CN103329453B - 用于经由电力线网络远程测量电的消耗的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于检测实施电能消耗的远程测量的配电网络中的通信关联的装置（1），所述配电网络包括多个部分（A1、A2、......、B1、B2、......）以及连接到所述配电网络的一个或多个集中器（CA、CB）；每个集中器能够经由电力线通信与连接到处于与所述集中器的通信关联中的一个或多个配电网络部分的电表通信，每个集中器存储包括连接到所述配电网络并且预期经由电力线通信与所述集中器通信的电表的身份的列表；所述装置包括：存储部件（4），用于引入关于在第一集中器上列出的仪表的信息以及至少关于在第二集中器上列出的仪表的信息，所引入的信息包括对于每个仪表的所述仪表的标识、相应的仪表在哪个集中器上被列出的指示；接口，其适用于将所述装置临时连接到所述配电网络的处于调查中的部分；电力线通信组件，用于经由处于调查中的所述部分发送对响应的邀请，以及用于经由处于调查中的所述部分从连接到所述配电网络的电表接收响应；以及处理部件，用于考虑响应所述邀请的仪表分别在哪个集中器上被列出而评估所接收的响应。

Description

用于经由电力线网络远程测量电的消耗的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测实施能量消耗的远程测量的配电网络中的通信关联的装置和方法。

背景技术

在配电网络中，能量消耗的远程测量是理想的和有利的特征。远程测量要求通信设施可用于收集与大量客户的能量消耗有关的数据。这样的通信设施通常具有分层的结构，其中中央管理设施与许多集中器(concentrator)通信。每个集中器继而与位于客户所在地的许多电表通信。集中器与其相关联的电表之间的通信可以通过经由所述集中器和客户位置处的电表两者都连接到的低电压网络部分的电力线通信而发生。

集中器管理与其相关联的多个仪表。集中器存储预期与所述集中器通信的仪表的列表。为了能够执行自动仪表读取和/或自动仪表管理功能，集中器通过在所述集中器和仪表之间直接传送消息，或通过沿所述集中器和仪表之间的通信路径使用中间中继器，而试图建立与所述列表上的每个仪表的通信。可能已经在集中器安装时预先配置或编译了预期与所述集中器通信的仪表的列表，或可以将所述列表从中央管理设施下载到所述集中器。每当将新的仪表增加到由所述集中器管理的配电网络的一个或多个部分或从所述一个或多个部分中移除所述仪表时，就可以不时地改变这个列表。可以在集中器本身中存储所述列表，和/或可以在其他地方存储所述列表，例如可以在每当集中器需要访问这个列表时其就可以访问这个列表的中央管理设施处存储所述列表。

很明显，仪表与其集中器之间的通信能力的任何缺乏是严重的问题。例如，可能出现这样的情形：集中器具有预期与所述集中器通信的列出的仪表，但所述仪表和所述集中器不能建立通信。这可以有几个原因。

一个可能的原因是由于缺乏关于网络拓扑的准确信息，仪表被连接到由与所述仪表在其上被列出的集中器不同的另一集中器管理的配电网络的部分。

另一种可能性是仪表被连接到与所述仪表在其上被列出的集中器连接的远程网络部分，但由于衰减和/或噪声本底(noise floor)，由所述集中器和/或仪表使用的通信信号的范围不够并且沿所述线路没有可用的中继器。

在这种情况下，甚至可能的是连接到另一集中器的不同的网络部分与所述远程网络部分寄生耦合，使得通信信号可以从一个部分耦合(串扰现象)到另一部分中，并且所述另一集中器将能够与所述仪表通信。

美国5,912,633公开了一种用于确定经由中间仪表到仪表的路由的路由器。如果发现通过用于仪表的任何存储的路由与所述仪表的通信都是不可能的，则认为所述仪表丢失。在该文件中没有提供当发生这种情况时的进一步补救措施。

美国2006/0085346 A1涉及自动拓扑发现。数据集中器试图自动经由代理联系没有使用(non-commissioned)的仪表。每个集中器试图寻找仪表的列表和到每个仪表的路由。因此，联系不上的仪表对集中器保持未知。在这个文件中，假设是：在这样的情况下，将由另一集中器自动检测所述仪表。

