CN104579524A - 用电信息采集系统的仿真平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用电信息采集系统的仿真平台，包括：电压等级调节器、集中器、载波线路长度仿真器、载波衰减仿真器、载波干扰仿真器、RS485线路长度仿真器、RS485干扰仿真器、以太网和串口转换器、电能表仿真器、参数配置及仿真结果输出器。通过本发明，解决了对采集设备进行室内测试存在的效率低、测试结果不准确的问题，提高了采集设备测试的效率和测试结果的准确性。

Description

用电信息采集系统的仿真平台

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种用电信息采集系统的仿真平台。

背景技术

用电信息采集系统建设是坚强智能电网建设的重要组成部分，是提高公司管理标准化、信息化、现代化水平的基础。要实现居民客户电量的采集，就必须安装采集设备。而采集设备质量的好坏以及检测效率的高低，将直接影响采集设备的运行稳定性、用电信息的抄读成功率和采集系统的建设进度。

在相关技术中，全国范围内的居民客户用电信息采集主要采用集中器实现，集中器通过上行信道与抄表主站通信，通过下行信道抄读下面挂载的各种表计。图1是根据相关技术的采集系统基本网络拓扑结构示意图，如图1所示，目前集中器的上行传输方式主要选用光纤专网、通用分组无线业务（General Packet Radio Service，简称为GPRS）/码分多址接入（CodeDivision Multiple Access，简称为CDMA）/第三代移动通信系统（The Third Generation，简称为3G）无线公网；下行传输方式主要采用RS485通信、电力线载波、微功率无线网络等方式。

图1所示的采集系统中采用了两种拓扑结构，分别是：“主站+集中器+采集器+电能表”和“主站+集中器+电能表方式”，其中，集中器与主站间的上行信道是GPRS/CDMA无线公网，集中器与采集器或电能表间通过电力线传输数据，采集器与电能表间通过屏蔽双绞线传输数据。

发明人在研究过程中发现，由于用电信息采集系统建设刚刚起步，电网企业标准中采集设备的部分功能、规约和技术指标不严谨，厂商理解各不相同，且不同载波芯片厂家的抄表机制也各不相同，在现有室内测试环境下对集中器的测试仅仅是通过测量其技术指标是否达标，然而由于室内测试环境存在理想化，因此即使通过室内测试的集中器，也无法保证其在实际应用中的性能。并且，由于对集中器测试时需要逐一对各个指标进行分别测试，还存在测试效率低的问题。

针对相关技术中对采集设备进行室内测试存在的效率低、测试结果不准确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种用电信息采集系统的仿真平台，以至少解决对采集设备进行室内测试存在的效率低、测试结果不准确的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种用电信息采集系统的仿真平台，包括：电压等级调节器、集中器、载波线路长度仿真器、载波衰减仿真器、载波干扰仿真器、RS485线路长度仿真器、RS485干扰仿真器、以太网和串口转换器、电能表仿真器、参数配置及仿真结果输出器，其中：所述电压等级调节器、所述集中器、所述RS485线路长度仿真器、所述RS485干扰仿真器、所述以太网和串口转换器、所述参数配置及仿真结果输出器依次连接；所述电压等级调节器、所述载波线路长度仿真器、所述载波衰减仿真器、所述以太网和串口转换器依次连接；所述载波干扰仿真器与所述载波衰减仿真器的输入端连接。

优选地，所述平台还包括：低压电力线隔离稳压器，与所述电压等级调节器连接，用于为所述仿真平台提供电源，并将外部电源与所述仿真平台的电源进行隔离。

优选地，所述电压等级调节器，用于调整输入所述仿真平台的电压等级，其中，所述电压等级的范围包括：交流176伏特～交流264伏特。

优选地，所述集中器，用于采集用户的用电信息，并将采集的用电信息提供给所述仿真平台进行仿真传输。

优选地，所述载波线路长度仿真器，用于仿真不同载波线路长度对载波线路上的电信号的影响，其中，所述不同载波线路长度包括以下之一：1米、500米、1000米、1500米、2000米。

优选地，所述RS485线路长度仿真器，用于仿真不同RS485通讯线路长度对RS485通讯线路上的电信号的影响，其中，所述不同RS485通讯线路长度包括以下之一：1米、500米、1000米、1500米、2000米。

