寧波三星自動抄表系統技術方案說明寧波三星科技有限公司三星自動抄表系統一、 前言隨著計算機技術的飛速發展，通信技術的不斷提高，計算機在電力行業各個領域得到了廣泛的應用，并越來越普及。在我國，幾乎每個地區的電力部門都已實現了用電收費管理自動化。但是用戶用電數據的抄錄及數據的計算機錄入，卻依然只能依靠大量的手工操作來完成。傳統的手工抄表方式暴露出日益嚴重的質量和效率問題，抄表環節已成為電力營銷的嚴重瓶頸，解決這一問題的根本途徑是采用先進的抄表技術和抄表手段，即實現遠程自動抄表。因此，我公司開發了一套基于低壓用戶的電力線載波自動抄表系統。不僅從根本上解決了人工抄表，額外電損等問題，還可以實現準確的線損分析，最大用電負荷統計、用電異動分析、可疑用戶遠程監控等功能。三星自動抄表系統是面向低壓用戶，以先進的電力線載波通信(PLC)技術為基礎，以系統工程思想為指導，采用了軟件自動中繼、模式識別和模糊處理等技術，以軟件擴頻技術為核心而研制成功的，通訊能力達到國際先進水平的新一代自動抄表系統。系統具有記數準確、抄表成功率高、通訊可靠性高、綜合成本低、系統構建靈活方便、施工量小、運行費用低、適應能力強等特點。二、 參考標準DL/T 698-1999低壓電力用戶集中抄表系統技術條件GB/T 2423.1-1989電工電子產品基本環境試驗規程 試驗A低溫試驗方法GB/T 2423.2-1989電工電子產品基本環境試驗規程 試驗B高溫試驗方法GB/T 2423.4-1993電工電子產品基本環境試驗規程 試驗Db交變濕熱試驗方法GB 2829-1987周期檢查計數抽樣程序及抽樣表（適用于生產過程穩定性的檢查）GB/T 15464-1995儀器儀表包裝通用技術條件GB/T 17215-19981和2級靜止式交流有功電能表GB/T 17626.2-1998電磁兼容 試驗和測量技術第2單元 靜電放電的抗擾性試驗GB/T 17626.3-1998電磁兼容 試驗和測量技術第3單元 輻射電磁場的抗擾性試驗GB/T 17626.4-1998電磁兼容 試驗和測量技術第4單元 電快速瞬變脈沖群的抗擾性試驗GB/T 17626.5-1999電磁兼容 試驗和測量技術第5單元 浪涌的抗擾性試驗IEC 61000-3-5：1997電磁兼容性（EMC）第3部分：限制第8單元 低壓電力設備上傳輸信號的電平、頻帶和電磁騷擾電平三、 系統結構三星自動抄表系統由以下幾部分組成：l 數據采集單元（MIU）：數據采集單元可分為全電子載波表、RS485采集終端以及脈沖采集終端三類。其中全電子載波表內置載波通信模塊，采用一體化結構設計，可以直接接入三星低壓電力線載波自動抄表系統，并且由于電能計量數據的（指示數據與抄收數據）同源特點，確保了在源頭上不產生誤差，保證了數據的精確性。l 下行信道（PLC）：下行信道采用低壓電力線載波通信技術。經過多年的技術攻關，三星自動抄表系統徹底解決了電力線載波通信中存在的信號衰減大、負載阻抗變化大、干擾信號強、信號失真大等特點，保證了通信的可靠性。并且使用現成低壓電力線作為通信載體，避免了工程的安裝維護費用，極大的降低了系統的綜合成本。l 數據集中器（DataCon）：數據集中器是三星自動抄表系統中的關鍵設備，具備自我學習、自我感知電網拓撲結構的能力，自動按系統主站設置的時間集中抄讀本臺區電表數據，并且保存相關數據。同時能夠與系統主站和手持單元進行數據交換。