“智能电表建设咨询、培训分享会”1-系统建设管理
已浏览:次
第一部分:系统建设管理
本部分内容涵盖了从智能电表的总体规划、过程管控、便民配套设施建设,后期系统运行维护管理四个环节,下面进行分别阐述
一、智能计量和智能信息交互
1、 两种费控模式的电表介绍(详细表计资料见附件一:智能电表的种类和区别)
1.1远程费控智能电表
l 主要功能:A、电量计量;B、实时监测;C、信息交互;D、远程控制;E、电量提醒
l 应用模式:
A. 远程费控电能表,本地主要实现计量功能,没有本地计费功能,电能表只是一个计量器具和控制的执行机构;
B. 计费功能主要由远程主站/售电系统完成,电能表接收远程售电系统下发的拉闸、允许合闸、ESAM数据回抄指令,数据交互过程需通过严格的密码验证及安全认证, 遵行DL/T645-2007及其备案文件。
C. 当用户欠费时由远程主站/售电系统发送拉闸命令,使用户断电,当用户充值后,远程主站/售电系统再发送允许合闸命令,允许用户合闸。
1.2本地费控智能电表
l 主要功能:A、电能计量计费;B、实时监测;C、信息交互;D、自控制动;E、本地充值缴费功能;F电量提醒
l 应用模式:
A. 支持CPU卡、射频卡等固态介质进行充值及参数设置。
B. 支持通过虚拟介质远程实现充值、参数设置及控制功能。
C. 本地费控电能表具有本地付费与远程付费两种付费方式,其费控功能都是在智能电能表内部实现。
1.3费控模式优劣势分析
1.4国网公司智能电表应用推广情况:
l 本地费控为主、远程费控为辅
l RS485接口为主、载波表为辅
二、用电信息采集系统
1、用电信息采集系统组网模式
1.1全载波模式:
a、智能电表具备载波通讯功能,可以与集中器直接进行数据通讯。
b、集中器通过GPRS\CDMA\光纤等方式将数据传输回供电企业主站。
1.2半载波模式:
a、智能电表通过RS485接口与采集器进行数据通讯,采集器通过载波与集中器进行通讯。
b、集中器通过(GPRS\CDMA\光纤)等方式将数据传输回供电企业主站。
.1.3光纤模式
a、将CATV智能用电管理终端安装在小区每栋居民楼的表箱内、使之与电表通过485端口相连。
b、同时将广电网络同轴线也引入表箱,CATV智能用电管理终端与CATVmodem连接。
c、将采集到的电表数据通CATV广电网络。经广电机房,利用光纤传输到供电局机房中。在进入供电局机房之前有网络防火墙对机房网络进行保护。
1.4通讯方式:
l 上行通讯信道:无线 GPRS CDMA 光纤
l 下行通道:有线(CATV、RS485、M-BUS)、载波、无线
1.5组网模式优劣势分析
1.6国网公司用电信息采集系统应用推广情况:
l 半载波为主、全载波为辅(前期)
l 载波为主、RS485\无线为辅(下行)
l GPRS\CDMA为主、光纤为辅(上行)
1.7国网公司智能电表及采集系统应用管理效果
l 减轻了抄表收费压力
l 降低了电费回收风险
l 延伸应用扩展性较强(例如:为线损统计、防窃电等提供技术支撑)
2、关于数据安全管理
智能电表应用整体系统架构:营销系统(SG186)、采集主站(积成主站)、密钥系统(密钥+密码机+ESAM芯片 )、售电系统(网点+代售点+移动POS)、采集系统(采集终端+智能电表)
2.1密钥管理系统(用电信息采集)
A. 主站对采集终端的数据读取过程不加密,主站对采集终端进行身份认证、密钥更新、参数设置、控制命令等操作时需要加密。
B. 主站对智能电表的数据读取过程不加密,主站对智能电能表进行身份认证、参数设置、远程充值、控制命令等操作时需要加密。
C. 本地费控表:售电端验证购电卡,将充值信息加密后写入购电卡;智能电表验证购电卡,将充值信息写入表内ESAM中存储;
D. 远程费控表:充值信息发给主站系统;主站与智能电表相互验证对方的合法性,主站将充值信息加密后发给电能表,智能电能表将充值信息写入ESAM中存
E. 采集任务数据管理流程
F.控制任务数据管理流程
三、系统建设规划
系统建设规划应从覆盖规划、费控模式选择、推广区域先后顺序、配套设施建设、组网模式选择等方面进行考虑(采集系统规划设计可参考附件二:智能电表及采集系统建设典型方案)
1、费控模式的选择标准
l 远程费控: 通讯信道稳定、传输速率较高、便民设施不全
l 本地费控:通讯信道不稳定、传输速率不高、便民设施较全
