探究低壓電力用戶用電量遠程自動采集系統(tǒng)設(shè)計

1、 探究低壓電力用戶用電量遠程自動采集系統(tǒng)設(shè)計 摘要：電力行業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為我國電力行業(yè)的發(fā)展帶來了助力，如何通過科技技術(shù)持續(xù)推動電力行業(yè)的進步是研究人員應(yīng)該關(guān)注的問題，本文則主要對低電壓用戶的用電量遠程采集系統(tǒng)的設(shè)計進行研究。關(guān)鍵詞：低壓電力用戶；電量采集；自動化引言：人工電量采集有著較大的弊端，如效率低、結(jié)果不準確等，研究自動采集系統(tǒng)已經(jīng)是電力發(fā)展的重要方向，遠程自動采集系統(tǒng)能夠降低電力發(fā)展的人工成本，推動電力行業(yè)的智能化、自動化，使電力行業(yè)的服務(wù)更加方便快捷。1. 電量遠程自動采集系統(tǒng)電量遠程自動采集系統(tǒng)可以分為三層來設(shè)計，在設(shè)計過程中，一般通過采集器和集中器收

2、集相關(guān)數(shù)據(jù)，上層主要包含了上位機和gprs，中層由低壓電力線路網(wǎng)和集中器構(gòu)成，通過采集器、集中器、上位機、gprs系統(tǒng)、管理終端共同組成電量遠程自動采集系統(tǒng)。在小區(qū)中安裝電量遠程自動采集系統(tǒng)時，技術(shù)人員可以在每棟單元樓中安裝一個采集器和一個集中器，通過mbus連接電表和采集器，使用低壓電力來完成集中器和采集器的數(shù)據(jù)傳輸，通過gprs連接集中器和遠程上位機完成數(shù)據(jù)傳輸，以此來實現(xiàn)用戶電量的遠程自動采集。在這個過程中采集器負責(zé)收集用戶的用電量，并儲存在數(shù)據(jù)庫中，集中器負責(zé)采集器和上位機的連接，當(dāng)需要查看用戶電量時，集中器會從上位機中將用電量信息傳輸給管理終端。2. 采集器設(shè)計分析采集器是電量遠程自

3、動采集系統(tǒng)中的第一步，同樣也是最重要的一步，在設(shè)計采集器的過程中一般會使用單片機來控制運行，結(jié)合數(shù)據(jù)存儲器、mbus組件、電源轉(zhuǎn)換電路等共同構(gòu)成采集器。采集的電量數(shù)據(jù)包括表號、時間、電量三個數(shù)據(jù)，使用hex來表示表號，使用bcd來表示電量和時間，一般會在每小時內(nèi)上傳一次電量數(shù)據(jù)，一天的24次數(shù)據(jù)為一輪，當(dāng)天的電量數(shù)據(jù)會覆蓋前一天的電量數(shù)據(jù)。為了使采集器能夠與集中器形成較好的信息轉(zhuǎn)換結(jié)果，一般會在采集機上裝配標(biāo)識碼。以設(shè)計電量自動采集器為例，在選擇采集器的組件時，設(shè)計師可以選用at89c51單片機、at24c16數(shù)據(jù)存儲器，由于一天的數(shù)據(jù)信息為24組，數(shù)據(jù)量為240byte，因此at24c16數(shù)

4、據(jù)存儲器滿足自動采集器的需求。為了保證采集器能夠與集中器進行良好的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，可以在采集器上裝配4bytes標(biāo)識碼。3. 集中器設(shè)計分析集中器是連接采集器和上位機的轉(zhuǎn)換器，主要負責(zé)將采集器所采集的數(shù)據(jù)進行處理并儲存在上位機、以及在管理終端進行查看時，將電量數(shù)據(jù)傳輸至管理終端。在實地安裝過程中，一般需要將集中器安裝在小區(qū)的中心位置。集中器的外部電路一般由存儲器、gprs組件、電力線載波電路組成，在設(shè)計過程中，設(shè)計師應(yīng)該根據(jù)實際情況選擇適當(dāng)?shù)慕M件，構(gòu)成應(yīng)用效果良好的集中器，保證電量采集工作的順利進行。以設(shè)計集中器為例，為了保證集中器運行情況的穩(wěn)定性，設(shè)計師可以采用個非易失性鐵片存儲器，這種存儲器的運

5、作比較穩(wěn)定，一般在-40度至80的溫度下皆能正常運行，適應(yīng)于我國各種氣候條件。該種存儲器的讀寫效率是70ns，讀寫次數(shù)是1010，通過i2c總線與單片機連接，操作方法簡單，儲存效率高。此外這種儲存器的功耗很低，這意味著在運轉(zhuǎn)過程中即使突然停電，儲存器的內(nèi)部信息也不會遺失?？梢赃x用sc1128電力線載波，這種芯片的耐性及抗干擾性優(yōu)良，在實際應(yīng)用中應(yīng)用非常廣泛。而且mcu與sc1128的連接方式也是采用i2c總線，在用戶用電量自動采集時，電量數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收情況非常穩(wěn)定。4. 硬件實現(xiàn)設(shè)計分析在低壓電力網(wǎng)絡(luò)運作的過程中，裝配載波通信系統(tǒng)能夠提升電力資源的利用率，而且還能在基礎(chǔ)情況下以低成本實現(xiàn)數(shù)據(jù)