l 上行信道 (PSTN/GSM/GPRS)： 三星自動抄表系統可靈活選擇不同的上行信道，包括PSTN公共電話網、GSM移動數據業務、GPRS通用分組無線業務等，另外還可采用高中壓電力載波、電力專用無線電通訊以及包括通訊電纜和光纖在內的專用通訊網絡。綜合分析各種通信信道的優缺點以及費用，系統推薦采用PSTN和GPRS兩種上行信道。l 系統主站（SMS）：系統主站由計算機系統、通訊設備、后臺管理軟件等構成。主站通過通訊設備經上行信道與集中器連接，實現對集中器的遠程抄讀和集中控制。也可通過手持單元將各數據集中器的數據轉儲。系統主站后臺管理軟件提供了豐富的數據視圖和靈活的接口，能夠方便的與電力部門的營銷系統或其他系統聯網，實現數據信息共享。l 手持單元（HHU）：手持單元由抄控器和掌上電腦組成。在三星自動抄表系統中，抄控器是一種在生產安裝、現場維護時使用的通路連接設備。它與掌上電腦配合在一起用于抄控抄表模塊（載波電能表）；通過RS232接口與集中器直接通訊，一方面抄控器將掌上電腦的抄控指令發送到電力線上，另一方面從電力線上接收抄表模塊（載波電能表）返回的數據信息并傳給掌上電腦。四、 系統技術指標1. 電能量讀數準確度：系統讀出的用戶電能表累計電能量讀數E與用戶電能表自身指示的電能量示值E0的差值在實驗室條件和現場運行條件下均能滿足以下要求：|EE0E|0.01%E0+110-（+1）+10-注：E初始化時的E初始化的E0，為用戶電能表計度器顯示的小數位數，為系統電能讀數的小數位數，為進位誤差，當|EE1E|0時，=0；當|EEE|0時，=1。2. 一次抄讀成功率：按下列公式計算系統對所有用戶電能表的累計電能數據抄讀的一次抄讀成功率：一次抄讀成功的次數抄讀的總次數 一次抄讀成功率 = 100% 現場驗收條件下，系統運行三個月以上，統計一次抄讀成功率能夠滿足以下指標：集中器下行信道一次抄讀成功率電力線載波85%3. 電能量讀數總差錯率：按下列公式計算系統對所有用戶電能表的累計電能數據抄讀的總差錯率，在試驗條件下和在現場驗收條件下都等于零。不滿足1要求的數據個數抄讀到的數據總個數 抄讀差錯率= 五、 數據采集單元l DDSI188型單相電子式載波電能表DDSI188型單相電子式載波電能表(液晶顯示)采用最新單片微處理器及其外圍芯片技術設計、制造，采用美國AD公司的專用單相電能計量芯片，通過對電流、電壓信號采樣，能計量雙向有功電能；可利用低壓電力線進行編程、抄表和控制拉閘，實現對低壓居民用戶的電力線載波自動抄表。功能及特點：1. 電能表的線路設計和元器件的選擇以較大的環境允差為依據，因此可保證整機長期穩定工作，精度基本不受頻率、溫度、電壓變化影響。2. 計量芯片采用美國AD公司的專用單相電能計量芯片ADE7755,誤差曲線動態范圍寬，可方便地制作高倍程表,抗干擾能力強，性能穩定，失效率低。3. 電能表尾端有光電隔離脈沖輸出接口，以便于進行誤差測試和數據采集。4. 通過電力線進行載波通信，實現遠程自動抄表和遠程控制拉閘（可選）。5. 采用軟件擴頻方式進行低壓電力線載波通信，準確、可靠、抄讀能力強。6. 可由抄表器（掌上電腦）配合抄控器對電表進行預置參數和抄表等操作，預設參數受編程開關限制，編程開關帶鉛封保護。7. 采用阻燃ABS塑料殼體，寬溫度液晶顯示。8. 具有脈沖指示和斷電指示燈（帶拉閘功能時）。