优选地，所述载波衰减仿真器，通过载波通道检测模组与所述以太网和串口转换器连接，用于仿真不同载波芯片额定衰减值，其中，所述不同载波芯片额定衰减值包括以下之一：0分贝、25分贝、50分贝、75分贝、100分贝。

优选地，所述载波干扰仿真器和所述RS485干扰仿真器，用于产生预定波形的干扰信号，其中所述预定波形的干扰信号用于仿真以下至少之一的干扰：可加性高斯白噪声、周期性的干扰、时不变的连续干扰和随机产生的突发干扰。

优选地，所述参数配置及仿真结果输出器还分别与所述电压等级调节器、所述载波线路长度仿真器、所述载波衰减仿真器、所述载波干扰仿真器、所述RS485线路长度仿真器、所述RS485干扰仿真器、所述电能表仿真器连接。

优选地，所述参数配置及仿真结果输出器包括：配置参数输入单元，用于输入用于配置上述各仿真器的配置参数；仿真结果输出单元，用于展示上述各仿真器的仿真结果。

通过本发明，采用电压等级调节器、集中器、载波线路长度仿真器、载波衰减仿真器、载波干扰仿真器、RS485线路长度仿真器、RS485干扰仿真器、以太网和串口转换器、电能表仿真器、参数配置及仿真结果输出器构建仿真平台的方式，解决了对采集设备进行室内测试存在的效率低、测试结果不准确的问题，提高了采集设备测试的效率和测试结果的准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的采集系统基本网络拓扑结构示意图；

图2是根据相关技术的一种采集系统的拓扑结构示意图；

图3是根据相关技术的另一种采集系统的拓扑结构示意图；

图4是根据本发明实施例的用电信息采集系统的仿真平台的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的用电信息采集系统的仿真平台的优选结构示意图；

图6是根据本发明实施例的参数配置及仿真结果输出器420的优选结构示意图；

图7是根据本发明优选实施例的采集系统简化结构示意图；

图8是根据本发明实施例的采集设备检测平台的结构示意图；

图9是根据本发明优选实施例的检测主站提供的集中器的参数配置界面的示意图；

图10是根据本发明优选实施例的检测主站上集中器的参数配置显示界面的示意图；

图11是根据本发明优选实施例的检测主站上电源电压影响模块的参数配置显示界面的示意图；

图12是根据本发明优选实施例的检测主站上载波线路长度仿真模块的参数配置显示界面的示意图；

图13是根据本发明优选实施例的检测主站上载波衰减仿真模块的参数配置显示界面的示意图；

图14是根据本发明优选实施例的检测主站上载波干扰仿真模块的参数配置显示界面的示意图；

图15是根据本发明优选实施例的检测主站上RS845线路长度仿真模块的参数配置显示界面的示意图；

图16是根据本发明优选实施例的检测主站上多个仿真模块的参数配置显示界面的示意图；

图17是根据本发明优选实施例的全自动检测参数配置的显示界面的示意图；

图18是根据本发明优选实施例的全自动检测过程的显示界面的示意图；

图19是根据本发明优选实施例的检测主站上生成的测试报告的示意图；

图20是根据本发明优选实施例的线路长度电路模型的示意图；

图21是根据本发明优选实施例的衰减器原理的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例提供了一种用电信息采集系统的仿真平台，图4是根据本发明实施例的用电信息采集系统的仿真平台的结构示意图，如图4所示，该平台包括：电压等级调节器402、集中器404、载波线路长度仿真器406、载波衰减仿真器408、载波干扰仿真器410、RS485线路长度仿真器412、RS485干扰仿真器414、以太网和串口转换器416、电能表仿真器418、参数配置及仿真结果输出器420，其中：

电压等级调节器402、集中器404、RS485线路长度仿真器412、RS485干扰仿真器414、以太网和串口转换器416、参数配置及仿真结果输出器420依次连接；