WO95/01030公开了一种拓扑监视系统，其中中央站逐步构建系统的图。这个文件也没有考虑：由于一个没有与仪表的通信关联的集中器将所述仪表列出为属于所述集中器，而所有其他集中器没有列出所述仪表，因此任何集中器都不能联系到所述仪表。

因此，为了能够以有效的方式补救仪表不能与所述仪表在其上被列出的集中器通信的情况，希望能够获取关于哪个集中器能够与配电网络的哪个部分或哪些部分通信的知识，或换句话说，希望能够获取关于集中器和配电网络的网络部分之间的通信关联的知识。

发明内容

本发明提供一种用于检测实施电能消耗的远程测量的配电网络中的通信关联的装置，所述配电网络包括多个部分(A1、A2、……、B1、B2、……)和连接到所述配电网络的一个或多个集中器(CA、CB)，每个集中器能够经由电力线通信与电表通信，所述电表连接到处于与所述集中器的通信关联中的一个或多个配电网络部分，每个集中器存储包括连接到配电网络并且预期经由电力线通信与所述集中器通信的电表的身份的列表。所述装置包括：存储部件(4)，所述存储部件用于引入关于在第一集中器上列出的仪表的信息以及至少关于在第二集中器上列出的仪表的信息，所引入的信息包括对于每个仪表的所述仪表的标识、相应的仪表在哪个集中器上列出的指示；接口，其适用于将所述装置临时连接到配电网络的处于调查中的部分；电力线通信组件，用于经由处于调查中的部分发送对于响应的邀请，以及用于经由处于调查中的部分从连接到配电网络的电表接收响应；以及处理部件，其用于考虑响应所述邀请的仪表分别在哪个集中器上列出而评估所接收的响应。

评估所接收的响应可以包括：对在相应的集中器上列出的响应的仪表的数量进行计数。可以从所述评估推导出在处于调查中的部分与哪个集中器处于通信关联中。例如，所述装置可以被适配为评估某些响应的仪表或所有响应的仪表中的最大比例在哪个特定集中器上列出。可以假设在处于调查中的网络部分与该集中器通信关联。

根据本发明的实施例，所引入的信息还包括：对于每个仪表的指示所述仪表能够与所述仪表在其上被列出的集中器通信的“良好”指示、或指示所述仪表不能与所述仪表在其上被列出的集中器通信的“不良”指示。可以以任何合适的方式，例如通过标记或专用比特，来实施“良好”指示和“不良”指示。优选地，对响应所述邀请的仪表分别在哪个集中器上列出的评估使用具有“良好”指示的仪表并且忽略具有“不良”指示的仪表。

所述邀请可以是点对点消息。在这个具体实施例中，在存储部件中的、关于在第一集中器上列出的仪表和在第二集中器上列出的仪表以及在一个或更多个集中器上列出的仪表的信息可能已经从所述集中器本身、从中央管理设施、或从用于提供这个信息的任何其他合适的源引入。点对点消息允许选择性地对被指示为“良好”的仪表进行寻址。

选择性地向被指示为“不良”的仪表发送邀请可以是有利的。这提供附加的诊断信息。例如，按这种方式，可以找出连接到处于调查中的网络部分并且在没有与处于调查中的网络部分通信关联的集中器上列出的仪表的身份。

还可以使用广播消息发送邀请。然后，响应广播消息的每个仪表可以通过以它自己的ID以及关于所述仪表在其上被列出的集中器的信息进行响应，来向存储部件中引入所述信息。在这个具体实施例中，可以但不需要分开引入存储在存储部件中的关于仪表的信息。

优选地，所述处理部件被适配为评估在各个集中器上分别列出多少被指示为“良好”的响应的仪表。优选地，处理部件被适配为检测没有在第一和第二集中器中的任何一个上列出的仪表的身份。

所述装置可以包括用于显示与所述评估的结果有关的信息的显示部件。附加地或可替换地，所述装置可以包括数据端口，例如，光学、USB、LAN、串行、并行或用于向PC输出所述信息的任何其他合适的端口。所述端口可以是双向的，使得可以使用PC来控制所述装置的操作。当然，所述装置还可以具有其自己的专用控制元件。

优选地，存储部件被适配用于引入不仅关于在第一和第二集中器上列出的仪表、还关于在一个或多个附加的集中器上列出的仪表的信息。所引入的信息优选地包括：对于每个仪表的所述仪表的标识、相应的仪表在哪个集中器上列出的指示，并且优选地还包括指示所述仪表是否能够与所述仪表在其上被列出的集中器通信的“良好”/“不良”指示。