2、采集系统组网模式选择标准:
l 全载波模式:计量器具分散、安装调试周期较短、成本控制为主
l 半载波模式:计量器具集中、对稳定性要求较高、资金投入充足
l 光纤模式:计量器具集中、具备光纤条件(CATV)、资金投入充足
3、推广区域先后排序
l 前期:1、区域欠费率比较高2、没有辅助抄收手段3、用户集中程度相对较高
l 中期:1、抄收难度较大2、线路低压线损率高3、用户集中程度相对较为分散
l 后期:1、居民抵触情绪较为强烈2、现场改造实施难度较大
4、覆盖规划原则:每个台区尽量全部改造完,然后尽量一条线路覆盖完整,这样可以保证线损统计分析,“四自”应用等,切记为了先完成安装进度而将条件不好的部分遗留到后期增补。
l 覆盖顺序:按用电性质——按区域覆盖——按线路覆盖——按台区覆盖
l 辅助配套设施:
A、充值查询终端
B、查询终端
C、手持终端网络
D、ATM自助收费
E、移动POS
附件一:
智能电表的种类和区别
智能电表的型号规格较多,功能不同,使用条件和环境也有不同,为了更好地让从业者了解和应用智能电表,在此,我们根据国网标准、芯片技术、通讯技术、实施方案从技术和使用的角度,对智能电表的类型、功能、通信方式、应用环境进行详细的说明和比较,供大家学习交流。
智能电表有单项智能电表和三相多功能智能电表,这里我们先介绍单相智能电表。
Ø 单相本地费控智能电表:居民用户用表,用户需要使用CPU购电卡,智能电表内置控制开关,表内实现费控管理,所以称为本地费控表。
单相本地费控智能电表主要通信方式为RS-485总线方式。
Ø 单相本地费控智能电表(载波):居民用户用表,用户需要使用CPU购电卡,智能电表内置控制开关,表内实现费控管理,所以称为本地费控表。
单相本地费控智能电表(载波)主要通信方式是电力线窄带载波通信方式。
Ø 单相远程费控智能电表:居民用户用表,用户不需要使用CPU购电卡,智能电表内置控制开关,表内不存储电费信息,由主站进行费控管理,也称为主站费控。
单相远程费控智能电表主要通信方式为RS-485总线方式。
Ø 单相远程费控智能电表(载波):居民用户用表,用户不需要使用CPU购电卡,智能电表内置控制开关,表内不存储电费信息,由主站进行费控管理,也称为主站费控。
单相远程费控智能电表(载波)主要通信方式是电力线窄带载波通信方式。
主要通信方式为RS-485总线方式,通过485总线将表计用手拉手方式连接在一起,接入采集器的485总线通信接口,采集器通过485总线采集智能电表各种数据,并且转发主站和集中器的各项命令(例如参数修改、校时等),实现远程抄表管理。
也可以使用手持红外抄表器通过红外通信口,进行现场抄读电表数据和修改电表参数。
Ø 单相本地费控智能电表(载波):通信接口有载波通信接口、485总线通信接口和红外通信接口三种。
主要通信方式为电力线窄带载波方式,通过载波通信模块与集中器的载波通信模块组成本地通信网络,实现集中器直接采集智能电表各种数据,并转发主站各项命令(例如参数修改、校时等),实现远程抄表管理。
也可以使用手持红外抄表器通过红外通信口,进行现场抄读电表数据和修改电表参数。
也可以将集中器和单相本地费控智能电表(载波)用485总线连接,实现通信和集中抄表,但一般不采用这种方式。
Ø 单相远程费控智能电表:其通信方式与单相本地费控智能电表一样,不再赘述。
Ø 单相远程费控智能电表(载波):其通信方式与单相本地费控智能电表(载波)一样,不再赘述。
Ø 单相本地费控智能电表(载波):其存储数据、算费方式与本地费控智能电表一样,不再细述。
Ø 单相远程费控智能电表:单相远程费控智能电表,表内存储器只存储用电信息、状态参数等,不存储预付电费余额、电价参数、电费计算模型等,所以电表本身不能进行电费计算和电费余额扣减。该种表的用户的电费信息都在供电局方的营销系统(SG186)中计算和扣减,在表上只能查询到用电信息,不能查询预付电费余额。
Ø 单相远程费控智能电表(载波):其存储数据、算费方式与远程费控智能电表一样,不再细述。
从目前现有技术应用看,单相本地费控智能电表的费控管理是最有效的。
Ø 单相本地费控智能电表(载波):其费控管理方式与本地费控智能电表一样,不再细述。
