電能計量遠程預付費系統及實現技術與選型

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 ,上海嘉定   

摘要：電力系統運行的過程中,電能計量遠程抄表的作用較大,針對電能計量遠程抄表系統,構建科學化、創新化的抄表技術,可以充分滿足電力企業的運行需求,而且也可以逐漸提高電能表運用的價值性,保障電能表技術的準確性。在電能表遠程抄表的過程中,遠程抄表系統設計以及技術的展現是十分重要的,可以滿足多元化電表查詢需求,提高電力企業抄表的整體效率,保證工作的穩步進行。通過對電能計量遠程抄表方案的構建,可以逐漸提高抄表技術的性,優化遠程抄表的技術形式,提高技術使用的價值性,并為現階段遠程抄表技術的創新奠定基礎,使遠程抄表技術得到電力企業的廣泛運用,促進電力企業的穩定發展。

關鍵詞: 電能計量遠程抄表;系統設計;技術分析

 

0引言

       在現階段電力企業運行的過程中,一些傳統的抄表方法已經無法滿足現代化的電能計量需求,而且,在傳統電能抄表的過程中,其技術形式存在著單一性、滯后性的現象,為了解決這些問題,電力企業需要認清電能抄表技術的發展方向,并結合電力企業的運行狀況,進行抄表方案的設計。對于遠程抄表技術而言,作為一種全新的抄表技術,抄表人員不需要進入到現場就可以完成抄表,而且技術的優勢性相對較多,在該種抄表技術使用的過程中,可以改變以往抄表中的不確定性因素,克服查表限制,保證抄表的精確性。 因此,在現階段電力企業運行及發展的過程中,應該通過遠程抄表技術的使用,積極推進現代化的遠程抄表技術,并在很大限度上推進電力企業穩定運行,實現電力企業的經濟化運行。

 

1 遠程抄表

1.1概念分析

       通過對電能計量自動抄表系統的分析發現,其抄表形式存在著兩種,一種是自動抄表系統,一種是遠程自動抄表系統,這兩種抄表方式存在著數據采集差異性的現象。所謂遠程抄表,通過現代電子技術、信息技術的運用,可以實現電表、水表以及燃氣表等儀器技術的自動化抄送、處理。在遠程抄表的信息采集中,前端系統通常加裝電子或是電子式的電能表構成系統,然后按照脈沖的形式將用戶的用電量進行上傳,實現用戶電能數據的信息采集。遠程抄表的系統結構如圖1所示。

圖1 遠程抄表系統結構

1.2特點分析

       在遠程抄表系統構建的過程中,使用中的特點體現在以下幾個方面:第一,遠程抄表中,主要是在中控室直接進行遠程化的自動抄表,并形成了以中控室為中心的地域性抄表網絡。 ,通訊資源的可靠性,在整個系統使用的過程中,會通過天線定點實施通訊,并按照安裝技術的要求,進行24小時通訊,在這種系統使用的過程中,不會受到電網波動因素的影響。 第三,遠程抄表計數的快捷性。遠程抄表的效率相對較高,可以達到每秒一個電表的效果,在該種電表計數的過程中,可以達到分時、分段的抄表形式。第四,周期性讀數。所謂周期性讀數,主要是通過不同指令的執行,達到中控室能與網絡內部電表的周期性抄表。

2 遠程抄表系統的技術分析

2.1 RS485總線技術

       在有線總線通信系統項目構建的過程中,較為常見的技術有RS485總線技術,這種技術作為雙絞線差分的傳輸方式,在使用的過程中會接成半雙工以及全雙工的通信方式,其遠的數據傳輸距離可以達到1200m,差分輸入的范圍在-7V~+12V,系統中的標準接點為32個,也就是說每個RS485接口芯片都可以驅動32個標準的RS485負載,具體的通信標準如表一所示。通過對RS485總線通信方式的分析,技術優勢性有通信技術穩定、簡單,而且在通信正常的狀態下,可以保證系統通信的穩定性,但是,在該種遠程抄表的過程中,系統容易受到人為損害,嚴重的會為電力系統的良好運行造成制約。

表1  RS485接口標準

 

2.2 電力線載波通信

       通過對電力載波通信方法的分析,存在著高壓電力載波以及低壓電力載波兩種方式,其中的電力線載波通信主要利用了配電線的信息傳輸方式,將數據傳輸作為,實現對語音、數據傳輸的特殊性通信,在該種電力遠程傳輸方法使用的過程中,其成本相對較低,但是,在用戶用電發生改變時,無法及時得到數據的傳輸,從而造成抄表盲區。 電壓電力線載波系統。