根据本发明的实施例的、用于检测实施电能消耗的远程测量的配电网络中的通信关联的方法包括下列步骤：向存储器中引入关于在第一集中器上列出的仪表的信息以及至少关于在第二集中器上列出的仪表的信息，所引入的信息包括对于每个仪表的所述仪表的标识、相应的仪表在哪个集中器上列出的指示；经由处于调查中的部分向所述电表发送对于响应的邀请，以及经由处于调查中的部分从连接到配电网络的电表接收响应；以及考虑响应所述邀请的仪表分别在哪个集中器上列出而评估所接收的响应。

根据本发明的实施例，所引入的信息还包括：对于每个仪表的指示所述仪表能够与所述仪表在其上被列出的集中器通信的“良好”指示、或指示所述仪表不能与所述仪表在其上被列出的集中器通信的“不良”指示。

根据本发明的实施例，诸如PC的计算机可以被编程为执行根据本发明的方法。所述计算机可以与用于连接处于调查中的网络部分的专用装置通过接口连接，或可以与被配备用于远程测量的传统电表通过接口连接以便利用在这样的电表中存在的现有电力线通信组件。本发明还涉及包括可由计算机运行的代码的计算机程序产品，当由所述计算机运行所述代码时，所述代码使得所述计算机执行根据本发明的实施例的方法。

附图说明

在下文中，将参考附图说明本发明的实施例。在这些附图中，

图1示出实施电消耗的远程测量的配电网络的一部分的示例实施例；以及

图2示出根据本发明的装置的示例实施例。

具体实施方式

图1示出实施电消耗的远程测量的配电网络的一部分的示例实施例。在图1中，A和B分别表示二级变电站。二级变电站A和B中的每一个分别向配电网络的低电压部分馈电。在图1的示例图示中，二级变电站A向多个网络部分A1、A2、A3、……、An馈电。二级变电站B向网络部分B1、B2、B3、……、Bm馈电。

CA表示集中器，该集中器连接到二级站A的馈电点的附近，以便用作在使用由所述二级站A馈电的配电网络部分的网络部分A1、A2、A3、……、An的低电压电力线的通信网络中的主机(master)。M1、M2、M3、Mi表示连接到各个低电压网络部分的电表。所述仪表与电能的各种消费者相关联。这些仪表中的每一个具有远程测量能力，并且在测量、收集、处理和传送相应的能量消耗时与集中器通信。在图1的示例图示中，集中器CA具有连接到由二级站A供电的能量分配网络的所述部分的电表的列表。类似地，集中器CB被连接到二级站B，以便用作在使用由二级站B馈电的网络部分B1、B2、B3、……、Bm的低电压电力线的通信网络中的主机。集中器CB具有预期在执行更大数量的消费者的能量消耗的远程测量的任务时与所述集中器CB通信的所有电表的列表。当然，可以将集中器CA和CB分别放置在与二级站A和B附近不同的位置。

在各个集中器CA和CB中存储的仪表的列表分别标识预期与相应的集中器通信的仪表中的每一个。当在网络部分中安装仪表时，通常将所述仪表增加到所述列表，其中对于所述部分，假设其与该集中器处于通信关联中。所述列表优选地还包括相应的集中器是否实际上能够建立与所述集中器上列出的各个仪表的通信的指示。当然，所述列表可以另外包括其他信息，例如对每个仪表指示中继器链的路径信息，所述中继器通常是其他电表，经由所述中继器链可以联系到特定仪表。倘若集中器实际上能够建立与相应的仪表的通信，则所述集中器从其列出的每个仪表收集测量数据。

在如图1上以示例方式示出的网络中，可以发生这样的情况：在特定集中器上列出一个仪表或一组仪表，并且所述特定集中器不能建立与这些仪表在其上被列出的集中器的通信。为了图示这种情况，图1示出包括以M1表示的仪表的仪表组GA，虽然此仪表组GA连接到的网络部分B3由二级站B馈电并且连接到集中器CB，但所述仪表在集中器CA上被列出。其他仪表Mi在集中器CB上被列出，并且连接到与集中器CB连接的网络部分B4。在安装组GA中的仪表时，关于网络拓扑的知识可能不够，使得组GA中的仪表连接到的部分被错误地假设为连接到子站A的部分。作为结果，组GA中的仪表被增加到集中器CA的列表。集中器CA预期与这些仪表通信，但不能这样做，因为集中器CA和组GA中的仪表之间的通信信道不存在。