Ø 单相远程费控智能电表:远程费控智能电表因为表内不存储电费、不计算电费,所以其电费存储、电费计算、电费扣减都在供电局饭的营销系统中完成,欠费时,采集主站远程向电表下发拉闸命令,电表内置控制开关拉闸断电。当用户缴费后,采集主站再远程向电表下发允许合闸指令,用户此时需按动表上的合闸按键才能实现电表合闸送电。
单相远程费控智能电表的拉合闸命令(费控管理)从采集主站发出后,需要通过远程通信和本地通信二级通信才能达到电表端,途中被干扰和被中断的机率较大,从而影响拉合闸的成功率,特别是使用载波通信,影响更大。目前远程费控表并没有真正实现费控管理。
Ø 单相远程费控智能电表(载波):其费控管理方式与远程费控智能电表一样,不再细述。
Ø 单相远程费控智能电表和单相远程费控智能电表(载波):远程费控智能电表无需固定的用户媒介,网络、储值卡、银行卡等都可以成为用户购电的媒介。前提是远程智能电表通过采集系统与采集主站的通信保持畅通和及时。
Ø 单相本地费控智能电表(载波)和单相远程费控智能电表(载波):这二种智能电表的主要通信接口是电力线载波通信接口,通过电力线将智能电表与集中器直接相连实现通信,实现远程数据采集和命令控制。这是我们常说的全载采集模式。适合于分散安装的表计台区。
Ø 单相远程费控智能电表和单相远程费控智能电表(载波):远程费控智能电表不用CPU购电卡,用户可以到营业厅、自助售电终端、各售电代售点进行充值缴费,如果远程和本地通信网络通畅的话,还可以通过互联网、快捷支付、充值卡、储值卡等手段随时随地进行充值缴费,摆脱对固定和移动的缴费网点的依赖。
Ø 单相本地费控智能电表(载波)和单相远程费控智能电表(载波):这二种智能电表采用电力线载波通信,通过电力线将智能电表与集中器直接相连实现通信,就是全载采集模式。全载方式安装方便,影响环节较少,运行维护相对简单一些。但是载波节点很多,故障判断困难,对采集成功率的影响要大一些。
附件二:
智能电表及采集系统建设方案典型经验分享
在工作过程中,我们经常见到供电企业(无论是直属局还是控股、代管公司)对智能电表的选择和采集系统采集方案还有很多疑惑的问题,例如:
Ø 选择哪种智能电表?
Ø 全载方案和半载方案如何选择?
Ø 哪种方案更稳定、更适用?
Ø 台区现场环境怎么判断?
本文将根据我们对国网标准、产品设计、通讯技术、典型方案、实施经验、常见问题的理解和经验,从技术和实用的角度进行分析总结,供大家参考交流。
Ø 单相本地费控智能电表:智能电表表内实现存储电费、计算电费、扣减电费、欠费控制,本地停送电。
单相本地费控智能电表通过RS-485总线方式与采集设备进行通讯,实现远程抄表。
Ø 单相本地费控智能电表(载波):智能电表表内实现存储电费、计算电费、扣减电费、欠费控制,本地停送电。
单相本地费控智能电表(载波)通过载波方式与采集设备进行通讯,实现远程抄表。
Ø 单相远程费控智能电表:电能表内不存储电费、不计算电费,电费存储、电费计算、电费扣减在远程售电系统中完成,售电系统远程向电表下发拉闸、允许合闸指令,以执行停电、恢复供电。
单相远程费控智能电表通过RS-485总线方式与采集设备进行通讯,实现远程抄表,远程控制停送电。
Ø 单相远程费控智能电表(载波):购电、电费存储、电费计算、电费扣减、欠费停电、续费恢复供电等方式都与单相远程费控智能电表相同。
单相远程费控智能电表(载波)通过载波方式与采集设备进行通讯,实现远程抄表,远程控制停送电。
集中器与载波型本地(远程)费控智能电表直接交换数据,集中器与系统主站的远程数传通信采用无线公网(GPRS/ CDMA),集中器与载波型电能表组成本地载波通讯网络,抄表数据采用窄带电力线载波完成抄表收集。
全载模式的系统结构图见图1。
集中器、采集器和电能表组成本地两级数据传输网络,采集器与电能表之间的抄表数据通信网络采用RS-485总线方式,集中器与采集器的本地数据通信网络采用窄带电力线载波方式。采集器采集多个电能表电能信息,集中器与多个采集器交换数据。
Ø 485总线采集电表数据,快速准确;
Ø 集中式表计安装实施可靠方便;
Ø 总线型智能电表价格低于载波型智能电表,总体造价低;
Ø 采集器与集中器之间的载波通讯不能正常通讯的情况下,可以用手持抄表器在各表箱处通过采集器,红外抄收电表的数据。