在該種遠程抄表技術運用的過程中,存在著地層數據通道的現象,而且,資源采集成本低,數據準確,但是,在遠程抄表中存在著噪音高阻力低等問題。

2.3 GSM 技術

       在電力系統中的遠程抄表技術使用的過程中,通過GSM技術的使用,可以滿足電力系統的智能化抄表方式,也就是通過網絡短信業務,實現自動報表,這種全新性的使用思路,充分滿足了抄表系統的優化需求,在GSM系統設計的過程中,主要是由抄表主站、GSM網絡以及 GSM抄表終端所組成的,按照PC機以及通信模塊的組成,將抄表與GSM系統進行連接,然后再利用短信將信息發送到抄表的終端設備之中,以便提高設備執行發出的性。通常狀況下,在電力系統抄表終端設計的過程中,系統的硬件設計如圖2所示。在系統運行的過程中,需要有兩個串行通信口,圖中2051的兩個I/O端口模擬通訊RXD以及TXD,通過系統之間的協議轉換,可以實現終端硬件系統的數據分析,并及時產生相關數據,提高遠程讀數的性。

圖2 抄表終端硬件結構圖

2.4 GPRS 技術

       GPRS技術作為GSM系統中的無線分組交換技術,在使用的過程中可以提高數據交換的價值,并通過無線通信網絡的運用,實現遠程抄表,該種技術相對成熟、可靠,但是,在現階段通信模塊構建中,很少會采用該種技術形式,但是,在技術創新中,GPRS技術得到了優化,可以提升數據傳輸的高效性,滿足電力系統遠程通信需求。在GPRS系統設計的過程中,需要完成虛擬IP的傳輸協議,其中的虛擬IP傳輸協議需要在不同系統層進行數據的分析處理。第一,在網絡接口層中,其包括了物理層以及鏈路層,所謂的物理層主要是定義物理介質的相關特征;鏈路層主要是上層協議發送及接收數據系統。 ,網絡層,網絡層是相鄰計算機之間的通信、數據包處理的形式,這一層面中,協議包含了IP協議、ICMPP協議等,按照這些協議方式,可以達到IP協議的數據價值。第三,傳輸層,主要是提供應程序逐漸的通信,系統數據包含了TCP協議以及UDP協議。第四,應用層,主要是面向服務客戶,為用戶提供一種常用的應用程序。通過這種協議系統的完善,可以滿足遠程抄表的基本需求。

 

3電能計量遠程抄表系統設計

3. 1 登錄界面

       登錄界面設計中,作為功能選擇的端口,可以設置由1-4不同的程序,因此選擇 ComboBox 控件作為端號選擇的基礎。當所選擇的串口被正確使用,系統會彈出MsgBox并顯示“對不起,您選擇的端口已經被打開,請選擇別的端口”;若選擇的串口,就可以連接成功,并顯示出測試完畢的字樣。在窗口項目點擊中,存在著系統連接以及初始化的現象,流程圖如圖3所示。

圖3 系統連接以及初始化流程圖

3.2 系統功能主界面

       在系統功能界面創設中,需要點擊數據請求按鈕,用戶需要選擇呼叫的表號,并及時得到數據的讀取。

3.3 數據請求界面

       向本地控制終端發送請求,提高數據查詢的質量,因此,在該種系統使用中,需要保留數據的格式化。當點擊到“開始呼叫”按鈕時,系統會形成數據保障機制,并強調數據請求信息,在窗口調試接受中,應該按照“ok”進行數據確定。在該系統模塊確定中,代碼表示如下:

       Dim sum As Double 存儲電費總額

       Text7. Text＝sum ’數據顯示

3.4用戶信息注冊界面

       在用戶注冊信息模塊設計中,可以添加新用戶電能表用戶,信息的錄入數據庫會向用戶自動獲取電能號及電能表號,這種設計可以避免數據庫中數據冗余的現象。當用戶注冊信息顯示有誤時,可以在選項后使用Label顯示錯誤信息,在該系統使用中界面可以提示加好友,滿足系統注冊的需求。

3.5用戶信息查詢界面

       在遠程抄表系統設計的過程中,為了提高電表數據查詢的性,需要實現遠程服務界面設計的合理性。對于用戶信息查詢界面而言,在用戶輸入關鍵信息時,就可以顯示用地用電量。該界面設計中,也需要為用戶提供信息修改功能,可以滿足用戶對用戶名、注冊日期以及通訊地址的修改。例如,在信息刪除時,用戶在操作中系統會自動顯示Strsql1＝＂delete from users where用戶號＝＂& yonghuhao’刪除用戶信息表中該用戶號所對應的用戶信息。

3.6用戶電能表費用上傳界面

       在用戶電能表上傳接界面設計中,需要設計電能表好、當天電費總計及抄表日期等,通過對這些數據的上傳,可以提高電能計數的查詢。

3.7數據庫備份及恢復界面

       對于該界面而言,需要在菜單中查找“數據庫管理”-“數據庫別分菜單”,單擊菜單中的相關數據備份,就可以實現數據庫的信息恢復,保證電力系統中電力信息的安全性。

3.8服務界面

       服務其程序主要是為了測試上傳數據,該程序使用中,會滿足上傳數據的模塊整合需求。在服務器打開之后會成功連接發送數據成功、連接服務器失敗等系統,并將當前的狀態及時返回到本地控制系統。