技術參數：正常工作電壓范圍220(120%)V絕緣耐壓2000Vac有功功耗1.5W視在功耗2VA工作溫度范圍 正常工作溫度范圍 -2045 極限工作溫度范圍 -3055存儲和運輸溫度范圍-4070存儲和工作濕度85%（年平均）電量計數器0999999.99 kW*h載波通信距離電力主干線3 km自動中繼深度3級載波頻率270KHz 15KHz外型尺寸長寬高 160mm120mm60mml DDSF2000單相電子式多費率載波電能表DDSF2000型單相電子式多費率載波電能表，采用最新單片微處理器及其外圍芯片技術設計、制造，采用美國AD公司的專用單相電能計量芯片，通過對電流、電壓信號采樣，能計量雙向有功電能，多費率分時計量，最多可選4費率8時段，可利用低壓電力線進行編程、抄表和控制拉閘，也可用紅外進行編程和抄表，實現對低壓居民用戶的電力線載波自動抄表。 功能及特點：1. 電能表的線路設計和元器件的選擇以較大的環境允差為依據，因此可保證整機長期穩定工作，精度基本不受頻率、溫度、電壓變化影響。2. 計量芯片采用美國AD公司的專用單相電能計量芯片ADE7755,誤差曲線動態范圍寬，可方便地制作高倍程表,抗干擾能力強，性能穩定，失效率低。3. 多費率分時計量，4費率8時段可設置。4. 電能表尾端有光電隔離脈沖輸出接口，以便于進行誤差測試和數據采集。5. 通過電力線進行載波通信，實現遠程自動抄表和遠程控制拉閘（可選）。6. 采用軟件擴頻方式進行低壓電力線載波通信，準確、可靠、抄讀能力強。7. 可由抄表器（掌上電腦）配合抄控器對電表進行預置參數和抄表等操作。8. 具有紅外通信接口，可進行現場編程、抄表操作。9. 采用阻燃ABS塑料殼體，寬溫度液晶顯示。10. 具有脈沖指示和斷電指示燈（帶拉閘功能時）。11. 電源失電后，重要數據寫入EEPROM存儲器，鋰電池為時鐘提供后備電源。技術參數：正常工作電壓范圍220(120%)V絕緣耐壓2000Vac電壓回路功耗6VA/1.5W電流回路功耗2VA一般工作溫度 正常工作溫度 -1045 極限工作溫度 -2055特殊工作溫度 正常工作溫度 -2555 極限工作溫度 -4060存儲和運輸溫度-2080存儲和工作濕度75%抄表日設定抄表日、時,保存最近12個月歷史電量負荷代表日可設置時鐘精度 0.5 s/d，內置20002099年間百年歷電量計數器液晶顯示，6位主顯示，有中文提示通訊規約波特率紅外：1200 bps；載波：384 bps紅外通信距離不少于4 m載波通信距離電力主干線3 km自動中繼深度3級載波頻率270KHz 15KHz外型尺寸長寬高 175mm116mm67mml CZL129-1c采集終端（RS485采集）CZL129-1c型采集終端（RS485采集）采用先進微電子技術及SMT生產工藝制造，應用于三星低壓電力線載波自動抄表系統，作為系統的終端設備之一，實現32路（或16路）用戶電表的電量等數據采集，適合與帶RS485接口的電能表進行配合實現遠程自動抄表。CZL129-1c型采集終端（RS485）各項性能指標符合中華人民共和國電力行業標準DL/T 698-1999。功能特點：1. 三相四線電源供電：3220/380V；2. 作為低壓電力線載波自動抄表系統的一個終端設備；3. 上行通過低壓電力線與集中器通訊，下行與帶RS485接口的電能表通信；4. 一個采集器最多可以抄讀32只或16只電能表；5. 可以抄讀不同廠家生產的電能表（協議符合DL/T 645 規約）；6. 可抄讀的信息有：當前有功總（平、谷、峰、尖）電量、上月有功總（平、谷、峰、尖）電量、電表運行狀態字。