电压等级调节器402、载波线路长度仿真器406、载波衰减仿真器408、以太网和串口转换器416依次连接；

载波干扰仿真器410与载波衰减仿真器408的输入端连接。

通过上述平台，采用电压等级调节器402、载波线路长度仿真器406、载波衰减仿真器408、载波干扰仿真器410、RS485线路长度仿真器412、RS485干扰仿真器414、以太网和串口转换器416、电能表仿真器418、参数配置及仿真结果输出器420仿真实际场景对集中器404进行仿真测试，使得测试结果更接近实际应用场景下的测试结果，提高了测试结果的准确性；由于是模拟真实的场景进行的测试，在测试过程中，同时实现了对集中器404所有参数的测试，因而提升了测试的效率。并且，对于不同厂家生产的集中器404而言，采用该平台能够通过相同的参数配置，使得测试结果客观公正。

本发明的实施例中所涉及到的模块、单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。本实施例中的所描述的模块、单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括电压等级调节器402、集中器404、载波线路长度仿真器406、载波衰减仿真器408、载波干扰仿真器410、RS485线路长度仿真器412、RS485干扰仿真器414、以太网和串口转换器416、电能表仿真器418、参数配置及仿真结果输出器420。

图5是根据本发明实施例的用电信息采集系统的仿真平台的优选结构示意图，如图5所示，优选地，该平台还包括：低压电力线隔离稳压器502，与电压等级调节器402连接，用于为仿真平台提供电源，并将外部电源与仿真平台的电源进行隔离。

优选地，电压等级调节器402，用于调整输入仿真平台的电压等级，其中，电压等级的范围包括：交流176伏特～交流264伏特。

优选地，集中器404，用于采集用户的用电信息，并将采集的用电信息提供给仿真平台进行仿真传输。

优选地，载波线路长度仿真器406，用于仿真不同载波线路长度对载波线路上的电信号的影响，其中，不同载波线路长度包括以下之一：1米、500米、1000米、1500米、2000米。

优选地，RS485线路长度仿真器412，用于仿真不同RS485通讯线路长度对RS485通讯线路上的电信号的影响，其中，不同RS485通讯线路长度包括以下之一：1米、500米、1000米、1500米、2000米。

优选地，载波衰减仿真器408，通过载波通道检测模组与以太网和串口转换器416连接，用于仿真不同载波芯片额定衰减值，其中，不同载波芯片额定衰减值包括以下之一：0分贝、25分贝、50分贝、75分贝、100分贝。

优选地，载波干扰仿真器410和RS485干扰仿真器414，用于产生预定波形的干扰信号，其中预定波形的干扰信号用于仿真以下至少之一的干扰：可加性高斯白噪声、周期性的干扰、时不变的连续干扰和随机产生的突发干扰。

优选地，参数配置及仿真结果输出器420还分别与电压等级调节器402、载波线路长度仿真器406、载波衰减仿真器408、载波干扰仿真器410、RS485线路长度仿真器412、RS485干扰仿真器414、电能表仿真器418连接。

图6是根据本发明实施例的参数配置及仿真结果输出器420的优选结构示意图，如图6所示，优选地，参数配置及仿真结果输出器420包括：配置参数输入单元，用于输入用于配置上述各仿真器的配置参数；仿真结果输出单元，用于展示上述各仿真器的仿真结果。

下面结合优选实施例进行描述和说明。

为模拟采集系统实际运行工况，在本优选实施例中，对相关技术中的采集设备的实际应用场景进行分析、简化，提出了一种采集系统简化结构，如图7所示。

在本优选实施例中分别采用电力线、屏蔽双绞线与电能表通讯，并分别对集中器通过载波通讯的性能、通过RS485通讯的性能进行了评价。

按照图7所示的采集系统简化基本结构进行采集设备检测平台设计，本优选实施例中的采集设备检测平台搭建总体采用模块化设计，可以由软件和硬件两部分组成。

其中，软件部分可以由检测主站软件（相当于参数配置及仿真结果输出器420）、虚拟电能表（相当于电能表仿真器418）组成；

硬件部分可以由以下模块组成：电源电压变化影响模块（相当于电压等级调节器402）；载波线路长度仿真模块（相当于载波线路长度仿真器406）；载波衰减仿真模块（相当于载波衰减仿真器408）；载波干扰仿真模块（相当于载波干扰仿真器410）；RS485线路长度仿真模块（相当于RS485线路长度仿真器412）；RS485线路干扰仿真模块（相当于RS485干扰仿真器414）；低压电力线隔离设备（相当于低压电力线隔离稳压器502）；以太网和串口转换设备（相当于以太网和串口转换器416）；各种类型抄控器（相当于电能表仿真器418）。

