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双模集抄系统（电能信息采集与管理系统）洛阳愿景科技有限公司洛阳愿景科技有限公司1一、公司简介洛阳愿景科技有限公司，是由愿景科技公司原股东与中国节能环保集团中英低碳共同组成，是一家集研发、生产和营销为一体的高新技术企业；曾先后被评为“河南省高科技企业”、“河南省软件企业”、“河南省最佳诚信经营企业”、“洛阳市自主知识产权重点保护企业”等多项荣誉称号，公司产品通过ISO9001:2008质量管理体系认证，其主导产品为：国家智能电网用电信息采集与管理系统，公司在电力行业拥有11项国家专利、4项软件产品、4款软件著作权，曾获得洛阳市科技成果奖、河南省科技成果奖、河南省电力公司科学技术进步奖等多个奖项。其中，愿景远程居民集中抄表系统是我公司研发出的具有国内领先水平的抄表系统，该系统拥有2项国家专利和3项独立的知识产权，并已通过CMA和CAL质量技术检测。产品在河南、山西、安徽、陕西、山东、上海、北京等地均有应用。2011年9月我公司自主研制开发出了基于载波和无线均满足国网标准的双模芯片，目前该产品在国内同行业中处于先进水平。随着科学技术的发展，公司一批高科技人才凭借自己的优势致力于信息、网络、通信、载波、遥测等方面的研究和应用，向电力行业的用户提供更先进的技术和产品。洛阳愿景科技有限公司2二、双模集抄统技术方案居民集中抄表系统实现一体化用电信息的综合采集与管理，系统广泛应用于供电公司、变电站、大型厂矿等企业，将大用户的用电管理系统、公变（专变）的配变检测系统、变电站的电能量采集系统、居民用户的小区集中抄表系统和四为一，是一个现代化、信息化的综合性采集、分析系统。系统适用于省、市、县级供电公司对于用电信息采集与管理的需要，系统通过图形化和数字化界面向管理人员提供数据分析、用电监测、用电检查等多种功能，有助于供电公司提升用电管理的自动化水平、降低运营成本、提高供电服务质量。系统在河南、江西、安徽、陕西、浙江、河北、山东等省份的多个城市均有成功应用。居民集中抄表系统主站通过远程通信信道（无线或有线等信道）将台区内电能表的电能量数据及相关用电信息实现集中抄读管理，并能远程实施停电、送电控制的网络抄表系统。系统主要有台区考核总表、用户电能表、采集终端、本地通信信道、远方通信信道和主站等设备组成。系统的投入使用可以提高抄表及时率、降低人工抄表差错率、发现用电异常及时报警、同时抄收台区总表可进行线损计算分析。居民集抄系统采用双模通讯集抄技术，提高日抄表成功率达100%。1、双模通讯集抄技术双模集中抄表系统以台变为中心，在每个台变安装一台集中器，每个居民计量表箱内安装一台采集器。采集器通过总线采集电能表的电能表数据，通过本地通信信道（载波和无线同时工作）将数据传送给集中器，然后集中器通过远程通信信道（GPRS等）将居民表、考核表的电能量数据传洛阳愿景科技有限公司3送到主站。双模方案：低压载波信道，容易受电网阻抗变化、噪声、谐波等影响，抄表成功率较低。为了解决通讯成功率问题，充分结合载波与无线各自的优点，采用载波与无线相结合的通信方式，以载波为主，无线为辅，两者互相协调，自动切换，构成双通道的解决方案，克服了载波与无线的缺陷，极大提高了实抄率，理论值达100%（不含设备、表计损坏和施工质量问题等）。双模通讯示意图洛阳愿景科技有限公司4双模通讯有4种通讯方式，通讯可靠提高四倍利用无线不受电网质量影响和无线的空域特性，可以通过无线信道转发另一电力相位上的电表，增加中继路径，可以解决“孤岛”现象。大大提高了系统前端的通讯成功率和通讯速度。洛阳愿景科技有限公司5双模通讯自动路由、多级中继、跨相路由和中继示意图载波+无线双模通讯模块具有很高的兼容性，可以适应不同厂家的集抄设备：不同厂商的智能电表；不同厂商的集中器和采集器；可以取代不同厂商的载波电表的载波模块。2、系统组成系统分为三层体系结构，由主站系统层、通信信道层和采集设备层组。