在表计分散安装的供电环境,特别是农村分散居住的村落、乡镇、城区内没有进行线路改造,没有进行表计集中安装的老居住区。因表计分散,施工难度较大,无法用485总线连接,适合于选择载波型智能电表,采用全载波模式,以配变台区的集中器直接对载波表计进行集中采集,不能跨越配变台区,能清晰管理配变和其下表计的关系,一般一台变压器下带200—300只表较合适。
载波通讯需要自组网,各载波节点间的距离不能太长,一般在30—50米之内比较合适,太远则通讯易中断,载波通讯组网的最佳范围在500米以内,因此一个台区的供电半径最好在500米以内。
载波自组网需要有一定数量的载波节点,节点太少,组网路径就少,节点间距离稍微远点,稳定性降低。节点太多,超过1000个,集中器的管理负荷太大,通讯时间太长,容易被中断。因此,200—300只表或载波节点的台区,载波效果比较好。
因此,在新建小区、电网线路比较干净的农村公变台区、供电半径在500米以内、台区内表计数量在200—300左右的台区,适合于选用载波型智能电表,采用全载模式建设方案。
全载波采集方案中只有载波表和集中器,因载波通讯的不稳定性和干扰的随机性影响,随时有表计不能抄读到数据,并且会随机出现,例如:这次有10只表没有抄到,下次可能有15只表没有抄到,而且这25只没有抄到数据的表还可能没有一只是重复的,故障原因可能有:表计坏、电力线干扰、载波模块坏、载波路由混乱、中继链路断裂等等,因此维护人员判断故障原因,处理故障问题的难度和工作量都较大,对供电企业的运行维护人员的素质、技能的要求都比较高。
半载波采集方案中,可以利用采集器采集并存储同表箱内的所有电表数据,再传送给集中器和采集主站,故障问题判断比较容易,例如:如果是同表箱内单只表没有抄到,表计坏的可能性最大;如果整个表箱都没有抄到表,采集器的问题较大。采集器的数量大大少于表计的数量,故障排查和处理的工作量都要小于全载波方案,对供电企业运行维护人员的数量和素质上的要求相对较低。
但是,无论是全载方案还是半载方案,建议供电企业将采集系统的运行维护工作向外委托给专业的采集系统运维公司来承担,以保证系统的有效、稳定使用。
本部分内容涵盖了从智能电表的总体规划、过程管控、便民配套设施建设,后期系统运行维护管理四个环节,下面进行分别阐述
一、智能计量和智能信息交互
1、 两种费控模式的电表介绍(详细表计资料见附件一:智能电表的种类和区别)
1.1远程费控智能电表
l 主要功能:A、电量计量;B、实时监测;C、信息交互;D、远程控制;E、电量提醒
l 应用模式:
A. 远程费控电能表,本地主要实现计量功能,没有本地计费功能,电能表只是一个计量器具和控制的执行机构;
B. 计费功能主要由远程主站/售电系统完成,电能表接收远程售电系统下发的拉闸、允许合闸、ESAM数据回抄指令,数据交互过程需通过严格的密码验证及安全认证, 遵行DL/T645-2007及其备案文件。
C. 当用户欠费时由远程主站/售电系统发送拉闸命令,使用户断电,当用户充值后,远程主站/售电系统再发送允许合闸命令,允许用户合闸。
1.2本地费控智能电表
l 主要功能:A、电能计量计费;B、实时监测;C、信息交互;D、自控制动;E、本地充值缴费功能;F电量提醒
l 应用模式:
A. 支持CPU卡、射频卡等固态介质进行充值及参数设置。
B. 支持通过虚拟介质远程实现充值、参数设置及控制功能。
C. 本地费控电能表具有本地付费与远程付费两种付费方式,其费控功能都是在智能电能表内部实现。
1.3费控模式优劣势分析
1.4国网公司智能电表应用推广情况:
l 本地费控为主、远程费控为辅
l RS485接口为主、载波表为辅
二、用电信息采集系统
1、用电信息采集系统组网模式
1.1全载波模式:
a、智能电表具备载波通讯功能,可以与集中器直接进行数据通讯。
b、集中器通过GPRS\CDMA\光纤等方式将数据传输回供电企业主站。
1.2半载波模式:
a、智能电表通过RS485接口与采集器进行数据通讯,采集器通过载波与集中器进行通讯。
b、集中器通过(GPRS\CDMA\光纤)等方式将数据传输回供电企业主站。
.1.3光纤模式
a、将CATV智能用电管理终端安装在小区每栋居民楼的表箱内、使之与电表通过485端口相连。
b、同时将广电网络同轴线也引入表箱,CATV智能用电管理终端与CATVmodem连接。
c、将采集到的电表数据通CATV广电网络。经广电机房,利用光纤传输到供电局机房中。在进入供电局机房之前有网络防火墙对机房网络进行保护。
1.4通讯方式:
l 上行通讯信道:无线 GPRS CDMA 光纤
l 下行通道:有线(CATV、RS485、M-BUS)、载波、无线
1.5组网模式优劣势分析
1.6国网公司用电信息采集系统应用推广情况:
l 半载波为主、全载波为辅(前期)
l 载波为主、RS485\无线为辅(下行)
l GPRS\CDMA为主、光纤为辅(上行)
1.7国网公司智能电表及采集系统应用管理效果
l 减轻了抄表收费压力
l 降低了电费回收风险
l 延伸应用扩展性较强(例如:为线损统计、防窃电等提供技术支撑)
2、关于数据安全管理
智能电表应用整体系统架构:营销系统(SG186)、采集主站(积成主站)、密钥系统(密钥+密码机+ESAM芯片 )、售电系统(网点+代售点+移动POS)、采集系统(采集终端+智能电表)
2.1密钥管理系统(用电信息采集)
A. 主站对采集终端的数据读取过程不加密,主站对采集终端进行身份认证、密钥更新、参数设置、控制命令等操作时需要加密。
B. 主站对智能电表的数据读取过程不加密,主站对智能电能表进行身份认证、参数设置、远程充值、控制命令等操作时需要加密。
C. 本地费控表:售电端验证购电卡,将充值信息加密后写入购电卡;智能电表验证购电卡,将充值信息写入表内ESAM中存储;
D. 远程费控表:充值信息发给主站系统;主站与智能电表相互验证对方的合法性,主站将充值信息加密后发给电能表,智能电能表将充值信息写入ESAM中存
E. 采集任务数据管理流程
F.控制任务数据管理流程
三、系统建设规划
系统建设规划应从覆盖规划、费控模式选择、推广区域先后顺序、配套设施建设、组网模式选择等方面进行考虑(采集系统规划设计可参考附件二:智能电表及采集系统建设典型方案)
1、费控模式的选择标准
l 远程费控: 通讯信道稳定、传输速率较高、便民设施不全
l 本地费控:通讯信道不稳定、传输速率不高、便民设施较全
2、采集系统组网模式选择标准:
l 全载波模式:计量器具分散、安装调试周期较短、成本控制为主
l 半载波模式:计量器具集中、对稳定性要求较高、资金投入充足
l 光纤模式:计量器具集中、具备光纤条件(CATV)、资金投入充足
3、推广区域先后排序
l 前期:1、区域欠费率比较高2、没有辅助抄收手段3、用户集中程度相对较高
l 中期:1、抄收难度较大2、线路低压线损率高3、用户集中程度相对较为分散
l 后期:1、居民抵触情绪较为强烈2、现场改造实施难度较大
4、覆盖规划原则:每个台区尽量全部改造完,然后尽量一条线路覆盖完整,这样可以保证线损统计分析,“四自”应用等,切记为了先完成安装进度而将条件不好的部分遗留到后期增补。
l 覆盖顺序:按用电性质——按区域覆盖——按线路覆盖——按台区覆盖
l 辅助配套设施:
A、充值查询终端
B、查询终端
C、手持终端网络
D、ATM自助收费
E、移动POS
附件一:
智能电表的种类和区别
前言
国网公司从2009年开始推广智能电表及用电信息采集系统建设应用,到2013年四川省电力公司已经安装了700多万台智能电表,直属局使用率达到90%,2013年开始向控股、代管公司推广使用。智能电表的型号规格较多,功能不同,使用条件和环境也有不同,为了更好地让从业者了解和应用智能电表,在此,我们根据国网标准、芯片技术、通讯技术、实施方案从技术和使用的角度,对智能电表的类型、功能、通信方式、应用环境进行详细的说明和比较,供大家学习交流。
智能电表有单项智能电表和三相多功能智能电表,这里我们先介绍单相智能电表。
一、 单相智能电表的型式和功能
根据国网公司颁布的:Q/GDW 354—2009、Q/GDW 355—2009、Q/GDW 365—2009智能电表标准,单相智能电表分为以下四种类型:Ø 单相本地费控智能电表:居民用户用表,用户需要使用CPU购电卡,智能电表内置控制开关,表内实现费控管理,所以称为本地费控表。
单相本地费控智能电表主要通信方式为RS-485总线方式。
Ø 单相本地费控智能电表(载波):居民用户用表,用户需要使用CPU购电卡,智能电表内置控制开关,表内实现费控管理,所以称为本地费控表。
单相本地费控智能电表(载波)主要通信方式是电力线窄带载波通信方式。
Ø 单相远程费控智能电表:居民用户用表,用户不需要使用CPU购电卡,智能电表内置控制开关,表内不存储电费信息,由主站进行费控管理,也称为主站费控。