技術參數：項 目技 術 指 標電 源3220/380V 50Hz規 格32路、16路功耗非傳輸狀態 1VA，1W傳輸狀態 3VA，2.5W通訊速率載波384 bpsRS4851200 bps載波通信距離電力主干線3 km自動中繼深度3級載波頻率270KHz 15KHz工作溫度范圍-25+55存貯溫度范圍-30+70外型尺寸長寬高 229mm145mm72mml DDS188單相電子式電能表（液晶顯示、帶拉閘）DDS188型單相電子式電能表是采用先進的超低功耗固態集成電路技術和SMT工藝制造的新產品，其用途是計量額定頻率為50Hz的交流單相有功電能。功能特點： 符合GB/T 17215-20021級和2級靜止式交流有功電能表。 靜止式儀表，電路設計和元器件選擇以允許較大環境允差為依據，能可靠保證電能表長期穩定工作。 電能表殼體采用高性能工程塑料，表內具有邏輯防潛動功能。 采用6+2液晶顯示，顯示內容（當前有功總電量、日期、時間）可根據要求進行通訊設置。停電后LCD顯示當前總電量6s，停顯3s。 具有繼電器拉閘、合閘功能，控制電表的通斷電。（可選） 電表出廠后具有5次電量清零次數，但要求當前有功總電量值10kWh。 表內帶有時鐘（軟時鐘），并可進行廣播對時，時鐘在停電時能維持運行。日時鐘準確度不大于5秒/天。技術參數：正常工作電壓范圍220(120%)V絕緣耐壓2000Vac有功功耗1.5W視在功耗2VA工作溫度范圍 正常工作溫度范圍 -2045 極限工作溫度范圍 -3055存儲和運輸溫度范圍-4070存儲和工作濕度85%（年平均）電量計數器0999999.99 kW*h通訊速率1200bps外型尺寸長寬高 160mm120mm60mm 六、 數據集中器l CGZ129-1j型集中器CGZ129-1j型集中器是低壓電力線載波自動抄表系統中的關鍵設備。能夠自動抄收并存儲各種具有載波通信功能的智能儀表、采集終端或采集模塊以及各類載波通信終端的電量數據，同時能與主站或手持設備進行數據交換。符合中華人民共和國電力行業標準DL/T 698-1999（低壓電力用戶集中抄表系統技術條件）。功能描述n 設置參數：可由系統主站遠程或直接設置。包括數據庫、時鐘、時段、中繼參數以及啟動抄讀、停止抄讀等一系列相關參數。n 抄讀數據：集中器在抄表時段內集中抄讀臺區電表數據。n 存儲數據：集中器將抄讀的數據存儲起來，最多可以存儲31次數據。n 中繼功能：集中器能夠依據學習結果，自動啟用中繼功能，實現中繼抄表。n 凍結功能：集中器能夠依據后臺設置，對臺區電表進行凍結抄表。n 遠程監控：支持后臺系統遠程實時監控電表運行實況，對電表情況進行分析。n 漫游功能：在人為干預下，能夠進行表號漫游處理，找到表號的準確臺變。n 校時功能：可實現系統校時。n 自診斷功能：可自動進行系統檢測，發現異常有記錄和報警。n 交互命令：支持后臺系統進行命令級交互命令操作。n 自我學習：具有高智能，能夠自我學習，通過對抄讀數據分析，感知電網拓撲結構，自動建立中繼路徑。隨著學習過程的進行，集中器具有“越用越好用”的特點。性能指標：n 通訊速率：9600bps。n 抗干擾能力強：集中器在軟件和硬件兩方面進行抗干擾處理，有強大的抗干擾能力。n 掉電保護：數據停電保存期為30年，復電后程序從斷點處開始運行。n 抗雷擊： 集中器采用多種抗雷擊措施。n MODEM保護：具備MODEM保護電路，對MODEM進行保護。n 通訊方式：集中器與抄表模塊之間通過電力線雙向通訊，集中器與后臺系統之間通過MODEM進行電話線通訊（其他信道通信方式可選）。n 抄表數量：理論上無限制，標準配置1024只。