電能表時鐘對時解決方案

電能表時鐘對時通信解決方案

根據(jù)國家電網(wǎng)公司《關(guān)于加快用電信息采集系統(tǒng)深化應(yīng)用的意見》要求，遠程集抄、費控管理、線損監(jiān)測、雙向互動等業(yè)務(wù)提出具體標準，而這些業(yè)務(wù)需要實時、可靠準確的數(shù)據(jù)支撐。由于電能表時鐘的漂移或者其他原因造成時間不準、時段錯誤都嚴重影響到營銷業(yè)務(wù)的開展。前言目錄12433

概述時鐘同步指標要求電能表時鐘對時方式比較電能表對時通信技術(shù)35結(jié)束語利用GPS或北斗對主站服務(wù)器進行校時，然后由主站服務(wù)器對集中器通過身份認證進行校時，再由集中器對轄區(qū)內(nèi)電能表點對點身份認證進行校時，從而實現(xiàn)全系統(tǒng)電能表時間準確、可靠、統(tǒng)一，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定監(jiān)視和控制系統(tǒng)創(chuàng)造了良好的技術(shù)條件，為實施實時費控、階梯電價等業(yè)務(wù)奠定基礎(chǔ)。一、概述二、時鐘同步指標要求業(yè)務(wù)類型數(shù)據(jù)類型應(yīng)用模式響應(yīng)時間數(shù)據(jù)完整性安全性時鐘同步對時信息基本應(yīng)用對時誤差<5s；殘留差錯率<10-6較高高級應(yīng)用對時誤差<3s；殘留差錯率<10-14高三、電表時鐘對時方式比較-廣播式

集中器

電能表

集中器遠程信道

集中器接收主站或本地手持設(shè)備的時鐘召測和對時命令。集中器能通過本地信道對系統(tǒng)內(nèi)電能表進行廣播校時。安全性差1、廣播對時不需要身份認證，當電能表時鐘與校時時鐘相差在5分鐘內(nèi)，且符合時鐘對時協(xié)議，任何人均可以修改電能表時間；保障性差1、每層廣播后無應(yīng)答，不能確定對時是否成功；2、對時失敗次數(shù)增多，誤差會累計超過5分鐘，則不能再校時；時間限制1、電能表時鐘與校時時鐘相差5分鐘以上不能進行廣播校時2、廣播校時每天只允許校對一次；三、電表時鐘對時方式比較-廣播式

主站發(fā)送批量電表下發(fā)身份認證任務(wù)主站接收應(yīng)答主站發(fā)送批量電表下發(fā)對時任務(wù)主站接收應(yīng)答接受任務(wù)并存儲驗證報文的合法性,返回確認/否認應(yīng)答接受任務(wù)并存儲驗證報文的合法性,返回確認/否認應(yīng)答電表1身份認證，認證通過，返回隨機數(shù)和電表安全模塊序列號接收電表1對時命令并執(zhí)行發(fā)送電表1身份認證命令按照645規(guī)約格式組織報文電表N身份認證，認證通過，返回隨機數(shù)和電表安全模塊序列號接收電表N對時命令并執(zhí)行發(fā)送電表N身份認證令按照645規(guī)約格式組織報文主站終端電表安全完整三、電表時鐘對時方式比較-點對點式各廠家校時身份認證時間比較通信方式通信速率bps開銷（字節(jié)）中繼（秒）一級二級三級四級五級六級七級載波11003016.9833.2249.4665.7081.9498.18114.4載波2330305.6610.5915.5020.4325.3530.2735.19載波3500303.997.2410.4913.7416.9820.2323.48微功率無線10K1001.021.291.571.842.122.392.67以安全身份認證指令（下發(fā)90字節(jié)，上報53字節(jié)）為例：基于上表數(shù)據(jù)分析如下:載波1和載波2一級路由就無法滿足國網(wǎng)時鐘同步指標要求;載波3在二級路由無法滿足國網(wǎng)時鐘同步指標要求;

微功率無線一級路由至七級路由都滿足國網(wǎng)時鐘同步指標要求。三、電表時鐘對時方式比較-速率國家電網(wǎng)公司《用電信息采集通信技術(shù)應(yīng)用》分析報告指出：應(yīng)用模式通信方式各類業(yè)務(wù)實時抄表稽查監(jiān)控需求側(cè)管理時鐘同步最全模式窄帶電力線載波滿足不滿足不滿足不滿足微功率無線滿足滿足滿足滿足四、電能表對時通信技術(shù)載波通信采用洪泛法動態(tài)組網(wǎng)路由，永遠不保留歷史路徑記憶，每次根據(jù)具體的通信環(huán)境，調(diào)整中繼路徑與中繼鏈路。所以，不能計算路由總時延，根本無法實現(xiàn)電能表準確對時。

微功率無線通信具有確定的優(yōu)化路徑，能對路由延時進行精確計算，可靠的實現(xiàn)電能表對時。基于國網(wǎng)公司時鐘同步指標要求，以及《用電信息采集通信技術(shù)應(yīng)用》分析報告的結(jié)果，提出時鐘校時本地通信采用互聯(lián)互通微功率無線自組織網(wǎng)絡(luò)通信方式，該通信方式有著優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò)覆蓋性和10Kbps的高速數(shù)據(jù)傳輸特性。在國網(wǎng)的信息采集系統(tǒng)中已經(jīng)有超過1000萬的節(jié)點應(yīng)用，目前已經(jīng)升級為國網(wǎng)微功率無線互聯(lián)互通標準，主站集中器集中器無線模塊無線模塊無線模塊電表采集器GPRS/以太網(wǎng)/專網(wǎng)串口從節(jié)點串口串口主節(jié)點:集中器本地通信模塊網(wǎng)絡(luò)管理（組網(wǎng)）；收集數(shù)據(jù)并上傳；主站數(shù)據(jù)下發(fā)監(jiān)管；實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點同步。中心節(jié)點從節(jié)點從節(jié)點:電表、采集器通信模塊進行數(shù)據(jù)收集；數(shù)據(jù)的上傳；網(wǎng)絡(luò)協(xié)同管理。四、電能表對時通信技術(shù)

MESH網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，多路由優(yōu)化，具有瞬間自我路由修復功能，適應(yīng)各種復雜、多變的現(xiàn)場環(huán)境四、電能表對時通信技術(shù)頻分復用技術(shù)支持對10組40個頻點的頻分復用，相鄰微蜂窩小區(qū)使用互不相同的頻點組。四、電能表對時通信技術(shù)跳頻技術(shù)采用固定慢速跳頻模式；在每個微蜂窩小區(qū)內(nèi)，模塊和電表模塊在四個頻點間跳轉(zhuǎn)；如果出現(xiàn)通信失敗，自動跳到另一頻點。四、電能表對時通信技術(shù)8M帶寬干擾8M帶寬干擾頻點1頻點2頻點3頻點4互聯(lián)互通微功率無線自組織網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點:■傳輸可靠性高，不受用電負荷及電力線干擾的影響；■MESH網(wǎng)絡(luò)特征，支持全路由優(yōu)化，保障實時通信；■傳輸速率快，達10Kbps，實時性好。■支持無線掌機接入，調(diào)試簡便，操控性好；■設(shè)備軟件升級簡單方便?！龉ぷ黝l率為免費的公共計量頻段470MHz～510MHz。頻率和業(yè)務(wù)受國家無線電管理機構(gòu)的保護。四、電能表對時通信技術(shù)