居民电力线低压载波抄表的应用

电力18讯：    1　前言

　　北京昌平供电局在改造回龙观龙华园居民小区的过程中，因为是旧楼，表箱不能满足卡式表的安装尺寸。经过考察和技术论证，采用了一种用长寿命机械表加远方载波抄表的技术方案，较好的解决了改造难题，收到了良好的效果。

为了更好地为广大居民客户服务，降低电费支出，昌平供电局决定对此小区进行"一户一表"改造，由供电局提供合格的表计到各个居民客户，并结算抄表到户。经过一系列的调研和分析，北京某公司的远方载波抄表系统，并于2002年1月份开始现场安装和调试，至今达到了预期目的，收到了良好的效果。

    2　低压配电线路载波抄表系统介绍

    2.1　系统简介

　　该载波抄表系统是采用窄带扩频技术，较好的解决了数据复杂的低压线路上的传输难题，有较高的抗干扰性和系统可靠性。扩频通信是指用来传输信息的信号带宽远远大于信息本身带宽的一种通信方式。其解调过程是由接收信号和一个发端扩频码同步的信号进行相关处理来完成的。根据信息论(香农公式)，扩频通信的好处在于：可用较大的带宽换取较小的信噪比，即较小的信号功率。这时，系统表现出较好的抗干扰性，从而使强噪声环境下的通信质量得以改善。这种"用带宽换功率"的措施特别适合电力线载波通信。扩频系统还具有抗衰减能力强的特点，由于信号频带很宽，当由于某种原因引起衰减时，只会使一小部分频谱衰减，而不会使整个信号产生严重畸变。其核心器件载波(扩频)调制/解调芯片-PL2000解决了在强衰减、高背景噪声、负荷特性连续变化的恶劣条件下，电表数据的准确采集和即时传输问题，是专门为适应我国民用低压配电网载波抄表而设计的，适合机械/电子全系列电表。

　　低压载波抄表系统是通过电力线汇集配变下所有终端电表的数据，与每一终端电表进行数据通讯，并对这些数据进行分析处理，同时可以使用相应通讯设备将所抄录的数据发送到供用电管理部门的数据服务器中。中心控制软件分析处理存储在数据服务器中的数据将结果以各种统计报表、图示报告给用电管理部门。并能自动计算电费，生成报表，如与银行微机系统联网可方便实现电费银行自动划拨。低压配电网载波抄表系统是集电表数据采集、载波传输、数据存储、数据通信、数据处理及断电控制等功能于一体的自动化系统；低压载波通信设备可以使供电部门及时掌握用户用电情况，监测有无窃电行为；根据需要进行供电控制(如用户长时间欠费后断电)；通过远程抄表，节省抄表的人力物力。

　　低压载波抄表系统由上位系统管理软件、台区载波集中器、电表端载波RU(包括单表RU、多路脉冲采集RU)、载波测试设备组成。

　　集中器是载波通信的中央设备，安装在低压配电变压器的低压侧(附近或任何方便的地方)，通过电力线汇集该配变下所有终端电表的数据。集中器负责主动与每一终端电表进行数据通信(抄表)并存储数据。这些定时或实时数据可通过电话线(工业Modem)、中压载波(RS232)485总线或红外手持抄表器(PDA)直接传回到供用电管理部门的数据服务器中，并对这些数据分析处理。将结果以各种统计报表、图示等形式报告给用电管理部门。能自动计算电费，生成报表，如与银行微机系统联网，可实现电费银行自动划拨。

　　断电控制器与多路脉冲采集载波终端配合使用，可接收多路主控模块的继电器控制指令，实现对用户断电、送电控制。

　　载波电能表是低压电网载波集中抄表系统的智能终端，它具有计量、记录、控制和载波通信功能，与载波集中器、上位机软件构成集抄系统，可实现"一户一表、集中抄表、银行联网"。

     2.2　载波抄表系统功能特点

    (1)　核心器件采用PL2000系列电力线载波扩频通信芯片。

    (2)　电力线载波表与集中器及管理中心计算机管理软件构成自动抄表系统。

    (3)　载波通信模块安装在表内，全部通信通过电力线完成，不改变外接线，安装方便。

    (4)　可靠性高，体积小，抄表准确。

    (5)　每个模块具有独立的CPU，能自动按设置对电量进行计数、处理、记录保存；

    (6)　配合上位管理软件，实时监测用户用电情况，方便用电管理、窃电稽查；

    (7)　随时可对欠费用户断电；

    (8)　断电后数据可保存9年；

    (9)　载波抄表率100%；

    (10)　具有优良的电磁兼容特性，符合IEEC 61000-4-4 Level 4标准。

    芯片系列采用了DPSK窄带直序扩频技术、数字信号处理、直接数字频率合成<