洛阳愿景科技有限公司6电力用户用电信息采集系统图◆主站系统层采用模块化设计，是该系统的顶层管理部分，又可分为业务应用、数据采集、前置通信管理、后台数据库管理等几大模块。业务应用洛阳愿景科技有限公司7模块实现供电公司的各种实际应用；数据采集模块负责采集各种终端的用电信息；前置通信管理模块负责各种终端远程通信方式的调度，并负责协议解析；后台数据库模块负责存储各种系统信息和采集的数据，并完成数据的分析与计算。◆通信信道层是主站和采集设备的纽带，提供各种可用的通信通道，为主站和终端的信息交互提供链路基础。本试点采用的通信信道有为GPRS无线网络。◆采集设备层是系统的信息底层，负责采集和提供整个系统的原始用电信息，该层可分为终端层和计量设备层，包括用电采集终端、采集器、电能表等。终端层负责收集用户计量设备的信息，处理和冻结有关数据，并实现与上层主站的交互；计量设备层负责电能计量等功能。3、居民集抄方案■RS485电能表双模抄表方案■智能电表双模抄表方案■混合双模抄表方案3.1RS485电能表双模集抄方案对于普遍按照RS-485电能表的小区，可以采用加装采集器或实施方案。具体实施为将表箱内电能表的RS-485总线进行并联，然后接入到加装的采集器上。只要电能表具备RS-485通信接口，借助于采集器即可与集中器进行数据交互。集中器与采集器之间采用电力线载波和微功率无线相结合的双模通信方式，采集器与电能表之间采用RS-485总线的通信方式。优点：抄表速度快，实时性好，通信稳定可靠，功能扩展容易，远程洛阳愿景科技有限公司8拉合闸快速可靠；3.2、智能电表双模集抄方案对于安装智能电表的小区，可以采用在智能电表上安装双模通信模块的实施方案。双模模块将电力线载波和微功率无线两种常用的通信方式结合起来，采用单芯片双模技术，一方面增加了通信可能成功的途径，即由传统的单一模式（微功率无线或电力线载波）改为两种模式结合。另一方面既充分发挥了电力线载波通信和微功率无线通信信道的优点，又弥补了单纯电力线载波通信或微功率无线通信的不足，进而提高了通信的稳定性与可靠性。优点：两种模式相结合即使抄表的覆盖范围最大化，同时保证了在电力线载波孤岛情况下能够采集到电能数据，双模通信技术将两种通信信道封装在一个模块中，只需一次安装即可实现双模通信，在两种模式相结合洛阳愿景科技有限公司9的情况下大幅度提高了抄收成功率。此方案还具有施工简单，维护方便，即插即用等优点。3.3、混合电能表双模集抄方案对于安装的既有智能电表，又有普通RS-485电能表的小区，可以采用将以上两种抄表方案结合起来的实施方案。即对于安装的智能电表，加装双模通信模块；对于RS-485电能表，加装采集器。系统可以自动区分智能电表和采集器，利用各自设备的优点，动态调整数据对应采集方案。优点：整合智能电表和RS485电能表两种抄表方案，合理利用小区现有资源，不需要额外拆除RS485电能表，降低建设和改造成本。洛阳愿景科技有限公司104、集抄系统工作模式该系统以低压台变为中心，居民楼房计量表箱作为抄表单元，居民电表为最小抄表单位进行电表数据采集，在台变上安装一台抄表集中器，每个居民计量表箱内安装一台抄表采集器。采集器定时抄读所连接的电能表并进行数据存储，可存储不少于7天的电量数据。集中器定时读取采集器数据并进行数据存储，可存储不少于60天的电能量数据。该系统的工作模式为：采集器安装在用户电表箱内，通过485总线和若干块用户的电表抄表接口相连，当规定的抄表时间到时，采集器能自动把所连电表中的数据读出并存储，同时集中器和注册在它下面的采集器通过双模（电力载波和微功率无线）通信方式，并且把存储在相应采集器中电表的数据读取并集中存储；主站管理软件通过远程通讯网络和其管理下的集中器通信，把每台集中器中的电能表数据召回存入服务器的数据库；洛阳愿景科技有限公司11管理员通过管理软件查询所有的电能表数据，以及对用户数据进行分析和统计。