CN208862838U - 基于北斗卫星通信的电力集中器和电力数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于北斗卫星通信的电力集中器和电力数据采集系统，基于北斗卫星通信的电力集中器包括：采集终端和北斗主站；所述采集终端用于采集与用户电表连接的本地电力集中器采集到的用户电表数据；将所述用户电表数据解析后按照预设数据模板对所述用户电表数据进行整理，将整理后的用户电表数据按照北斗通信协议进行加密，将加密后的用户电表数据通过北斗短报文通信方式发送至所述北斗主站；所述北斗主站用于接收所述加密后的用户电表数据；将所述加密后的用户电表数据解密后通过移动通信网络发送至电力计量系统主站。本实用新型所提供的基于北斗卫星通信的电力集中器和电力数据采集系统提高了电网中对用户电表数据进行监管和计费的可靠性。

Description

基于北斗卫星通信的电力集中器和电力数据采集系统

技术领域

本实用新型实施例涉及电力技术，尤其涉及一种基于北斗卫星通信的电力集中器和电力数据采集系统。

背景技术

在电力行业中，为了对用户的用电情况进行监管和计费，需要对用户侧的电表数据进行采集。传统的电表采集方式是依靠人工查表的方式进行，但人工查表的效率很低，浪费大量人力，且无法实时获取用户侧电表的相关数据。

随着电子技术和通信技术的发展，目前在电力行业中已经应用了自动抄表技术，通过在用户侧的电表处设置相应的通信模块，完成电表数据的采集。但由于低压用户相对比较分散，为每个电表配置通信模块成本很高，因此，目前出现了集中器设备来进行低压用户电表数据的采集和上送。现有的集中器能够通过微功率等通信模块对一定区域内的多个低压用户电表数据进行采集，随后集中器通过移动通信网络向计量中心的采集主站发送采集到的数据。

但现有集中器在完成电表数据的采集后，是通过移动通信网络实现数据的上送，而由于部分用户所处位置移动通信网络并未覆盖，或者移动通信网络质量较差，导致集中器采集的数据无法被实时地上送至计量中心的主站，从而可能对用户电表数据的监管和计费产生影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于北斗卫星通信的电力集中器和电力数据采集系统，用于提高电网中对用户电表数据进行监管和计费的可靠性。

第一方面，本实用新型实施例提供一种基于北斗卫星通信的电力集中器，包括：采集终端和北斗主站；

所述采集终端包括：

数据采集单元，用于采集与用户电表连接的本地电力集中器采集到的用户电表数据；

数据处理单元，用于将所述用户电表数据解析后按照预设数据模板对所述用户电表数据进行整理；

数据加密单元，用于将整理后的用户电表数据按照北斗通信协议进行加密；

北斗通信单元，用于将加密后的用户电表数据通过北斗短报文通信方式发送至所述北斗主站；

电源管理单元，用于为所述数据采集单元、所述数据处理单元、所述数据加密单元和所述北斗通信单元供电；

所述北斗主站包括：

数据接收单元，用于接收所述加密后的用户电表数据；

数据发送单元，用于将所述加密后的用户电表数据解密后通过移动通信网络发送至电力计量系统主站。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述数据采集单元，具体用于通过RS485总线与多个所述本地电力集中器级联，通过地址轮询的方式依次采集多个所述本地电力集中器采集到的用户电表数据。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述数据接收单元，还用于接收电力计量系统主站发送的下行控制指令；

所述数据发送单元，还用于将所述下行控制指令按照北斗通信协议进行加密后通过北斗短报文通信方式发送至所述采集终端；

所述北斗通信单元，还用于接收加密后的下行控制指令；

所述采集终端还包括：

数据解密单元，用于对所述加密后的下行控制指令进行解密；

控制单元，用于将解密后的下行控制指令通过与用户电表连接的本地电力集中器发送至用户电表。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述采集终端还包括存储单元，用于存储所述数据采集单元采集到的用户电表数据；

显示单元，用于显示所述存储单元采集到的用户电表数据。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述采集终端还包括软件升级接口，所述软件升级接口与所述数据处理单元连接，用于通过外部连接对所述数据处理单元中的软件系统进行升级。

