CN101882369B - 电力系统客户侧表计远程实时监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电能表计的远程实时监控系统，特别是一种电力系统客户侧表计远程实时监控系统。本发明的设计要点在于，1、采用了宽带电力线技术，利用电力模块设计一致的采集器和集中器，保证电力线信号的有效高速传输；2、从集中器到主站系统采用宽带通讯，通道性能优良，延迟极小；3、整个上行方向和下行方向的数据传输过程为“无存储传输”，数据即达即处理即传送，保证了实时监控的确切实现。本发明的技术效果在于：1、建立了主站系统到电能表计之间的实时通讯通道，完成对电能表计的实时监控；2、主站系统可以通过定时或者按需召测电能表计数据，得到电能表计当前信息，3、可以通过主站系统对异常电能表计进行实时不间断的数据监控。
Description
技术领域
本发明涉及一种电能表计的远程实时监控系统，特别是一种电力系统客户侧表计远程实时监控系统。
背景技术
现有技术中，电力系统用电检查、抄表长期以来都是通过人工现场查抄进行，这种方式在空间上需要抄表、检查人员奔波于用电客户的表计现场与局方办公室之间，在时间上由于查抄与录入工作存在较长的延迟，导致现场情况已与录入的信息产生了一定差别。为了解决这个问题，本领域技术人员提供了多种技术方案，例如中国专利ZL200710036998.0采用一种采用电力线宽带数据通讯集中器来实现远程抄表，其可以应上位应用服务器的需求，通过集中器采集电表数据，然后传送回上位应用服务器，完成抄表过程，但是该技术方案存在通讯上的不足，也就是说电力线宽带数据通讯集中器是无法直接连接电能表计来实现宽带通讯的，只能是比原有普通集中器速度略高，因此该专利体现的技术方案仍然应为一种窄带通讯方式。
然而，由于电力表计经常存在各类异常事件，如电能表计故障、盗电、需要对某些用户的用电情况进行详细了解等等，这靠远程抄表是远远不够的：远程抄表无法实现实时通讯，并传输电能表的表计数据以及电能表的其他参数。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种可以实时通讯的电力系统客户侧表计远程实时监控系统。
本发明是通过以下途径来实现的：
电力系统客户侧表计远程实时监控系统，其要点在于，包括有如下组成部分：
电力系统用电能表计，其具有网络通讯接口；
宽带电力线采集器，其一端为以太网接口，通过以太网线或者通讯线与电能表计连接，另一端为电力线接口；
宽带电力线集中器，其一侧为电力线接口，通过电力线与宽带电力采集器的电力线接口连接，另一侧为以太网接口，通过高速通讯线与主站系统连接；
以主站系统往电能表计的信号流向为下行方向，反之为上行方向；
下行方向：主站系统发出的信号通过高速通讯线进入宽带电力集中器，集中器将主站发来的信号的报文净荷解封装，然后转换成电表侧的协议功能项，最后封装为宽带电力线协议通过电力线发往采集器；
采集器通过电力线接口收到来自集中器的信号后，进行前期处理，然后对电力线的信号进行解调，并将数据域内容解封装出来，最后通过以太网接口发往电能表计的网络通讯接口；
电能表计根据主站系统发来的信号进行处理，然后根据要求将数据由上行方向回传给主站系统，上行方向为下行方向的逆过程，数据传输过程为“无存储传输”，既数据即达即处理即传送，无缓存、存储处理。
本发明专利所述的“无存储传输”是相对于现有意义的带缓存或者存储的通讯传输方法而言的。电能表计可以根据主站系统的要求发送相应的数据，也可以自行向主站发送表计数据或者参数。本发明的设计要点在于，1、采用了宽带电力线技术，利用采集器和集中器这样一对宽带电力线设备，一个面向电能表计，另一个面向主站系统，集中器和采集器的宽带电力线模块和设计一致，才能保证电力线信号的有效高速传输，二者缺一不可；2、从集中器到主站系统采用宽带通讯，如光纤，宽带线路等，通道性能优良，延迟极小；3、整个上行方向和下行方向的数据传输过程为“无存储传输”，数据即达即处理即传送，无缓存、存储处理，这样能够实现数据从电能表计到主站系统传送时间在秒级，甚至是毫秒级，保证了实时监控这一技术方案的实现。
上述技术要点带来的技术效果在于：1、建立了主站系统到电能表计之间的实时通讯通道，数据的响应时间一般在一秒以下甚至更低，如同整个电能表计直接安装在主站系统的显示屏上，其刷新速率远低于电表信息刷新速率，完成对电能表计的实时监控；2、主站系统可以通过定时或者按需召测电能表计数据，得到电能表计当前最新的信息，3、如果需要对某一异常电能表计进行监控，则可以通过主站系统对该电能表计进行实时不间断的数据监控，获得异常情况的信息。
本发明可以进一步具体为：
宽带电力线集中器包括有由宽带电力线板与以太网模块组成的主板，以太网模块上具有以太网接口，以太网模块通过宽带电力线板与电源板连接，电源板上具有电力线接口。
