低壓用電信息采集系統(tǒng)的本地通信成功率分析

引言

隨著當(dāng)前科技信息技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,電力系統(tǒng)的自動化水平得到了進(jìn)一步提升,從而提高了電力企業(yè)的電力服務(wù)和營銷水平。

同時,電力企業(yè)也在全面推進(jìn)低壓用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè),針對低壓電力用戶,通過用電信息采集系統(tǒng)實現(xiàn)"全覆蓋、全采集、全預(yù)付費(fèi)"功能,以便更好地提升電力企業(yè)的電力服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量。

1低壓用電信息采集系統(tǒng)現(xiàn)狀

在對低壓用電信息采集系統(tǒng)的本地通信成功率進(jìn)行分析研究之前,需要簡單分析低壓用電信息采集系統(tǒng)。低壓用電信息采集系統(tǒng)的本地通信系統(tǒng),一般包括遠(yuǎn)程通信信道和本地數(shù)據(jù)采集通道,在通信方式上,結(jié)合了遠(yuǎn)程傳輸通道和本地數(shù)據(jù)采集通道的作用,能夠?qū)崿F(xiàn)電力用戶用電信息采集系統(tǒng)對信息的采集和傳遞。

2用電信息采集系統(tǒng)的常用本地通信方式及其特點

2.1RS485總線通信方式及其特點

在當(dāng)前智能電表領(lǐng)域中,RS485總線通信方式是應(yīng)用最為廣泛的本地通信方式之一,不但具有較好的抗噪聲干擾性,且通信可靠,通信波特率也較高,減輕了后期維護(hù)工作量。RS485總線通信方式具有大約1200m的通信距離,但其通信距離和通信波特率呈相反關(guān)系,為了獲得較好的通信距離,該方式一般使用的通信波特率在1200～4800bpS。RS485總線采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)方式,其主控設(shè)備能夠和多個從控設(shè)備構(gòu)成相應(yīng)的菊花鏈連接方式,且RS485總線對于線材的選擇、布線的工藝、阻抗匹配等也都具有較高要求,這就造成現(xiàn)場施工難度和成本的增加,如果RS485總線中出現(xiàn)故障或者發(fā)生接線錯誤,都會導(dǎo)致較大的排查工作量。

2.2電力線載波及其特點

在電力系統(tǒng)中,電力線載波是一種特殊的通信方式,其功能實現(xiàn)的通信載體是現(xiàn)有低壓電力線,能夠?qū)崿F(xiàn)電力用戶用電信息的雙向傳輸,該通信方式不需要進(jìn)行通信線路的另外敷設(shè)是其最大的特點。電力線載波通信方式能夠?qū)㈦娏νㄐ啪W(wǎng)絡(luò)延伸到低壓用戶側(cè),從而很好地采集和控制電力用戶的用電信息,并且具有較好的適應(yīng)性。但是電力線載波通信方式也有一定的不足,比如較大的信號衰減、較多的噪聲源及較強(qiáng)的干擾、容易受到負(fù)載特性較大的影響等,這都對通信的可靠性造成了一定影響,同時也要求具有較高的載波組網(wǎng)技術(shù)。

2.3微功率無線通信及其特點

微功率無線通信技術(shù)作為一種新興技術(shù),其工作頻段一般為470～510MHz,和電力載波通信技術(shù)相比,該通信方式同樣不需要進(jìn)行通信線路的另外敷設(shè),也不會受到電網(wǎng)中噪聲的干擾以及電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和負(fù)載波動的影響。微功率無線通信技術(shù)具有較高的通信速率,在自動組網(wǎng)和自動路由技術(shù)的作用下,其傳輸距離能夠覆蓋整個臺區(qū)。但是微功率無線組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行信號中繼時需要較多節(jié)點,相關(guān)障礙物也會影響到信號的傳輸距離,在實際應(yīng)用中為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?通常需要使用多條路徑,從而增加了運(yùn)行維護(hù)成本,容易受到外界條件的干擾,可靠性較差。

3本地通信方式組合應(yīng)用分析

3.1兩層RS485總線通信方式

RS485總線通信方式具有較高的傳輸率、較好的通信穩(wěn)定性等優(yōu)點,是一種應(yīng)用較為成熟的通信技術(shù),在用電信息采集系統(tǒng)的本地通信中得到優(yōu)先使用。但是RS485總線通信方式在技術(shù)條件和環(huán)境因素的影響下,其傳輸距離和帶載能力會受到一定限制,集中器中的每一個RS485通信口采集的電能表數(shù)量有限,不能很好地滿足一般臺區(qū)用電信息的采集要求,所以使用兩層RS485總線通信方式來提升通信成功率。第一層主要是實現(xiàn)集中器和采集器之間的通信功能,第二層用于采集器和電能表之間的通信,其中每一層都能實現(xiàn)采集32個節(jié)點信息的功能,而兩層RS485可以采集1024塊電能表的信息,不但充分發(fā)揮了RS485總線通信的優(yōu)勢,還能滿足大多數(shù)臺區(qū)用電信息采集的需求。該通信方式結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.2半載波通信方式

所謂半載波通信方式,是指用電信息采集系統(tǒng)的本地通信使用電力線載波和RS485總線結(jié)合的一種通信方式,通過使用電力線載波能夠?qū)崿F(xiàn)集中器與采集器之間的通信,通過使用RS485總線能夠?qū)崿F(xiàn)采集器與電能表之間的通信。在當(dāng)前低壓用電信息采集系統(tǒng)中,半載波通信方式是得到較為普遍應(yīng)用的本地通信方式,能夠充分發(fā)揮RS485總線的高效率、高可靠性特點,同時能夠減少RS485總線敷設(shè)的施工,通過應(yīng)用電力線載波有效實現(xiàn)采集整個臺區(qū)的用電信息。這表明在提高本地通信成功率的同時,也能夠提高用電信息采集系統(tǒng)采集的成功率。

3.3半無線通信方式

半無線通信方式是指用電信息采集系統(tǒng)的本地通信結(jié)合微功率無線和RS485總線的通信方式,在微功率無線通信作用下,能夠很好地實現(xiàn)集中器和采集器之間的通信,通過RS485總線通信能夠?qū)崿F(xiàn)采集器和電能表之間的通信。半無線通信方式和半載波通信方式同樣建設(shè)成本較低,同時半無線通信方式還不會受到電網(wǎng)噪聲、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和負(fù)載波動的影響。利用半無線通信方式自身的特點,可以將其用于對其他通信方式的補(bǔ)充,比如使用半無線通信方式作為相應(yīng)的中繼,能夠?qū)崿F(xiàn)采集孤島信息的功能。

使用半無線通信方式進(jìn)行中繼,將兩段獨(dú)立的RS485總線利用微功率無線建立相應(yīng)的連接,可以實現(xiàn)通信信道的連續(xù)性,從而保證本地通信的成功率,提升低壓用電信息采集系統(tǒng)采集的成功率。

4結(jié)語

綜上所述,通過使用低壓電力用戶用電信息采集系統(tǒng)實現(xiàn)"全覆蓋、全采集、全預(yù)付費(fèi)"的功能,能夠顯著提升電力企業(yè)的電力服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量。而本地通信的可靠性直接關(guān)系到用電信息采集系統(tǒng)采集信息的成功率,本文通過對本地通信方式進(jìn)行分析和研究,在提高本地通信成功率的同時,也能夠很好地提升用電信息采集系統(tǒng)的采集成功率。