第二方面，本实用新型实施例提供一种基于北斗卫星通信的电力数据采集系统，包括：本地电力集中器、基于北斗卫星通信的电力集中器和电力计量系统主站；

所述本地电力集中器与用户电表连接，用于通过微功率通信采集用户电表数据；

所述基于北斗卫星通信的电力集中器，包括：采集终端和北斗主站；

所述采集终端包括：

数据采集单元，用于采集所述本地电力集中器采集到的用户电表数据；

数据处理单元，用于将所述用户电表数据解析后按照预设数据模板对所述用户电表数据进行整理；

数据加密单元，用于将整理后的用户电表数据按照北斗通信协议进行加密；

北斗通信单元，用于将加密后的用户电表数据通过北斗短报文通信方式发送至所述北斗主站；

电源管理单元，用于为所述数据采集单元、所述数据处理单元、所述数据加密单元和所述北斗通信单元供电；

所述北斗主站包括：

数据接收单元，用于接收所述加密后的用户电表数据；

数据发送单元，用于将所述加密后的用户电表数据解密后通过移动通信网络发送至所述电力计量系统主站；

所述电力计量系统主站，用于对接收到的用户电表数据进行监控和计费。

在第二方面一种可能的实现方式中，所述数据采集单元，具体用于通过RS485总线与多个所述本地电力集中器级联，通过地址轮询的方式依次采集多个所述本地电力集中器采集到的用户电表数据。

在第二方面一种可能的实现方式中，所述数据接收单元，还用于接收电力计量系统主站发送的下行控制指令；

所述数据发送单元，还用于将所述下行控制指令按照北斗通信协议进行加密后通过北斗短报文通信方式发送至所述采集终端；

所述北斗通信单元，还用于接收加密后的下行控制指令；

所述采集终端还包括：

数据解密单元，用于对所述加密后的下行控制指令进行解密；

控制单元，用于将解密后的下行控制指令通过与用户电表连接的本地电力集中器发送至用户电表。

在第二方面一种可能的实现方式中，所述采集终端还包括存储单元，用于存储所述数据采集单元采集到的用户电表数据；

显示单元，用于显示所述存储单元采集到的用户电表数据。

在第二方面一种可能的实现方式中，所述采集终端还包括软件升级接口，所述软件升级接口与所述数据处理单元连接，用于通过外部连接对所述数据处理单元中的软件系统进行升级。

本实用新型提供的基于北斗卫星通信的电力集中器和电力数据采集系统，采集与用户电表连接的本地电力集中器采集到的用户电表数据，将所述用户电表数据解析后按照预设数据模板对所述用户电表数据进行整理后按照北斗通信协议进行加密，将加密后的用户电表数据通过北斗短报文通信方式发送至所述北斗主站，所述北斗主站接收所述加密后的用户电表数据，将所述加密后的用户电表数据解密后通过移动通信网络发送至电力计量系统主站，通过北斗卫星通信完成了用户电表数据的上送，避免了由于移动通信网络出现故障对用户电表数据监管和计费产生的影响，另外，基于北斗卫星通信的电力集中器无需对现有电网的其他设备进行改造，大大节约了对电网进行升级改造的时间和成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的基于北斗卫星通信的电力集中器实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的基于北斗卫星通信的电力集中器实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的基于北斗卫星通信的电力数据采集系统实施例一的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的基于北斗卫星通信的电力数据采集系统实施例二的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的基于北斗卫星通信的电力集中器实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例所提供的基于北斗卫星通信的电力集中器包括：采集终端11和北斗主站12。

所述采集终端11包括：

数据采集单元111，用于采集与用户电表连接的本地电力集中器采集到的用户电表数据。数据处理单元112，用于将所述用户电表数据解析后按照预设数据模板对所述用户电表数据进行整理。数据加密单元113，用于将整理后的用户电表数据按照北斗通信协议进行加密。北斗通信单元114，用于将加密后的用户电表数据通过北斗短报文通信方式发送至所述北斗主站12。电源管理单元115，用于为所述数据采集单元111、所述数据处理单元112、所述数据加密单元113和所述北斗通信单元114供电。

在电力系统中，为了解决用户侧电表，尤其是低压用户电表的抄表效率和实时性的问题，目前已经在电网中配置了集中器，集中器与同一区域的多个用户电表连接，通过微功率通信方式采集多个用户电表的数据，然后集中器通过移动通信网络将采集到的用户电表数据发送至电力计量系统主站。由于该集中器位于用户电表侧，将其称为本地电力集中器。由于本地电力集中器是通过移动通信网络向电力计量系统主站发送用户电表数据，可能受到移动通信网络的影响而导致用户电表数据上送失败，从而影响对用户电表数据的实时监管。