5、集抄系统主要功能◆档案管理：实现对计量点基本参数、设备基本参数、智能终端状态、数据采集方案，操作日志等信息进行维护和管理；◆自动抄表：实现对供电公司电网辖区内各变电站、配变台区、工矿企业大用户、居民用电等各类用电计量点进行自动抄表和用电监测；◆用电负荷检测：实现对电压合格率、功率因数等电量参数进行实时监测；◆有序用电管理：实现对专变用户的电能量控制和功率时段控制，实现远程负荷限电操作；◆预付费管理：实现对专变用户以及一般居民用户的预付费功能及远程通断电功能，方便对用电客户的进行科学化管理；◆报表查询与导出：实现多种数据报表格式，方便供电公司的各种实际应用需要；◆异常分析与报警：实现对采集回来的数据进行分析、过滤，并在主站上发布异常数据的报警通知；◆损耗统计与分析：实现线损，变损，站损等数据的计算与分析；◆营销支持：实现与供电公司营销支持系统进行对接，快速实现数据结算。◆系统自动校时：主站根据卫星GPS时钟，自动对主站机、集中器、采集器等系统设备校时；◆短信提醒：主站检测重要设备异常情况，对管理者实现短信提醒功能，洛阳愿景科技有限公司12对预付费用户费用提醒；该系统的总体原则是以营销业务需求为引导，实现系统对电力低压侧用户用电信息的全面采集，注重实际应用。6、规约依据GB/T19882自动抄表系统GB/T19887自动抄表系统底层通信协议DL/T614多功能电能表DL/T645多功能电能表通信规约DL/T698电能信息采集与管理系统7、集抄产品介绍7.1、集中器DJGZ23-YJ02型集中器是低压台区集中抄表系统的核心设备，安装在配电变压器的低压侧，可以通过低压电力线载波、微功率无线、485总线等通信方式汇集该台区所有终端仪表的数据，实现低压台区用户电能表数据的采集与存储、用电异常监测，实时或者定时通过GPRS/CDMA、光纤、以太网、红外通信等方式将数据收集并提供给供电管理部门。主要参数接入方式三相四线制洛阳愿景科技有限公司13供电电源电压范围220V/380V±20%频率范围50Hz(-6%～+2%)静态功耗视在功率≤15VA有功功率≤10W环境条件工作温度-40℃～70℃相对湿度10～100%硬件接口本地接口2路遥信输入2路脉冲输出1路直流模拟量采集1组交流采样（选配）上行通信GPRS/CDMA、以太网下行通信3路485、载波/无线显示160×160点阵LCD汉字显示整机重量2.0kg外形尺寸290mm×180mm×95mm集中器主要功能1）数据采集集中器能采集2048块台区用户电能表的实时电能示值、小时冻结电能示值、日零点电能冻结示值和抄表日零点电能冻结示值；同时进行2路开关量和1路直流模拟量采集；以及采集三相电能表失压、断相等事件。2）数据存储集中器能分类存储下列数据：每个电能表的31个日零点（次日零点）洛阳愿景科技有限公司14冻结电能数据，12个月末零点（每月1日零点）冻结电能数据，以及10个重点用户10天的24个整点电能数据。集中器数据存储容量不低于64M。3）参数设置集中器可接收主站或本地手持设备的时钟召测和对时命令，还可以通过下行信道对系统内采集器进行广播对时和点对点对时；集中器可远程或本地设置和查询集中器档案和集中器通信参数，如采集点编号、主站通讯地址等参数；集中器可远程或本地设置和查询抄表方案，如集中器采集周期、抄表时间、采集数据项等；集中器可远程或本地设置和查询限值参数（如赊欠电能量限值、告警电能量（电费）限值，控制电能量（电费）限值；电压上、下限值等）、预付费参数等。4）事件记录集中器可以根据设置的事件属性，将事件按重要事件和一般事件分类记录。事件包括终端参数变更、程序更改、采集失败、终端停/上电，以及电能表时钟超差、编程更改等。6）数据传输集中器采用无线网络（GPRS/CDMA）和有线网络（光纤/PSTN）等通讯方式与主站通信，接收并响应主站的命令；集中器采用低压电力载波、微功率无线通讯方式与采集器进行通信，并具有固定中继路由或自动中继路由管理功能；集中器具有4个集中器级联功能，通过一个上行信道实现多个集中器洛阳愿景科技有限公司15与主站的通信，并支持数据透明转发功能