图8是根据本发明实施例的采集设备检测平台的结构示意图，如图8所示，示出了本优选实施例的采集设备检测平台的总体结构示意图。

下面对上述各个模块的功能进行介绍。

检测主站的功能

用于检测集中器是否符合采集相关协议和功能标准的系统软件；软件采用人性化的Windows界面、简便易操作。可配置集中器参数、编辑检测方案、自动测试，并出具和打印检测记录。其功能如下：

1、终端电能表/交流采样装置参数配置；向集中器下发参数，可随意配置测量点的数量、通讯地址、通讯协议、用户大小类号等，其中，图9是根据本发明优选实施例的检测主站提供的集中器的参数配置界面的示意图；图10是根据本发明优选实施例的检测主站上集中器的参数配置显示界面的示意图。

2、检测方案设置。根据检测项目、评价内容的不同，可任意编制、删减检测方案，并随意组合。例如，图11是根据本发明优选实施例的检测主站上电源电压影响模块的参数配置显示界面的示意图；图12是根据本发明优选实施例的检测主站上载波线路长度仿真模块的参数配置显示界面的示意图；图13是根据本发明优选实施例的检测主站上载波衰减仿真模块的参数配置显示界面的示意图；图14是根据本发明优选实施例的检测主站上载波干扰仿真模块的参数配置显示界面的示意图；图15是根据本发明优选实施例的检测主站上RS845线路长度仿真模块的参数配置显示界面的示意图；图16是根据本发明优选实施例的检测主站上多个仿真模块的参数配置显示界面的示意图。图16所示的参数配置显示界面用于配置电力线载波通讯仿真的总和检测方案。

3、支持全自动测试。根据编制的检测方案，一键式启动，按步骤自动进行测试，提高测试效率。其中，图17是根据本发明优选实施例的全自动检测参数配置的显示界面的示意图。图18是根据本发明优选实施例的全自动检测过程的显示界面的示意图。

4、自动生成测试报告。图19是根据本发明优选实施例的检测主站上生成的测试报告的示意图。

虚拟电能表功能

虚拟电能表可以将硬件电能表的通讯协议、功能采用软件实现，其内部实现了多种电能表通讯协议和国内主要载波厂商的主流载波协议，可灵活配置协议、通讯参数。在检测环境下，配合适当硬件接口，不仅代替了实际电能表的功能，而且操作灵活，协议可升级扩展，更重要的是避免了重复繁杂的人工接线。

电力线载波通讯（PLC）性能仿真检测

载波信号的传输介质是低压电力线，电力线中存在载波信号干扰、噪声干扰、衰减、阻抗变化、信号畸变等影响，造成电力线载波通信难以实现100%的通讯成功率。为了衡量不同厂商集中器载波通讯的质量，分析了低压电力线的仿真模型后，提出采用模块化设计仿真模拟各种现场运行工况，在同一测试平台下对集中器的载波通讯性能进行综合评判，设计思路及方案如下：

电力线长度仿真模块

低压电力线是一种分布参数电路，电流在导线的电阻中引起了沿线的电压降，同时又在导线周围产生了变动的磁场，这个变动的磁场沿着全线产生感应电压。导线间的电压是沿线连续改变的，同时由于这对导线构成了电容，两线间就存在位移电流，频率较高时不可忽略；同时电压变化时，漏电流也不容忽视。这样在沿线不同的地方，电流不同，在此所做的模型是把传输线看作一系列集总元件所构成的一种极限，电路的参数则认为是沿线分布的，图20是根据本发明优选实施例的线路长度电路模型的示意图，如图20所示，给出了低压电力均匀传输线的分布电路模型。

根据基尔霍夫定律可写微段dx的电压、电流方程：

$u-(u+\frac{\∂u}{\∂x}\mathrm{dx})=\left(R_0\mathrm{dx}\right)i+\left(L_0\mathrm{dx}\right)\frac{\∂i}{\∂t}$

$i-(i+\frac{\∂i}{\∂x}\mathrm{dx})=G_0\mathrm{dx}(u+\frac{\∂u}{\∂x}\mathrm{dx})+C_0\mathrm{dx}\frac{\∂}{\∂t}(u+\frac{\∂u}{\∂x}\mathrm{dx})$