由于本地电力集中器已经广泛地部署于电网中，对其进行大规模的更换和升级成本很高，且需要对整个电网监管系统都进行同步升级，成本和时间都很高，因此，本实施例提供一种新型的电力集中器，在不改变现有电网监管系统的基础上，实现对电网中用户电表数据的监管。

如图1所示，其中，采集终端11与本地电力集中器连接，更具体地，采集终端11中的数据采集单元111，用于采集与用户电表连接的本地电力集中器采集到的用户电表数据。数据采集单元111采用主动采集的方式，从连接的本地电力集中器中采集用户电表数据，这样可以不改变现有的本地电力集中器的工作方式。数据采集单元111可以采用实时采集的方式，从连接的本地电力集中器中采集用户电表数据，也可以按照一定的周期，周期性地从连接的本地电力集中器中采集用户电表数据。

具体地，数据采集单元111，具体可以用于通过RS485总线与多个所述本地电力集中器级联，通过地址轮询的方式依次采集多个所述本地电力集中器采集到的用户电表数据。另外，数据采集单元111还可以通过RS232或其他本地连接方式与本地电力集中器进行连接。

数据处理单元112，用于将数据采集单元111采集到的用户电表数据解析后按照预设数据模板对所述用户电表数据进行整理。数据采集单元11从本地电力集中器所采集到的用户电表数据是离散的多个数据，为了使上传至电力计量系统主站符合相应的数据格式，数据处理单元112需要对数据采集单元采集到的用户电表数据进行解析，然后按照预设数据模板对用户电表数据进行整理，使整理后的数据符合电网数据协议。

传统的本地电力集中器是采用移动通信网络进行用户电表数据的上传，但移动通信网络需要相应的基站和网络设备的支持，对于偏远山区等特殊地区，移动通信网络的覆盖可能存在盲点，另外移动通信网络还可能由于停电、故障等其他原因而导致通信出现问题，这对于本地电力集中器向电力计量系统主站上送用户电表数据产生了一定的影响。而在本实施例中，提供的新型电力集中器是采用北斗卫星通信的方式进行用户电网数据的上送。北斗卫星通信是依靠北斗卫星所提供的短报文传输方式进行的通信，其覆盖范围广泛，没有覆盖盲区，可以提供非常可靠的数据传输。为了将用户电表数据通过北斗卫星通信方式进行传输，需要采用数据加密单元113将整理后的用户电表数据按照北斗通信协议进行加密。然后由北斗通信单元114将加密后的用户电表数据通过北斗短报文通信方式发送至所述北斗主站12。北斗通信单元114可以为配置有北斗通信芯片和相应射频、天线系统的模块。

采集终端11还包括电源管理单元115，用于为所述数据采集单元111、所述数据处理单元112、所述数据加密单元113和所述北斗通信单元114供电。

所述北斗主站12包括数据接收单元121，用于接收所述加密后的用户电表数据。数据发送单元122，用于将所述加密后的用户电表数据解密后通过移动通信网络发送至电力计量系统主站。采集终端11需要对本地电力集中器的数据进行采集，因此采集终端11需要与本地电力集中器通过可靠的通信连接进行连接，一般为有线的通信连接。多个采集终端11所采集到的用户电表数据需要通过北斗通信发送至北斗主站12，北斗主站12设置于移动通信网络信号良好的地区，在接收到采集终端11发送的用户电表数据后，再通过移动通信网络将用户电表数据发送至电力计量系统主站。这样电力计量系统主站还是通过移动通信网络进行用户电表数据的接收，对于电力计量系统主站而言，并没有感知到本市实施例所提供的新型电力集中器的存在，因此无需对电力计量系统主站的系统进行升级和改造。

本实施例所提供的基于北斗卫星通信的电力集中器包括：采集终端和北斗主站；所述采集终端采集与用户电表连接的本地电力集中器采集到的用户电表数据，将所述用户电表数据解析后按照预设数据模板对所述用户电表数据进行整理后按照北斗通信协议进行加密，将加密后的用户电表数据通过北斗短报文通信方式发送至所述北斗主站，所述北斗主站接收所述加密后的用户电表数据，将所述加密后的用户电表数据解密后通过移动通信网络发送至电力计量系统主站，通过北斗卫星通信完成了用户电表数据的上送，避免了由于移动通信网络出现故障对用户电表数据监管和计费产生的影响，另外，基于北斗卫星通信的电力集中器无需对现有电网的其他设备进行改造，大大节约了对电网进行升级改造的时间和成本。

