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低壓電力線通信在集中抄表中的應用論文
摘要：分析和提出采用電力線作為抄表系統信道要解決的關鍵問題。介紹了JSFH電力線載波抄表系統的應用。
關鍵詞：電力 線通 信抄表 應用
1 電力線載波在集中抄表中應用關鍵技術
1.1 載波MODEM的確定
目前的調制/解調方法大致有點頻和擴頻兩種，而擴頻又分為窄帶擴頻和寬帶擴頻。通常點頻方式需要較大的發送功率，載波信號幅度有可能超出規定標準，而且對干擾的適應能力差。 寬帶擴頻容易提高傳輸速率，提高通信的成功率和抗干擾能力，但要解決傳輸距離的問題。 JSFH集中抄表系統采用直序擴頻頻率調制/解調技術實現電力線載波通信，并成功解決了實際應用對信號傳輸距離的要求。
1.2 通信頻段的確定
隨著技術的發展，低壓載波電力線將同無線電波一樣變得十分寶貴，其通信頻段也將受到嚴格的管理和控制。高頻段的信號較低頻段的信號衰減快，但對干擾的適應能力要強些，因此應確定合理的通信頻段。 JSFH系統采用了相對而言高的通信頻段，通過其它軟硬件措施來彌補高頻信號傳輸距離近的缺點。
1.3 傳輸速率
對于抄表系統而言，信號傳輸的實時性沒有嚴格的要求，考慮到成本的因素，不宜追求很高的傳輸速率。通常速率2400bps即可。
1.4 雙向通信
(1) 通信中繼的需要。為解決集中抄表對距離的要求，必須采用中繼技術。而切實可行的中繼方法是表端設備(采集模塊或采集終端)在集中器的干預下進行中繼，從而要求從集中器到表端的通信必須是雙向，否則將會嚴重影響數據通信的距離和成功率。JSFH抄表系統的每一個表端設備(采集模塊/終端)都具有中繼功能，中繼的選擇有自動識別和人工指定兩種。
(2) 多費率和管理的需要。比如校時、修改時段、斷電、竊電檢測等功能，要求通信必須是雙向的。
(3) 功能的擴充。系統的任何擴展都需要載波通信是雙向的。
2 JSFH電力線集中抄表系統介紹
2.1 JSFH系統構成
JSFH系統由主站、集中器、采集器(或模塊)等構件組成，對用戶終端的用電狀態進行采集、控制。采集器(或模塊)實現用戶終端電表的脈沖計數，集中器則根據主站發出的指令(如抄收、竊電檢測等)循環查詢采集器(或模塊)的計數值(或狀態)。集中器是整個系統的通信橋梁，它接收主站命令，并按指令要求將用戶端的用電狀態(如用電量、用電異常等)送到上位機或對用戶終端執行控制(如切斷用戶供電等)，主站由PC機構成，負責供電所所屬用戶終端用電的管理和監控，管理人員通過主站就能實現用戶用電的監控。
該系統以變壓器為單位，一個變壓器安裝一個集中器，集中器與主站之間通過電話線通信，集中器與采集器(可連接16個用戶)或模塊(已安裝在DDSI98載波表中)之間的通信采用低壓電力線通信。對于用戶端比較分散的場合可采用模塊方式(DDSI98或改裝)，也可采用采集器方式，這時采集器與用戶終端之間采用RS485總線方式進行連接；對于用戶比較集中的場合可直接采用采集器方式。
2.2 JSFH系統主要特征
(1) 電網改造方便安全。 系統利用現有220V/380V低壓電力線網絡作為數據通道，不用另外架線，大大降低了電網改造的成本和難度，并且避免了數據通道被惡意切斷的危險。
(2) 技術先進。采用窄帶擴頻通信技術及多種先進的抗干擾技術，彌補目前同類電力線載波系統在抗干擾能力和可靠性方面的不足；載波電表、采集器與集中器之間采用虛擬中繼的通信方式，提高了載波通信可靠性，擴展了載波通信距離，可同時適用于低壓架空網和電纜網；完全符合CEBUS標準，兼容家庭自動化。
(3) 支持復費率計費。通過上位機執行時間段的設置。
(4) 系統通用性強。適用于任何規格的機械式電能表和電子式電能表(在集中安裝模式)。也可直接采用相電子式載波電能表DDSI98(分散安裝模式)和數字式電能表(集中安裝模式)。
(5) 系統實時性強。供電部門可以在當前和指定抄表日對某個小區、變壓器、某用戶的用電狀況進行實時抄收、監控、分析，并進行遠程停電和供電以督促用戶及時繳納電費。
(6) 安裝靈活性大。分散和集中安裝模式兼容。在用戶電表的安裝較為集中的地方(居民小區)使用采集器，在一定程度上降低成本；在居民很分散的地方，可以使用單獨的DDSI98載波表。
(7) 通信方式多。數據集中器與主站通訊接口多樣，選擇面廣,可通過遠端(電話網)或近端(便攜機)對集中器、電表進行參數設置和數據抄錄；
(8) 較高的抄表成功率和正確率。生產工藝采用SMT表面貼裝和熱風回流焊，進口芯片，可靠性高，抄表正確率達100%(與電表讀數相比)。
(9) 系統安全性高。 采用先進的數字校驗和系統加密技術，達到防止冒抄、誤抄的目的，對主站、集中器均有嚴格的密碼保護；采用先進的電源技術，使系統功耗降到最低；
(10) 符合電力部《低壓電力用戶集中抄表系統技術條件》 DL/T698-1999標準，并通過相關實驗。
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