单相远程费控智能电表主要通信方式为RS-485总线方式。
Ø 单相远程费控智能电表(载波):居民用户用表,用户不需要使用CPU购电卡,智能电表内置控制开关,表内不存储电费信息,由主站进行费控管理,也称为主站费控。
单相远程费控智能电表(载波)主要通信方式是电力线窄带载波通信方式。
二、 四类单相智能电表的比较说明
1、通信方式
Ø 单相本地费控智能电表:通信接口有485总线通信接口和红外通信接口二种。主要通信方式为RS-485总线方式,通过485总线将表计用手拉手方式连接在一起,接入采集器的485总线通信接口,采集器通过485总线采集智能电表各种数据,并且转发主站和集中器的各项命令(例如参数修改、校时等),实现远程抄表管理。
也可以使用手持红外抄表器通过红外通信口,进行现场抄读电表数据和修改电表参数。
Ø 单相本地费控智能电表(载波):通信接口有载波通信接口、485总线通信接口和红外通信接口三种。
主要通信方式为电力线窄带载波方式,通过载波通信模块与集中器的载波通信模块组成本地通信网络,实现集中器直接采集智能电表各种数据,并转发主站各项命令(例如参数修改、校时等),实现远程抄表管理。
也可以使用手持红外抄表器通过红外通信口,进行现场抄读电表数据和修改电表参数。
也可以将集中器和单相本地费控智能电表(载波)用485总线连接,实现通信和集中抄表,但一般不采用这种方式。
Ø 单相远程费控智能电表:其通信方式与单相本地费控智能电表一样,不再赘述。
Ø 单相远程费控智能电表(载波):其通信方式与单相本地费控智能电表(载波)一样,不再赘述。
2、算费方式
Ø 单相本地费控智能电表:本地费控智能电表表内的存储器中存储有预付电费余额、电价参数、电费计算模型、用电量等信息,电表自身能够根据实时用电量和对应的电价参数和电费计算模型,计算电费、扣减电费、实时更新电费余额,在表上可以查询剩余预付电费余额。不依赖于主站和采集设备。Ø 单相本地费控智能电表(载波):其存储数据、算费方式与本地费控智能电表一样,不再细述。
Ø 单相远程费控智能电表:单相远程费控智能电表,表内存储器只存储用电信息、状态参数等,不存储预付电费余额、电价参数、电费计算模型等,所以电表本身不能进行电费计算和电费余额扣减。该种表的用户的电费信息都在供电局方的营销系统(SG186)中计算和扣减,在表上只能查询到用电信息,不能查询预付电费余额。
Ø 单相远程费控智能电表(载波):其存储数据、算费方式与远程费控智能电表一样,不再细述。
3、费控管理方式
Ø 单相本地费控智能电表:本地费控顾名思义就是在智能电表使用现场进行停送电控制,本地费控表内存储的预付费余额低于门阀值,电表报警,当余额为零时,表内的控制开关自动断电。用户用购电卡重新购电后,需将购电卡插入智能电表插槽内,电表自动闭合控制开关送电。所有停电送电工作都由电表自动判断并执行,无需主站干预和命令,因此,无论电表与采集终端(采集器、集中器)以及电表与采集主站的通信是否畅通,都不影响对用户的预付费控制管理。从目前现有技术应用看,单相本地费控智能电表的费控管理是最有效的。
Ø 单相本地费控智能电表(载波):其费控管理方式与本地费控智能电表一样,不再细述。
Ø 单相远程费控智能电表:远程费控智能电表因为表内不存储电费、不计算电费,所以其电费存储、电费计算、电费扣减都在供电局饭的营销系统中完成,欠费时,采集主站远程向电表下发拉闸命令,电表内置控制开关拉闸断电。当用户缴费后,采集主站再远程向电表下发允许合闸指令,用户此时需按动表上的合闸按键才能实现电表合闸送电。
单相远程费控智能电表的拉合闸命令(费控管理)从采集主站发出后,需要通过远程通信和本地通信二级通信才能达到电表端,途中被干扰和被中断的机率较大,从而影响拉合闸的成功率,特别是使用载波通信,影响更大。目前远程费控表并没有真正实现费控管理。
Ø 单相远程费控智能电表(载波):其费控管理方式与远程费控智能电表一样,不再细述。
4、用户媒介
Ø 单相本地费控智能电表和单相本地费控智能电表(载波):本地费控智能电表需要配CPU购电卡,做为用户购电的媒介。Ø 单相远程费控智能电表和单相远程费控智能电表(载波):远程费控智能电表无需固定的用户媒介,网络、储值卡、银行卡等都可以成为用户购电的媒介。前提是远程智能电表通过采集系统与采集主站的通信保持畅通和及时。
5、采集方式