图2为本实用新型实施例提供的基于北斗卫星通信的电力集中器实施例二的结构示意图，如图2所示，本实施例所提供的基于北斗卫星通信的电力集中器在图1的基础上，采集终端11还包括数据解密单元116，和控制单元117。

北斗主站12中的数据接收单元121，还用于接收电力计量系统主站发送的下行控制指令；所述数据发送单元122，还用于将所述下行控制指令按照北斗通信协议进行加密后通过北斗短报文通信方式发送至所述采集终端11。在电网系统中，除了被动采集用户电表数据以外，电力计量系统主站还可以向用户电表发送控制指令，对用户电表进行相应的控制，例如故障查询、紧急断电等。电力计量系统主站发送的控制指令可以被北斗主站12的数据接收单元121所接收，然后数据发送单元122通过北斗卫星通信的方式向采集终端发送控制指令。

所述北斗通信单元114，还用于接收加密后的下行控制指令。采集终端11中的数据解密单元116用于对所述加密后的下行控制指令进行解密；控制单元117，用于将解密后的下行控制指令通过与用户电表连接的本地电力集中器发送至用户电表。这样就完成了电网中的下行数据传输。同样地，本实施例所提供的基于北斗卫星通信的电力集中器，无需对电网中的其他设备进行升级和改造，即可实现电网下行数据的可靠传输。电源管理单元115相应地需要为数据解密单元116和控制单元117进行供电。

进一步地，采集终端11还可以包括存储单元118，用于存储所述数据采集单元111采集到的用户电表数据；显示单元119，用于显示所述存储单元118采集到的用户电表数据。在采集终端11中，可以对采集到的用户电表数据进行存储并显示，这样便于电网维护人员对电网和集中器的工作状态进行检查和维护。

进一步地，采集终端11还包括软件升级接口110，所述软件升级接口110与所述数据处理单元112连接，用于通过外部连接对所述数据处理单元112中的软件系统进行升级。软件升级接口110例如为USB接口，电网维护人员可以通过软件升级接口110对采集终端11中的软件系统进行本地升级。

图3为本实用新型实施例提供的基于北斗卫星通信的电力数据采集系统实施例一的结构示意图，如图3所示，本实施例提供的基于北斗卫星通信的电力数据采集系统，包括：本地电力集中器31、基于北斗卫星通信的电力集中器32和电力计量系统主站33；

所述本地电力集中器31与用户电表34连接，用于通过微功率通信采集用户电表数据。

所述基于北斗卫星通信的电力集中器32，包括：采集终端11和北斗主站12；所述采集终端11包括：数据采集单元111，用于采集所述本地电力集中器31采集到的用户电表数据；数据处理单112元，用于将所述用户电表数据解析后按照预设数据模板对所述用户电表数据进行整理；数据加密单元113，用于将整理后的用户电表数据按照北斗通信协议进行加密；北斗通信单元114，用于将加密后的用户电表数据通过北斗短报文通信方式发送至所述北斗主站12；电源管理单元115，用于为所述数据采集单元111、所述数据处理单元112、所述数据加密单元113和所述北斗通信单元114供电。

所述北斗主站12包括：数据接收单元121，用于接收所述加密后的用户电表数据；数据发送单元122，用于将所述加密后的用户电表数据解密后通过移动通信网络发送至所述电力计量系统主站33。

所述电力计量系统主站33，用于对接收到的用户电表数据进行监控和计费。

本实施例所提供的基于北斗卫星通信的电力数据采集系统中，基于北斗卫星通信的电力集中器32可以为图1所示实施例中的基于北斗卫星通信的电力集中器，其结构和工作原理如前所述。本地电力集中器31和电力计量系统主站33与电网中现有电力集中器和电力计量系统主站相同，此处不再赘述。

进一步地，在图3所示实施例中，数据采集单元111，具体用于通过RS485总线与多个所述本地电力集中器31级联，通过地址轮询的方式依次采集多个所述本地电力集中器31采集到的用户电表数据。

图4为本实用新型实施例提供的基于北斗卫星通信的电力数据采集系统实施例二的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的基于北斗卫星通信的电力数据采集系统，在图3所示实施例的基础上，

数据接收单元121，还用于接收电力计量系统主站33发送的下行控制指令；所述数据发送单元122，还用于将所述下行控制指令按照北斗通信协议进行加密后通过北斗短报文通信方式发送至所述采集终端11。