6、通信功能。電力載波系統(tǒng)的通信功能使得用戶用電量遠程自動采集系統(tǒng)的成本大幅降低，而且由于載波系統(tǒng)的安裝及操作較為簡單，且耐性優(yōu)良、方便維修，故而給用電量遠程自動采集系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)帶來了便捷，載波系統(tǒng)的擴頻功能能夠使數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性大大提升，解決了電力傳輸諧波對通信網(wǎng)絡(luò)造成的問題，使得用電量遠程自動采集系統(tǒng)能夠正常運行。此外，在設(shè)計載波通信系統(tǒng)時可以選用多信道形式。以對用戶用電量遠程自動采集系統(tǒng)的硬件進行設(shè)計為例，可以選擇計算機終端和寬帶線路作為用電量遠程自動采集系統(tǒng)的通訊方式，采用多信道技術(shù)提升系統(tǒng)的運作效率。在設(shè)置集中器時，在集中器中安裝rs-232a通訊端口和pda專用紅處接口，使用戶在查看

7、集中器時能夠及時對數(shù)據(jù)進行校對、對系統(tǒng)進行調(diào)試。也可以選擇遠程設(shè)置,通過對終端的調(diào)控將用電量數(shù)據(jù)通過pda專用紅外線接口傳輸至管理終端，在這個過程中可以采用藍牙或wifi等通訊技術(shù)。將三相全電子電表、單向全電子電表和普通電子表等多種形式連接至用電量自動采集系統(tǒng)中，通過選擇多個層面、多種裝置的混合使用來實現(xiàn)用電量遠程自動采集系統(tǒng)的多元化操作，提升整個系統(tǒng)的便捷度。5. 軟件系統(tǒng)設(shè)計分析在用戶用電量遠程自動采集系統(tǒng)的設(shè)計中，設(shè)計師應(yīng)該重視擴頻通信的設(shè)計分析。擴頻通訊在傳輸用戶的用電量信息時，其信號帶寬要比信號自身的帶寬要高，在對信號進行解調(diào)時，一般是通過發(fā)端擴頻碼對信號進行處理。應(yīng)用擴頻通信能夠使

8、用電量采集系統(tǒng)在運作過程中通過較高的帶寬得到較小的信噪比，這也意味著在信號發(fā)送過程中，整個系統(tǒng)所耗費的功率較小，抗干擾性較強，在噪音較大的環(huán)境中，用戶用電量遠程自動采集系統(tǒng)能夠保持良好的工作狀態(tài)，提升自動采集系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。將帶寬轉(zhuǎn)換為功率的方法給采集系統(tǒng)的通訊帶來了諸多的好處，使自動采集系統(tǒng)的穩(wěn)定性大幅提升，同時由于操作較為簡單，故而應(yīng)用非常廣泛。在用電量遠程自動采集系統(tǒng)的運作過程中，如果采集器沒有及時接收到集中器的信號，則采集器需要定時對各個電表開展自動采集的工作，此時的工作主要為用戶用電量信息采集；如果集中器對采集器發(fā)送了采集信號，則采集器需要立即對各個電表開展采集工作，此時的工作則包

9、括用戶用電量信息采集和用戶用電量數(shù)據(jù)調(diào)整等工作。集中器的軟件設(shè)計方案與采集器的軟件設(shè)計方案有著異曲同工之處，在管理終端發(fā)送條件指令時，立即執(zhí)行新指令，在沒有新指令時，則按照周期定期循環(huán)舊指令，記錄電表的數(shù)據(jù)信息。這也意味著在對初次使用的用電量自動采集系統(tǒng)進行調(diào)試時，需要對定時組件、用電量自動采集組件及串口等組件進行設(shè)置，使用電量自動采集系統(tǒng)形成一個自動化、智能化的運行系統(tǒng)，保證后期能夠自動開展用電量采集工作。以對用戶用電量遠程自動采集系統(tǒng)的軟件進行設(shè)計為例，采集系統(tǒng)的最終作用是查看用戶的用電量，因此對管理終端進行設(shè)計是非常重要的，而后臺管理的軟件設(shè)計主要是對載波自動采集系統(tǒng)的設(shè)計，載波自動采集

10、系統(tǒng)的作用主要是將上位機中存儲的數(shù)據(jù)通過采集器轉(zhuǎn)換為載波系統(tǒng)所適用的信號類型，這意味著通過載波自動采集系統(tǒng)能夠?qū)﹄姳磉M行實時采集，還能通過載波系統(tǒng)對集中器的時間進行調(diào)整。同時由于載波系統(tǒng)中一般會有日歷功能，因此在載波系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中能夠自動對停送電的情況進行記載，故而技術(shù)人員可以定期使用載波系統(tǒng)開展用電量自動采集系統(tǒng)的維護，將用電量數(shù)據(jù)采集間隔時常定為一小時，每30天自動調(diào)整集中器的時間和信號采集間隔時長?？偨Y(jié)：電力的發(fā)展對我國的經(jīng)濟發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，對我國的國民生活質(zhì)量影響也非常重大，因此推進我國電力行業(yè)的發(fā)展非常重要，而用戶用電量自動采集系統(tǒng)能夠提升供電工作的便捷性，降低人力成本，推進我國科技發(fā)展的進程。參考文獻：1. 王璐,曹志強,李