整理并略去二阶微分量dx后，得低压电力均匀传输线方程：

$\left\{\begin{array}{c}-\frac{\∂u}{\∂x}=R_{0}i+L_0\frac{\∂i}{\∂t}\\ -\frac{\∂i}{\∂x}=G_{0}u+C_0\frac{\∂u}{\∂t}\end{array}\right.$

根据始端、终端情况和时间起始时的条件，可求出方程的解，电压电流不仅随时间变化，也随长度变化。

线路长度仿真模块

一般情况下，一个台式变压器下的电力线长度大约在1公里至2公里之间，根据线路长度电路模型得到的低压电力均匀传输线方程以及实际线路的测试，我们设计了低压电力线长度仿真模块，该模块可以在实验室条件实现电力线长度的仿真。仿真模块分为1米，500米，1000米，1500米，2000米基本模块，配合自动切换设备可以实现低压电力线长度的仿真检测。

载波衰减仿真模块

载波衰减主要由线路分支、线路介质、线路年限、线路长度等对载波信号的消弱和反射。衰减特性主要表现在线路长度、线路正反向传输、载波信号过零点与峰点传输衰减、变压器相间传输等几个方面。为了模拟衰减量，本设计采用载波衰减器来仿真线路对载波信号的衰减，衰减器在电力线载波固定的频率范围内，引入一预定衰减的电路，以所引入衰减的dB值及其特性阻抗来标识。

图21是根据本发明优选实施例的衰减器原理的示意图，如图21所示，载波输出输入电压比为：

$\left|\frac{U_o}{U_I}\right|=\left|\frac{\frac{1}{\mathrm{j\ωC}}}{2\mathrm{j\ωL}+\frac{1}{\mathrm{j\ωC}}}\right|=\left|\frac{1}{1-{2\mathrm{\ω}}^2\mathrm{LC}}\right|$

换算为分贝值为： $201g\left|\frac{U_o}{U_i}\right|=201g\left|\frac{1}{1-{2\mathrm{\ω}}^2\mathrm{LC}}\right|,$ 其中ω=2πf。

如果载波频率一定，选用不同的电感或电容，就可确定此时衰减器的基本设计参数，从而得出衰减的分贝值。

本衰减载波模块设计中采用额定衰减dB：+0dB、25dB、50dB、75dB和100dB可调设计，在不同载波芯片额定衰减值下，通过调整以上几种衰减值对载波通讯效果、载波模块的带载能力进行评判。

电源电压影响模块

根据集中器技术规范要求，集中器工作电源允许偏差-20％～+20％。本设计主要测试在不同工作电源下集中器的载波抄表成功率。同时借助调压器将实验设备电源与外部电源隔离，防止测试过程中受外界干扰。电压变化范围为AC220V±20%，即评价AC176～AC264V范围内的载波抄表成功率。

电力线干扰仿真模块

电力线干扰源分析

电力线上存在的复杂干扰可分为自然干扰和人为干扰。自然干扰如雷电引起的干扰，这种干扰将影响瞬间的电力线数据通讯。但可通过数据自动重发机制和纠错机制有效地避免此类干扰对数据通讯的影响。人为干扰则是由连接在电力线上的用电设备产生的，对PLC数据通讯有严重的影响，不仅会造成信号误码率高，使得接受装置无法正确接受；另外，它还有可能使接收设备内部产生自干扰，严重影响整个系统的工作。因此本设计主要针对人为干扰进行设计分析。

电力线上的干扰不能被简单地认为是可加性高斯白噪声，为了表示这种干扰的复杂特性并简化分析，可以近似地将其分成3类：周期性的干扰、时不变的连续干扰和随机产生的突发性干扰。

（1）周期性的干扰：主要来源是可控硅电路、电机、电空调机等设备。可控硅电路一般存在于电子调光设备，开关电源、变频空调等设备中，这些设备产生的干扰周期一般是工频或工频的整数倍；风扇、空调、洗衣机等设备中的电机运行时，将会在家庭中的电力线上产生大量的高次谐波，这种谐波是工频的整数倍，其频率能到几万赫兹并且能量比较集中，其频谱可能部分覆盖信号频谱，造成信噪比的降低，导致误码率的增加；电视机的干扰则主要是15～73kHz的行频信号，这种信号对电力线也有一定的干扰。