 

4遠程抄表系統構建

4.1 電力線載波遠程抄表系統

       電力線載波遠程抄表系統如圖4所示。圖4中,電力線載波集抄系統主要組成結構包括了電能表、采集終端以及后臺管理系統,其中的采集終端與電表通信中存在著通信功能以及載波協調功能,系統采集器會按照電表運行的模式,將數據進行編碼的處理,調節結束將數據加載到電力線之上,數據信號內容經過調節處理,可以實現高頻信號的電力出書,然后將數據發送到電力系統之中。 集中器作為臺區總站,會收集收集整個電力系統中的相關信號,然后經過協調處理,使信號數字得以恢復,然后將處理結束之后的數據傳送該管理系統。在這種電力系統遠程抄表的過程中,主要是將小區及臺區作為集合,然后將數據進行統一性的處理,提高遠程抄表的價值,從而充分滿足現代電力系統的運行需求。

圖4 電力線載波遠程抄表系統

4.2 GPRS/CDMA無線遠程抄表系統

       在無線網絡數據終端功能分析中,圖5為GPRS遠程抄表結構。主要采用GPRS以及CDMA 等公共無線網絡形式,并將其建立在網絡數據整合的過程中。對于這種系統而言,GPRS系統*代表性,研究中發現,無線GPRS系統的特點體現在以下幾個方面:第一,在數據信息采集的過程中,不需要為多表集中布線;,系統前期投入資金相對較少,見效快,后期可以不斷升級處理,維護成本相對較低,在這種遠程抄表系統構建中,可以逐漸擴大平臺,并實現水、

電、煤氣等集中查表,提高了抄表的整體效率。

圖5 GPRS遠程抄表結構

       通過研究可以發現,在GPRS電力集抄系統利用的過程中,可以提高遠程抄表數據處理的價值性,并及時申請固定的IP地址,滿足移動通信以及電力系統的數據處理需求。

 

5安科瑞AcrelCloud-3200預付費水電云平臺

5.1 系統方案

       系統為B/S架構，主要包括前端管理網站和后臺集抄服務，配合公司的預付費電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶計量箱ADF300L系列，實現電能計量和電費管理等功能。另外可以選配遠傳閥控水表組成水電一體預付費系統，達到先交費后用水的目的，剩余水量用完自動關閥。

 

 

5.2 系統功能

       AcrelCloud-3200預付費水電云平臺由云平臺-網關-預付費電能表組成，通過通信網絡完成系統到表的充值、查詢、監控、控制及短信報警等功能。

       本系統適用于一些大集團和大物業，往往需要將多個物業環境、分散于各地的物業集中式收費和管理，面臨著數據公網傳輸，財務操作分散，在線支付，總部財務扎口等復雜的需求。

       遠程集中抄表：抄表信息通過網關實時上傳到云平臺，快速便捷，免去人工抄表 。

       水表預付費:可是查看某區域水表的實時狀態信息，并可以進行單表或批量設置水價控閥等操作。

       遠程售電:財務集中管理，電量實時下發，并比對充值次數防止，方便快捷。

 

       能耗分析:用戶和管理員都可查詢預付費表或管控表每天的用能狀況；可提供能耗分析+財務軌跡一體式綜合管理報表，包含用戶表的能耗、財務數據、能耗和財務的期初期末值等數據。

        在線支付:商戶可以通過小程序或者微信公眾號實現在線自助充值水電費，也可以實時關注商鋪用水用電情況。

       短信提醒:金額不足或金額欠費提醒、電表充值到賬提醒，都可及時短信通知商戶。

 

遠程控制:可對任意一塊電表執行遠程拉閘或保電等一系列遠程控制操作，方便管理。

 

 

6結束語

       總而言之,在現階段電力系統遠程抄表系統設計的過程中,應該將電力企業的運行狀況作為,結合電力企業運行的發展需求,進行電力系統遠程抄表技術的構建,并通過計量裝置系統的完善,進行設計方案的改進,滿足現代電能計量裝置的使用需求,實現抄表系統的可持續利用。 同時,在科技技術發展創新中,需要將電能計量裝置的改善及創新作為,優化電力企業的保障需求,提高遠程抄表的價值性。

 

【參考文獻】

[1]聶翔,李向奎,劉亞騎,韓為民,孫琳.電能計量遠程抄表系統及實現技術.

[2]許曉仙.電能計量自動化系統在電力營銷中的應用成效探究［J].中國新技術新產品,2017,(9):105-106.

[3] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06

 劉丹，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電