n 多種接口：設RS232、RS485接口、RJ11接口和紅外接口。RS232接口與計算機連接，RJ11接口與電話網連接。RS485接口用于其它電力設備交換數據，提供標準的工業接口技術參數：項 目技 術 指 標工作電壓范圍3220/380V 20 %正常工作頻率50Hz 5 %功耗 10W/15VA通信方式雙向低壓電力線載波通信、紅外通信時鐘誤差0.5s/d （23） 時鐘后備電池10年，連續工作時間不小于2年 正常工作溫度范圍（-25+55） 極限工作溫度范圍（-30+60） 年平均濕度75%產品設計壽命10年紅外通信距離不少于4 m載波通信距離電力主干線3 km自動中繼深度3級載波頻率270KHz 15KHz 外形尺寸長寬厚：280mm160mm90mm（不含鐵箱）七、 系統主站1. 基本功能l 抄收功能：自動抄收：按設定的抄表日期及時間自動連通集中器、抄收集中器內儲存的電能量數據及其他信息。隨機抄收：根據需要，可隨時連通指定區域的遠方終端或集中器并抄收數據。手持抄表器轉儲：可通過RS232接口接收來自手持抄表器內儲存的抄表數據。l 數據處理與儲存：對抄收到的各類數據自動進行分類處理并儲存在本地或網絡數據庫中。l 設置功能：可遠方設置各集中器的運行參數。l 系統校時：可對遠方集中器進行校時。l 自診斷功能：自動進行系統自檢，發現設備（包括通信）異常有記錄和報警。l 分析統計功能：用戶用電量存儲、統計和查詢。可分時段（峰、谷、平）進行電能量累計和處理，能提供所有設備運行歷史數據的查詢、統計。l 報表功能：報表具備編輯功能，可定時、召喚打印。報表類型有基本電能量統計報表、特殊報表。特殊報表：零電量用戶報表、臺區用戶電量月報表、異常電量用戶月報表。l 歷史數據存儲：具備歷史數據存儲功能；歷史數據應定期轉儲、并可恢復、保證數據安全。l 系統管理功能：也包括系統密鑰管理，系統重抄，與抄表器通信，數據庫管理功能。提供多級口令和多級授權，以保證系統的安全性，對所有的操作進行記錄，以備查詢。2. 擴展功能l 遠端停送電功能：配合帶拉閘載波表，系統可實現遠端停送電功能沒。l 聯網功能：可實現與其他系統聯網，實現數據共享。3. 軟件結構圖八、 集抄系統具體方案1、 推薦配置此方案的電子式電能表的采用一體化結構，計量準確、可靠性高；電表自帶載波通信工功能，安裝維護方便，因此基于數據的準確性和通訊的可靠性等各方面考慮，推薦以下配置：系統單元產品備注數據采集單元（MIU）DDSI188單相電子式載波電能表(液晶顯示) 單相或復費率載波表下行信道電力線載波(PLC)安裝維護方便數據集中器CGZ129-1j型集中器上行通道GPRS傳輸終端或者電話MODEM系統主站三星集中抄表系統后臺軟件手持單元（掌上電腦）振中TP800掌機 2、 普能配置此方案通采集器采集485表計的電量數據，相對來說可靠性、通訊效果及安裝維護相對來說較差,并要求表計為集中表箱安裝，現場需布線工程安裝及維護工作量大，維護費用高，因此不建議采用此種方案，具體配置如下：系統單元產品備注表計DDS188單相電子表(液晶顯示或計度器顯示、帶485)或復費率表（帶485）數據采集單元CZL129-1c下行信道電力線載波(PLC)安裝維護方便數據集中器CGZ129-1j型集中器上行通道GPRS傳輸終端或者電話MODEM系統主站三星集中抄表系統后臺軟件注：以上兩種方案都可以帶拉閘功能，但是由于目前國內電力載波技術水平的限制，載波拉閘的實時性比較差，成功率也