以太网模块下行方向实现对主站系统报文净荷的解封装、信号功能项的转换，宽带电力线板则是对将转换后的信号封装为宽带电力线协议并传输到电力线发往采集器；反之，上行方向由电源板接收来自采集器的宽带电力载波信号，由宽带电力线板对其进行解封装为报文数据，经由以太网模块进行功能项转换和信号封装，传送到高速通讯线上。
宽带电力线采集器包括有由宽带电力线板、以太网板和电源板组成的主板，电源板通过信号总线连接到宽带电力线板，宽带电力线板与以太网板电连接，以太网板上具有以太网接口或者485通讯接口，或者二者均有设置，电源板上具有电力线接口。
宽带电力线采集器实现下行方向接收来自集中器的信号，通过电源的分流的信号线路进入电源板进行信号过滤、放大等前期处理，再通过信号总线进入宽带电力线进行信号解调，并将数据域内容解封装出来，传送到以太网板，以太网板将其封装成与电能表计通讯的协议的信号，通过以太网接口或者485通讯接口传送到电能表计。反之，在上行方向上，采集器的以太网板接收来自电能表计的数据，进行处理，解封装后，由宽带电力线板对将转换后的信号封装为宽带电力线协议并由电力线通道发往集中器。
本发明还可以进一步具体为：
宽带电力线集中器与宽带电力线采集器采用IP寻址通讯，完成各个层面的组网及数据的准确传送。
现有技术的通讯多采用地址码寻址，由于地址码作为一种比较高级的寻址方式，广泛运用于现有的通讯领域，其易于理解，便于处理，但容量有限，电力行业中采用的通讯手段比较单一，所以使用地址码寻址更有优势，这也就导致了本领域技术人员在逐渐复杂的组网结构中，依然选择采用地址码寻址的方式来解决通讯问题，在近20年的长时间内，渐渐形成一种技术偏见，导致本领域技术人员不从其他角度去解决通讯寻址问题；本发明的发明人正是突破了该技术偏见，解决了如下技术问题：由于供电现场错综复杂，常需要分层、分段组网，这就需要通过IP寻址的方式完成组网地址码的搜寻，这是因为IP寻址可以大大提高搜寻容量，组网手段多样，能够很好地满足实用化需求，从而进一步提高实时监控数据传送能力及速度。
除此之外，宽带电力线集中器和宽带电力线采集器实现对传输的各类数据进行优先等级的划分。
这样可以提高数据的管理功能，提高数据的传送速度。
综上所述，本发明提供了一种可以实时通讯的电力系统客户侧表计远程实时监控系统，其采用宽带电力线技术，由宽带电力线采集器和宽带电力线集中器来实现信号有效高速传输，整个上行方向和下行方向的数据传输过程为“无存储传输”，数据即达即处理即传送，无缓存、存储处理。本发明带来的技术效果在于：1、建立了主站系统到电能表计之间的实时通讯通道，数据的响应时间一般在一秒以下甚至更低，其刷新速率远低于电表信息的刷新速率，完成对电能表计的实时监控；2、主站系统可以通过定时或者按需召测电能表计数据，得到电能表计当前最新的信息，3、如果需要对某一异常电能表计进行监控，则可以通过主站系统对该电能表计进行实时不间断的数据监控，获得异常情况的信息。
附图说明
图1所示为本发明所述的电力系统客户侧表计远程实时监控系统的原理框架示意图；
图2所示为本发明所述宽带电力线集中器的原理示意图；
图3所示为本发明所述宽带电力线采集器的原理示意图；
具体实施方式
最佳实施例
参照附图1，电力系统客户侧表计远程实时监控系统，包括有如下组成部分：
电力系统用电能表计，其具有网络通讯接口，可以是以太网通讯口，也可以是485通讯口；
宽带电力线采集器，参照附图3，其包括有由宽带电力线板、以太网板和电源板组成的主板，电源板通过信号总线连接到宽带电力线板，宽带电力线板与以太网板电连接，以太网板上具有以太网接口和485通讯接口，可根据需要二选一，通过以太网线或者通讯线与电能表计的网络通讯接口连接，电源板上具有电力线接口；该接口可以包括有窄带模块和宽带模块，窄带模块可与电表的电力线接口连接，宽带模块能够和宽带电力线集中器连接；
宽带电力线集中器，参照附图2，其包括有由宽带电力线板与以太网模块组成的主板，以太网模块上具有以太网接口，通过高速通讯线-光纤与主站系统连接；以太网模块通过宽带电力线板与电源板连接，电源板上具有电力线接口，通过电力线与宽带电力采集器的电力线接口连接。
上述电力系统客户侧表计远程实时监控系统的工作流程如下，以附图1中的带圈的数字标号做为参考：
①下行方向：主站系统定时或按需发送召测电能表计数值/状态量信息至宽带电力集中器；
②集中器通过以太网模块将主站发来的信号的报文净荷解封装，然后根据通信协议格式将召测报文转换成为相应电能表计能够识别的报文和协议，最后宽带电力线板对将转换后的信号封装为宽带电力线协议发送至宽带电力线采集器；
③采集器接收来自集中器的信号，通过电源的分流的信号线路进入电源板进行信号过滤、放大等前期处理，将信号转发至电能表计，再通过信号总线进入宽带电力线进行信号解调，并将数据域内容解封装出来，传送到以太网板，以太网板将其封装成与电能表计通讯的协议的信号，通过以太网接口或者485通讯接口传送到电能表计；
④电能表计根据收到的指令，将自身的相应状态数值读取出，并返回给宽带电力线采集器；
⑤上行方向：采集器的以太网板接收来自电能表计的数据，进行处理，解封装后，由宽带电力线板对将转换后的信号封装为宽带电力线协议并由电力线通道发往集中器；