包括仪表M2的仪表组GB用来说明另一种可能的场景。组GB中的仪表被全部连接到由二级子站A馈电并连接到集中器CA的网络部分。然而，由于组GB中的仪表位置遥远、以及不存在可以用作中继器以便扩展通信范围的任何中间仪表，组GB中的仪表没有处于与集中器CA的通信关联中。相反，组GB中的仪表在集中器CB上被列出，并且集中器CB能够经由图1中的网络部分B4和图1中的网络部分A2之间的寄生耦合而与组GB中的仪表通信。根据这种场景，虽然组GB中的仪表被连接到由二级子站A馈电并连接到集中器CA的网络部分，组GB中的仪表处于与集中器CB的通信关联中。

图1的示例图示中的包括仪表M3的仪表组G3代表仪表根本不能被集中器联系上的场景。根据这种场景，组G3中的仪表在集中器CB上被列出。然而，由于组G3中的仪表位置遥远，在集中器CB和组G3中的仪表之间不存在可靠的通信信道。此外，组G3中的仪表不在任何其他集中器的联系范围(reach)内。因此，组G3中的仪表在集中器CB上被列出为“不良”。在这种场景中，组GB中的仪表在集中器CB上被列出为“良好”。组GA中的仪表在集中器CB上被列出为“不良”。仪表Mi可以与集中器CB通信并且在集中器CB上被列出为“良好”。

诸如上面结合组GA描述的场景之类的场景作为网络拓扑的知识不够的结果而发生。诸如关于组GB描述的场景之类的场景是用于即使网络拓扑的良好知识也不总是足以优化仪表和集中器的关联的事实的示例。诸如关于组G3描述的场景之类的场景由于网络设计中的缺陷而发生，在可以补救所述缺陷之前必须识别所述缺陷。

图2示出用于检测实施电能消耗的远程测量的配电网络中的通信关联的装置的示例实施例，在图1中提供了所述装置的示意示例。利用参考标号1表示根据图2的示例实施例的装置。这个装置包括电力线通信组件5和某种类型的接口，所述接口适用于将装置1临时连接到配电网络的处于调查中的部分(例如，连接到组GA中的仪表附近的部分B3)，以便找出在组GA的仪表附近的处于调查中的这个部分与哪个集中器处于通信关联中。在图2的示例实施例中，这个接口仅包括电源(mains)插头7，使得装置1可以被连接到在处于调查中的网络部分附近的电源插座。这个接口适用于将所述装置临时连接到处于调查中的部分。当然，可以按许多不同的方式实施这个接口。

电力线通信组件5用来经由处于调查中的部分向附近的电表发送对响应的邀请，并且还用来从在处于调查中的部分附近的仪表接收响应。参考标号3表示处理部件。这个处理部件与电力线通信组件5通信。这个实施例中的处理部件3控制电力线通信组件5的操作并且还处理由电力线通信组件5接收的信息。更具体地，所述处理部件评估从处于调查中的网络部分接收的响应。基于从处于调查中的网络部分接收的响应，处理部件3评估响应所述邀请的仪表分别在哪个集中器上被列出，使得可以得出处于调查中的网络部分与哪个集中器(如果存在的话)处于通信关联中的结论。

参考标号4表示存储部件，其用于引入关于在处于调查中的网络部分周围的各种集中器上列出的仪表的信息。被引入到存储部件中的信息包括对于每个仪表的所述仪表的标识、和相应的仪表在哪个集中器上被列出的指示。在图2的具体示例实施例中，存储部件还存储对于每个仪表的、指示所述仪表能够与所述仪表在其上被列出的集中器通信的“良好”指示、或指示所述仪表不能与所述仪表在其上被列出的集中器通信的“不良”指示。如果在存储部件4中可以获得这个信息，则处理部件3能够区分响应邀请的仪表是否能够与所述仪表在其上被列出的集中器通信。优选地，处理部件使用这个信息以便忽略被标记为“不良”的仪表，从而增大检测处于调查中的网络部分与哪个集中器处于通信关联中的准确度。