（2）时不变的连续干扰：由于大量的家用电器同时使用，释放出多种干扰，而这些干扰的瞬时功率、周期、相位等变化很大，各不相同，因此最终会在家庭内部的电力线上产生时不变的连续干扰。这种干扰平均功率略小，但是频谱很宽而且持续存在，一般认为这是10kHz～100MHz的背景噪声。这种干扰的频谱有可能部分或完全覆盖信号频谱，因此，在通讯过程中的信噪比可能会变得很低，造成通信误码率增加。

（3）随机产生的突发性干扰：各种大功率负载如冰箱、空调、洗衣机等的突然开/关、电力线路上的短路故障等将引起电压、电流的剧烈变化，谐波分量的增加，导致能量很大的脉冲干扰或脉冲干扰群。这类干扰的持续时间较短，但能量集中，频谱宽，对载波数据通信产生很大的影响。在接收节点近距离的范围内，中小功率的负载，如日光灯、计算机等的开/关也会产生较大的突发脉冲干扰而影响通信效果。

电力线干扰仿真实现

根据对电力线干扰源的分析，采用信号发射器仿真各种家用电器产生的周期性的干扰、时不变的连续干扰和随机产生的突发性干扰，再通过信号耦合装置将产生的仿真干扰波形耦合到测试的电力线信道中，达到仿真测试不同干扰环境下载波抄表成功率。也可根据现场测试情况，绘制各种干扰波形耦合到测试线路中，在室内对现场干扰情况进行复现，分析数据抄读不成功的原因，为下步的治理提供参考。

RS485通讯性能检测

根据RS485总线结构理论，在理想环境的前提下，RS485总线传输距离可以达到1200米。在选定驱动器的RS-485总线上，在通信波特率一定的情况下，带负载数的多少，与信号传输的最大距离是直接相关的。具体关系是：在总线允许的范围内，带负载数越多，信号能传输的距离就越小；带负载数越少，信号能传输的距离就越远。

本设计是在负载一定的情况下，通过改变RS485通讯线阻抗，模拟1米，200米，500米，1000米，1500米通讯线的长度，对RS485通讯性能传输距离进行测试。

关键技术及创新点

目前，国内在集中器性能评价方面没有一个系统的方案，也没有成熟的经验可借鉴，我们主要在以下几方面进行了技术创新和大胆尝试。并达到了下列的有益效果：

1、在传统的室内测试中，由于楼内有变频空调、日光灯、计算机等设备，测试环境中带有周期性干扰、突发性干扰，测试中发现晚上的测试效果要好于白天、休息日好于上班期间，不能真实反映出集中器的性能，给集中器的评判带来不确定性。通过上述实施例，搭建采集设备检测平台，在试验室内模拟各种实际影响量，在同一标准下对各厂商集中器的性能进行综合评价，使评价得出的数据具有真实性、可信性、公正性，防止误判、漏判的情况发生。

2、模块化设计，易于维护和升级。

随着用电信息采集系统建设的全面展开，远程集中抄表系统已得到越来越广泛的应用，在集中抄表系统的推广使用过程中，利用低压电力线作为通信信道，实现数据信号的传输已经日益体现出其优势，但在应用中也面临着巨大的挑战。电力线具有高衰减、高噪声、信号畸变大的特点，对于不同的载波芯片、不同的调制方式和抄表机制他的通信性能差别会很大。

为模拟各种影响量对电力载波通信质量的影响，研制了低压电力线长度仿真单元、载波衰减单元、干扰单元、电压变化单元、RS485长度仿真单元，并组合在一个平台内。采用模块化设计，根据不同厂商的载波方案分别进行测试评价；也可根据现场运行情况，结合各厂商载波芯片特点任意组合各种模拟仿真单元进行综合测试评价；方便维护和升级。

3、虚拟电能表设计，贴近现场实际。

带载能力的强弱是评判集中器性能的关键技术指标，为评价集中器的带载能力，以前我们测试中均带实际表进行测试，由于受试验室条件的制约，电能表的数量不可能带到最大、规约也比较单一，往往是试验室检测通过的集中器安装到现场运行一段时间后出现死机、频繁重启的现象。造成此现象的主要原因是集中器软件程序设计不合理、存在漏洞，或内存容量达不到设计要求。为解决这一问题，我们采用虚拟表的方案，对集中器的带载能力进行评价。