⑥集中器再次转换各类电能表计的协议至统一的主站协议，并将对应数值发送主站系统；
⑦主站系统生成电能表计的各项状态信息显示界面，将对应的状态数值信息实时或按需显示在界面上，通过实时刷新数值，达到远程直接观察到电能表现场所有状态量的目的。
注：在以上过程一般是从①至⑦，不断循环；通讯传输过程为“无存储传输”，数据即达、即处理、即传送；采用IP寻址方式实现通讯；同时对传输的各类数据进行优先等级的划分，以实现高速实时的数据传送。在表计有异常事件产生时，可由电能表直接主动发起事件上报，自动完成④至⑦的过程，从而使监控计算机即时跟踪到现场的最新状态。
本发明未述部分与现有技术相同。
Claims (5)
1.电力系统客户侧表计远程实时监控系统，其特征在于，包括有如下组成部分：
电力系统用电能表计，其具有网络通讯接口；
宽带电力线采集器，其一端为以太网接口，通过以太网线或者通讯线与电能表计连接，另一端为电力线接口；
宽带电力线集中器，其一侧为电力线接口，通过电力线与宽带电力线采集器的电力线接口连接，另一侧为以太网接口或光接口，通过高速通讯线与主站系统连接；
以主站系统往电能表计的信号流向为下行方向，反之为上行方向；
下行方向：主站系统发出的信号通过高速通讯线进入宽带电力线集中器，宽带电力线集中器将主站发来的信号的报文净荷解封装，然后转换成电能表计侧的协议功能项，最后封装为宽带电力线协议通过电力线发往宽带电力线采集器；
宽带电力线采集器通过电力线接口收到来自宽带电力线集中器的信号后，进行前期处理，然后对电力线的信号进行解调，并将数据域内容解封装出来，最后通过以太网接口发往电能表计的网络通讯接口；
电能表计根据主站系统发来的信号进行处理，然后根据要求将数据由上行方向回传给主站系统，上行方向为下行方向的逆过程，上行方向和下行方向的数据传输过程为“无存储传输”，即数据即达即处理即传送，无缓存、存储处理。
2.根据权利要求1所述的电力系统客户侧表计远程实时监控系统，其特征在于，宽带电力线集中器包括有由宽带电力线板与以太网模块组成的主板，以太网模块上具有以太网接口，以太网模块通过宽带电力线板与电源板连接，电源板上具有电力线接口。
3.根据权利要求1所述的电力系统客户侧表计远程实时监控系统，其特征在于，宽带电力线采集器包括有由宽带电力线板、以太网板和电源板组成的主板，电源板通过信号总线连接到宽带电力线板，宽带电力线板与以太网板电连接，以太网板上具有以太网接口或者485通讯接口，或者二者均有设置，电源板上具有电力线接口。
4.根据权利要求1所述的电力系统客户侧表计远程实时监控系统，其特征在于，宽带电力线集中器与宽带电力线采集器采用IP寻址通讯方法。
5.根据权利要求1所述的电力系统客户侧表计远程实时监控系统，其特征在于，宽带电力线集中器和宽带电力线采集器对传输的各类数据进行优先等级的划分。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Free format text: FORMER OWNER: FUZHOU DIANYE INFORMATION S+T CO., LTD. Effective date: 20141216 Owner name: STATE GRID FUJIAN ELECTRIC POWER CO., LTD. STATE G Effective date: 20141216 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 350001 FUZHOU, FUJIAN PROVINCE TO: 100031 XICHENG, BEIJING |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20141216 Address after: 100031 Xicheng District West Chang'an Avenue, No. 86, Beijing Patentee after: State Grid Corporation of China Patentee after: State Grid Fujian Electric Power Co., Ltd. Patentee after: State Grid Fuzhou Power Bureau Fujian Electric Power Co., Ltd. Patentee after: Fuzhou Dianye Information S&T Co., Ltd. Address before: 350001, Fujian province Fuzhou Mawei Free Trade Zone Administrative Committee building 12, 034 intervals Patentee before: Fuzhou Dianye Information S&T Co., Ltd. |