Ø 单相本地费控智能电表和单相远程费控智能电表:这二种电表的主要通信接口是485总线接口,电表通过RS-485总线方式与采集设备(采集器)相连,再通过集中器与主站进行通讯,实现远程数据采集和命令控制。这就是我们常说的半载采集模式。适合于集中安装的表计现场。Ø 单相本地费控智能电表(载波)和单相远程费控智能电表(载波):这二种智能电表的主要通信接口是电力线载波通信接口,通过电力线将智能电表与集中器直接相连实现通信,实现远程数据采集和命令控制。这是我们常说的全载采集模式。适合于分散安装的表计台区。
6、充值方式
Ø 单相本地费控智能电表和单相本地费控智能电表(载波):本地费控智能电表需要配CPU购电卡,用户必须持卡到营业厅、自助售电终端、各售电代售点进行充值缴费,依赖于固定和移动的缴费网点,所以缴费网点的建设必须普及广泛,才能满足用电户的需要。Ø 单相远程费控智能电表和单相远程费控智能电表(载波):远程费控智能电表不用CPU购电卡,用户可以到营业厅、自助售电终端、各售电代售点进行充值缴费,如果远程和本地通信网络通畅的话,还可以通过互联网、快捷支付、充值卡、储值卡等手段随时随地进行充值缴费,摆脱对固定和移动的缴费网点的依赖。
7、运行维护
Ø 单相本地费控智能电表和单相远程费控智能电表:这二种电表通过RS-485总线方式与采集设备(采集器)相连,采集器通过电力线载波与集中器连接通信的半载采集模式。弊端是表计和集中器之间存在二级通信,485总线连接容易存在断线、虚接问题而影响抄表,安装调试比较复杂,相对而言运行维护的技术要求较高,运行维护的难度较大。但是使用采集器后,载波通信的节点变少,有利于提高采集成功率。Ø 单相本地费控智能电表(载波)和单相远程费控智能电表(载波):这二种智能电表采用电力线载波通信,通过电力线将智能电表与集中器直接相连实现通信,就是全载采集模式。全载方式安装方便,影响环节较少,运行维护相对简单一些。但是载波节点很多,故障判断困难,对采集成功率的影响要大一些。
附件二:
智能电表及采集系统建设方案典型经验分享
前言
国网公司从2009年开始推广智能电表及用电信息采集系统建设应用,我公司全程参与完整建设过程,从国网新标准跟踪学习、采集产品设计、检测、使用到四川省电力公司全面推广阶段的安装、调试、运行维护,积累了丰富的产品经验和建设实施经验。在工作过程中,我们经常见到供电企业(无论是直属局还是控股、代管公司)对智能电表的选择和采集系统采集方案还有很多疑惑的问题,例如:
Ø 选择哪种智能电表?
Ø 全载方案和半载方案如何选择?
Ø 哪种方案更稳定、更适用?
Ø 台区现场环境怎么判断?
本文将根据我们对国网标准、产品设计、通讯技术、典型方案、实施经验、常见问题的理解和经验,从技术和实用的角度进行分析总结,供大家参考交流。
三、 单相智能电表的型式和功能
根据国网公司颁布的:Q/GDW 354—2009、Q/GDW 355—2009、Q/GDW 365—2009智能电表标准,单相智能电表分为以下四种类型,通讯和费控方式上有所差别:Ø 单相本地费控智能电表:智能电表表内实现存储电费、计算电费、扣减电费、欠费控制,本地停送电。
单相本地费控智能电表通过RS-485总线方式与采集设备进行通讯,实现远程抄表。
Ø 单相本地费控智能电表(载波):智能电表表内实现存储电费、计算电费、扣减电费、欠费控制,本地停送电。
单相本地费控智能电表(载波)通过载波方式与采集设备进行通讯,实现远程抄表。
Ø 单相远程费控智能电表:电能表内不存储电费、不计算电费,电费存储、电费计算、电费扣减在远程售电系统中完成,售电系统远程向电表下发拉闸、允许合闸指令,以执行停电、恢复供电。
单相远程费控智能电表通过RS-485总线方式与采集设备进行通讯,实现远程抄表,远程控制停送电。
Ø 单相远程费控智能电表(载波):购电、电费存储、电费计算、电费扣减、欠费停电、续费恢复供电等方式都与单相远程费控智能电表相同。
单相远程费控智能电表(载波)通过载波方式与采集设备进行通讯,实现远程抄表,远程控制停送电。
四、 用电信息采集系统的采集方案分类
根据国网公司《电力用户用电信息采集系统系列标准》,四川省公司确定采用窄带电力线载波技术做为用户用电信息采集系统建设方案中本地通讯方式,典型采集方案分为全载波模式和半载波模式两类。1、全载波模式