虚拟电能表软件主要是将硬件电能表的通讯协议、功能采用软件实现，其内部实现了多种电能表通讯协议和国内主要载波厂商的主流载波协议，可灵活配置协议、通讯参数。在检测环境下，配合适当硬件接口，不仅代替了实际电能表的功能，而且走字电量随时间变化，操作灵活，协议可升级扩展，更重要的是避免了重复繁杂的人工接线。

4、一键式启动、全自动测试。

以往集中器测试中，由检测人员根据作业指导书逐项下发参数进行测试、判断，效率极低，有时还可能造成项目漏检。本测试软件采用一键式启动，自动完成，测试中无需人工干预，防止漏检或误检；测试方案可灵活定制，方便测试人员及时更改测试计划；还可自动生成测试报告，有效提高工作效率。

5、功能齐全、评价全面

该系统通过低压电力线长度仿真试验、干扰试验、电压变化影响试验和RS485长度仿真试验，实现了对不同载波芯片、不同厂商的集中器性能的综合评价。

6、社会及经济效益分析

上述实施例提供的仿真平台能够有效杜绝各种外界因素造成采集设备检测不合格的事件发生，维护供需双方的合法利益，有利于巩固省计量中心法定计量检定机构的法律地位，提高政府和社会对公司的认可度，充分展示公司认真负责的国企形象和真诚规范的服务形象。

并且，用电信息采集设备性能检测系统提高了采集设备的质量，缩短了样机检测时间，减少了人员投入、提高了工作效率，确保了设备的及时供货，具体对比分析见下表：

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上上述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用电信息采集系统的仿真平台，其特征在于包括：电压等级调节器、集中器、载波线路长度仿真器、载波衰减仿真器、载波干扰仿真器、RS485线路长度仿真器、RS485干扰仿真器、以太网和串口转换器、电能表仿真器、参数配置及仿真结果输出器，其中：

所述电压等级调节器、所述集中器、所述RS485线路长度仿真器、所述RS485干扰仿真器、所述以太网和串口转换器、所述参数配置及仿真结果输出器依次连接；

所述电压等级调节器、所述载波线路长度仿真器、所述载波衰减仿真器、所述以太网和串口转换器依次连接；

所述载波干扰仿真器与所述载波衰减仿真器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述平台还包括：

低压电力线隔离稳压器，与所述电压等级调节器连接，用于为所述仿真平台提供电源，并将外部电源与所述仿真平台的电源进行隔离。

3.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述电压等级调节器，用于调整输入所述仿真平台的电压等级，其中，所述电压等级的范围包括：交流176伏特～交流264伏特。

4.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述集中器，用于采集用户的用电信息，并将采集的用电信息提供给所述仿真平台进行仿真传输。

5.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述载波线路长度仿真器，用于仿真不同载波线路长度对载波线路上的电信号的影响，其中，所述不同载波线路长度包括以下之一：1米、500米、1000米、1500米、2000米。

6.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述RS485线路长度仿真器，用于仿真不同RS485通讯线路长度对RS485通讯线路上的电信号的影响，其中，所述不同RS485通讯线路长度包括以下之一：1米、500米、1000米、1500米、2000米。

7.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述载波衰减仿真器，通过载波通道检测模组与所述以太网和串口转换器连接，用于仿真不同载波芯片额定衰减值，其中，所述不同载波芯片额定衰减值包括以下之一：0分贝、25分贝、50分贝、75分贝、100分贝。

8.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述载波干扰仿真器和所述RS485干扰仿真器，用于产生预定波形的干扰信号，其中所述预定波形的干扰信号用于仿真以下至少之一的干扰：可加性高斯白噪声、周期性的干扰、时不变的连续干扰和随机产生的突发干扰。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的平台，其特征在于，所述参数配置及仿真结果输出器还分别与所述电压等级调节器、所述载波线路长度仿真器、所述载波衰减仿真器、所述载波干扰仿真器、所述RS485线路长度仿真器、所述RS485干扰仿真器、所述电能表仿真器连接。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的平台，其特征在于，所述参数配置及仿真结果输出器包括：

配置参数输入单元，用于输入用于配置上述各仿真器的配置参数；

仿真结果输出单元，用于展示上述各仿真器的仿真结果。