根据图2的示例实施例的装置还包括用于显示由处理部件3执行的评估的结果的显示部件2。所述装置还包括用于向PC输出与评估结果有关的信息的数据端口8。这个数据端口可以是任何合适的类型。优选地，数据端口是光学端口、无线或USB端口。参考标号6表示通过接口7从处于调查中的网络部分汲取电力的内部供电部件。

Claims (12)

1.一种用于检测实施电能消耗的远程测量的配电网络中的通信关联的装置(1)，

所述配电网络包括多个网络部分(A1、A2、……、B1、B2、……)以及连接到所述配电网络的一个或多个集中器(CA、CB)；

每个集中器能够经由电力线通信与连接到一个或多个配电网络部分的电表通信，所述一个或多个配电网络部分处于与所述集中器的通信关联中，

每个集中器存储包括连接到所述配电网络并且预期经由电力线通信与所述集中器通信的电表的身份的列表；

所述装置包括

存储部件(4)，用于引入关于在第一集中器上列出的电表的信息以及至少关于在第二集中器上列出的电表的信息，所引入的信息包括对于每个电表的所述电表的标识、相应的电表在哪个集中器上被列出的指示；

接口，其适用于将所述装置临时连接到所述配电网络的处于调查中的网络部分；

电力线通信组件，用于经由处于调查中的所述网络部分发送对响应的邀请，以及用于经由处于调查中的所述网络部分从连接到所述配电网络的电表接收响应；以及

处理部件，用于考虑响应所述邀请的电表分别在哪个集中器上被列出而评估所接收的响应，

其中，评估所接收的响应包括对在相应的集中器上列出的响应的电表的数量进行计数。

2.如权利要求1所述的装置，其中所引入的信息还包括对于每个电表的、指示所述电表能够与所述电表在其上被列出的集中器通信的“良好”指示或指示所述电表不能与所述电表在其上被列出的集中器通信的“不良”指示。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述邀请是选择性地对被指示为“良好”的电表进行寻址的点对点消息。

4.如前述权利要求中的任何一项所述的装置，其中所述电力线通信组件被适配为选择性地向被指示为“不良”的电表发送邀请。

5.如权利要求1所述的装置，其中使用广播消息发送所述邀请。

6.如权利要求1所述的装置，其中所述处理部件被适配为评估在各个集中器上分别列出多少被指示为“良好”的响应的电表。

7.如权利要求5所述的装置，其中所述处理部件被适配为检测没有在所述第一和第二集中器中的任何一个上列出的电表的身份。

8.如权利要求1所述的装置，包括用于显示与所述评估的结果有关的信息的显示部件。

9.如权利要求1所述的装置，包括用于向PC输出所述信息的数据端口。

10.如权利要求1所述的装置，其中所述存储部件(4)被适配用于引入关于在一个或多个附加的集中器上列出的电表的信息，所引入的信息包括对于每个电表的所述电表的标识、相应的电表在哪个集中器上被列出的指示、以及指示所述电表是否能够与所述电表在其上被列出的集中器通信的“良好”/“不良”指示。

11.一种用于检测实施电能消耗的远程测量的配电网络中的通信关联的方法，

所述配电网络包括多个网络部分(A1、A2、……、B1、B2、……)以及连接到所述配电网络的一个或多个集中器(CA、CB)；

每个集中器能够经由电力线通信与连接到一个或多个配电网络部分的电表通信，所述一个或多个配电网络部分处于与所述集中器的通信关联中，

每个集中器存储包括连接到所述配电网络并且预期经由电力线通信与所述集中器通信的电表的身份的列表；

所述方法包括

向存储器中引入关于在第一集中器上列出的电表的信息以及至少关于在第二集中器上列出的电表的信息，所引入的信息包括对于每个电表的所述电表的标识、相应的电表在哪个集中器上被列出的指示；

经由处于调查中的所述网络部分向电表发送对响应的邀请，以及经由处于调查中的所述网络部分从连接到所述配电网络的电表接收响应；以及

考虑响应所述邀请的电表分别在哪个集中器上被列出而评估所接收的响应，

其中，评估所接收的响应包括对在相应的集中器上列出的响应的电表的数量进行计数。

12.如权利要求11所述的方法，其中所引入的信息还包括对于每个电表的、指示所述电表能够与所述电表在其上被列出的集中器通信的“良好”指示或指示所述电表不能与所述电表在其上被列出的集中器通信的“不良”指示。