全载波模式:载波集中器+单相本地或远程费控智能电表(载波)。集中器与载波型本地(远程)费控智能电表直接交换数据,集中器与系统主站的远程数传通信采用无线公网(GPRS/ CDMA),集中器与载波型电能表组成本地载波通讯网络,抄表数据采用窄带电力线载波完成抄表收集。
全载模式的系统结构图见图1。
2、半载波模式
半载波模式:集中器+采集器+本地或远程费控智能电表集中器、采集器和电能表组成本地两级数据传输网络,采集器与电能表之间的抄表数据通信网络采用RS-485总线方式,集中器与采集器的本地数据通信网络采用窄带电力线载波方式。采集器采集多个电能表电能信息,集中器与多个采集器交换数据。
五、 采集方案选择制定要素
供电企业在智能电表和用电信息采集系统规划建设中,如何选择智能电表类型和用电信息采集系统采集方案?需要从以下几方面进行综合考虑而选择。1、表计选用
表计类型的选择决定了用电信息采集系统采集方案,选择载波型智能电表应该对应全载波模式的采集方案,选择485总线型智能电表应该对应半载波模式采集方案。智能电表类型选择应该从考虑以下因素。1.1现场安装条件
在表计集中安装的新建小区、多层楼房、电梯公寓等环境,适合于选择485总线型智能电表,采用半载波模式,在集中表箱内安装一个采集器,用485总线连接电表,采集该表箱内所有电表数据,选择依据是:Ø 485总线采集电表数据,快速准确;
Ø 集中式表计安装实施可靠方便;
Ø 总线型智能电表价格低于载波型智能电表,总体造价低;
Ø 采集器与集中器之间的载波通讯不能正常通讯的情况下,可以用手持抄表器在各表箱处通过采集器,红外抄收电表的数据。
在表计分散安装的供电环境,特别是农村分散居住的村落、乡镇、城区内没有进行线路改造,没有进行表计集中安装的老居住区。因表计分散,施工难度较大,无法用485总线连接,适合于选择载波型智能电表,采用全载波模式,以配变台区的集中器直接对载波表计进行集中采集,不能跨越配变台区,能清晰管理配变和其下表计的关系,一般一台变压器下带200—300只表较合适。
1.2线路条件
电力线载波通讯是一种通过电力线,利用载波通讯方式传输数据的通讯方式,对于电力系统来讲,其最大优点是:电力线自成网络,无需再建通讯网,无运行费用。缺点是:低压载波点与点之间通讯距离短;通讯信号在电力线上传输的过程中很容易被干扰,导致产生误码、掉数据包、中断等,通讯成功率低,低压电网连接着众多的用电设备,不断地产生谐波干扰和脉冲干扰,阻断载波通讯信号。载波通讯需要自组网,各载波节点间的距离不能太长,一般在30—50米之内比较合适,太远则通讯易中断,载波通讯组网的最佳范围在500米以内,因此一个台区的供电半径最好在500米以内。
载波自组网需要有一定数量的载波节点,节点太少,组网路径就少,节点间距离稍微远点,稳定性降低。节点太多,超过1000个,集中器的管理负荷太大,通讯时间太长,容易被中断。因此,200—300只表或载波节点的台区,载波效果比较好。
因此,在新建小区、电网线路比较干净的农村公变台区、供电半径在500米以内、台区内表计数量在200—300左右的台区,适合于选用载波型智能电表,采用全载模式建设方案。
2、运行维护能力
远程采集系统是否能够正常使用与供电企业的运行维护能力有直接关系,与所采用的采集方案也有很密切的关系。全载波采集方案中只有载波表和集中器,因载波通讯的不稳定性和干扰的随机性影响,随时有表计不能抄读到数据,并且会随机出现,例如:这次有10只表没有抄到,下次可能有15只表没有抄到,而且这25只没有抄到数据的表还可能没有一只是重复的,故障原因可能有:表计坏、电力线干扰、载波模块坏、载波路由混乱、中继链路断裂等等,因此维护人员判断故障原因,处理故障问题的难度和工作量都较大,对供电企业的运行维护人员的素质、技能的要求都比较高。
半载波采集方案中,可以利用采集器采集并存储同表箱内的所有电表数据,再传送给集中器和采集主站,故障问题判断比较容易,例如:如果是同表箱内单只表没有抄到,表计坏的可能性最大;如果整个表箱都没有抄到表,采集器的问题较大。采集器的数量大大少于表计的数量,故障排查和处理的工作量都要小于全载波方案,对供电企业运行维护人员的数量和素质上的要求相对较低。
但是,无论是全载方案还是半载方案,建议供电企业将采集系统的运行维护工作向外委托给专业的采集系统运维公司来承担,以保证系统的有效、稳定使用。