù)據(jù)采集問(wèn)題。提出耦合信號(hào)，將集中器的上行信號(hào)耦合到10kV線路，通過(guò)10kV線路傳輸[6-7]。
中壓電力線載波通信采用一主多從方案。通過(guò)用電信息采集系統(tǒng)確定其系統(tǒng)方案如圖1所示。
主節(jié)點(diǎn)為中壓配電線路上一個(gè)有信號(hào)的配電臺(tái)區(qū)，從節(jié)點(diǎn)為線路上其他沒(méi)有信號(hào)的配電臺(tái)區(qū)[8-9]。耦合器、主載波機(jī)和載波通信管理機(jī)為主節(jié)點(diǎn)處需要的設(shè)備。在從節(jié)點(diǎn)處需要的設(shè)備包括耦合器、從載波機(jī)和從終端。在從節(jié)點(diǎn)處，使用一體化電容耦合器或卡接式電感耦合器作為將載波信號(hào)注入電力線或從電力線中接收載波信號(hào)的耦合設(shè)備，再使用從載波機(jī)作為載波信號(hào)的收發(fā)和處理設(shè)備。
從載波機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)接口與從節(jié)點(diǎn)配電臺(tái)區(qū)處的集中器等終端設(shè)備相連，終端設(shè)備再通過(guò)低壓載波或RS 485總線等方式與該臺(tái)區(qū)內(nèi)的電能表相連。在主節(jié)點(diǎn)處，同樣需要使用一體化電容耦合器或卡接式電感耦合器與中壓配電線相連，并使用主載波機(jī)作為載波信號(hào)的收發(fā)和處理設(shè)備。主載波機(jī)再與配有GPRS/ CDMA無(wú)限通信模塊的載波通信管理機(jī)相連，最終實(shí)現(xiàn)與主站系統(tǒng)間的無(wú)線通信。
2 試點(diǎn)應(yīng)用情況及效果檢查
2.1 試點(diǎn)應(yīng)用臺(tái)區(qū)及抄表情況
通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析，實(shí)地考察，確定在電網(wǎng)_10kV侖鋼線#42韭菜溝公變臺(tái)區(qū)18位用戶實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程用電信息采集，該臺(tái)區(qū)位于和靜巴侖臺(tái)區(qū)域，屬于山區(qū)，采集信號(hào)薄弱，10kV線路較長(zhǎng)，采集成功率長(zhǎng)期低于90%，可以顯著地測(cè)試出中壓載波技術(shù)的有效性。試點(diǎn)臺(tái)區(qū)實(shí)地考察情況見(jiàn)表1，試點(diǎn)前采集系統(tǒng)抄表成功率如圖2所示。
表1 試點(diǎn)臺(tái)區(qū)實(shí)地考察情況
圖1 中壓電力線載波通信在用電信息采集系統(tǒng)中的系統(tǒng)方
圖2 試點(diǎn)前采集系統(tǒng)抄表成功率
在試點(diǎn)運(yùn)行中，主站系統(tǒng)通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線通信下發(fā)報(bào)文，下發(fā)的報(bào)文被主節(jié)點(diǎn)處的載波通信管理機(jī)接收到。終端設(shè)備接收到報(bào)文后，根據(jù)報(bào)文中的命令將從臺(tái)區(qū)電能表中抄讀的用電信息上傳給主站系統(tǒng)。
通過(guò)對(duì)中壓載波通信設(shè)備軟硬件設(shè)備調(diào)試，程序灌裝及現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用，完成了中壓設(shè)備的系列安裝，確保電網(wǎng)_10kV侖鋼線#42韭菜溝公變臺(tái)區(qū)在采集系統(tǒng)中成功上線，并完成用電信息采集調(diào)試。通過(guò)對(duì)用電采集系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該臺(tái)區(qū)18戶均采集成功，采集成功率100%，滿足了抄表和生產(chǎn)相關(guān)部門(mén)的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，試點(diǎn)后采集成功率如圖3所示。
圖3 試點(diǎn)后采集系統(tǒng)抄表成功率
2.2 效果檢查與分析
通過(guò)上述措施，達(dá)到了以下效果。
1）用電信息采集方面。從根本上規(guī)避了無(wú)信號(hào)問(wèn)題，彌足了人工抄錄的實(shí)時(shí)性，降低了人工抄錄的成本，同時(shí)避免了人工抄錄受惡劣天氣環(huán)境的影響。
2）配網(wǎng)自動(dòng)化方面。實(shí)現(xiàn)了智能化監(jiān)控管理，建立基于中壓電力載波通信的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)配電網(wǎng)及配電一次設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)，可通過(guò)遙控操作作為設(shè)備的運(yùn)行方式，成本低，效率高，減少現(xiàn)場(chǎng)巡視及測(cè)試等工作，適應(yīng)了智能電網(wǎng)現(xiàn)代化需求。
3）建設(shè)成本方面。中壓載波通信技術(shù)依托電網(wǎng)全覆蓋的配電線作為傳輸通道，無(wú)線路投資成本，設(shè)備簡(jiǎn)單易施工。在建設(shè)初期可與電網(wǎng)建設(shè)同步進(jìn)行，省去中間環(huán)節(jié)，在保障電力正常且快速傳輸?shù)耐瑫r(shí)也能保證電力載波信號(hào)傳輸通道的暢通，維護(hù)簡(jiǎn)單方便[10]。
3 結(jié)論
通過(guò)分析提出中壓電力線載波通信技術(shù)在采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的應(yīng)用，將集中器的上行信號(hào)耦合到10kV線路，通過(guò)10kV線路傳輸，既實(shí)現(xiàn)用戶用電信息全采集全覆蓋，又可通過(guò)自動(dòng)化抄表，提升工作效率，節(jié)約人力和物力。
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