所述北斗通信单元114，还用于接收加密后的下行控制指令；所述采集终端11还包括：数据解密单元116，用于对所述加密后的下行控制指令进行解密；控制单元117，用于将解密后的下行控制指令通过与用户电表连接的本地电力集中器31发送至用户电表34。

进一步地，所述采集终端11还包括存储单元118，用于存储所述数据采集单元111采集到的用户电表数据；显示单元119，用于显示所述存储单元118采集到的用户电表数据。

进一步地，所述采集终端11还包括软件升级接口110，所述软件升级接口110与所述数据处理单元112连接，用于通过外部连接对所述数据处理单元112中的软件系统进行升级。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于北斗卫星通信的电力集中器，其特征在于，包括：采集终端和北斗主站；

所述采集终端包括：

数据采集单元，用于采集与用户电表连接的本地电力集中器采集到的用户电表数据；

数据处理单元，用于将所述用户电表数据解析后按照预设数据模板对所述用户电表数据进行整理；

数据加密单元，用于将整理后的用户电表数据按照北斗通信协议进行加密；

北斗通信单元，用于将加密后的用户电表数据通过北斗短报文通信方式发送至所述北斗主站；

电源管理单元，用于为所述数据采集单元、所述数据处理单元、所述数据加密单元和所述北斗通信单元供电；

所述北斗主站包括：

数据接收单元，用于接收所述加密后的用户电表数据；

数据发送单元，用于将所述加密后的用户电表数据解密后通过移动通信网络发送至电力计量系统主站。

2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星通信的电力集中器，其特征在于，所述数据采集单元，具体用于通过RS485总线与多个所述本地电力集中器级联，通过地址轮询的方式依次采集多个所述本地电力集中器采集到的用户电表数据。

3.根据权利要求1或2所述的基于北斗卫星通信的电力集中器，其特征在于，所述数据接收单元，还用于接收电力计量系统主站发送的下行控制指令；

所述数据发送单元，还用于将所述下行控制指令按照北斗通信协议进行加密后通过北斗短报文通信方式发送至所述采集终端；

所述北斗通信单元，还用于接收加密后的下行控制指令；

所述采集终端还包括：

数据解密单元，用于对所述加密后的下行控制指令进行解密；

控制单元，用于将解密后的下行控制指令通过与用户电表连接的本地电力集中器发送至用户电表。

4.根据权利要求1或2所述的基于北斗卫星通信的电力集中器，其特征在于，所述采集终端还包括存储单元，用于存储所述数据采集单元采集到的用户电表数据；

显示单元，用于显示所述存储单元采集到的用户电表数据。

5.根据权利要求1或2所述的基于北斗卫星通信的电力集中器，其特征在于，所述采集终端还包括软件升级接口，所述软件升级接口与所述数据处理单元连接，用于通过外部连接对所述数据处理单元中的软件系统进行升级。

6.一种基于北斗卫星通信的电力数据采集系统，其特征在于，包括：本地电力集中器、基于北斗卫星通信的电力集中器和电力计量系统主站；

所述本地电力集中器与用户电表连接，用于通过微功率通信采集用户电表数据；

所述基于北斗卫星通信的电力集中器，包括：采集终端和北斗主站；

所述采集终端包括：

数据采集单元，用于采集所述本地电力集中器采集到的用户电表数据；

数据处理单元，用于将所述用户电表数据解析后按照预设数据模板对所述用户电表数据进行整理；

数据加密单元，用于将整理后的用户电表数据按照北斗通信协议进行加密；

北斗通信单元，用于将加密后的用户电表数据通过北斗短报文通信方式发送至所述北斗主站；

电源管理单元，用于为所述数据采集单元、所述数据处理单元、所述数据加密单元和所述北斗通信单元供电；

所述北斗主站包括：

数据接收单元，用于接收所述加密后的用户电表数据；

数据发送单元，用于将所述加密后的用户电表数据解密后通过移动通信网络发送至所述电力计量系统主站；

所述电力计量系统主站，用于对接收到的用户电表数据进行监控和计费。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述数据采集单元，具体用于通过RS485总线与多个所述本地电力集中器级联，通过地址轮询的方式依次采集多个所述本地电力集中器采集到的用户电表数据。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述数据接收单元，还用于接收电力计量系统主站发送的下行控制指令；

所述数据发送单元，还用于将所述下行控制指令按照北斗通信协议进行加密后通过北斗短报文通信方式发送至所述采集终端；

所述北斗通信单元，还用于接收加密后的下行控制指令；

所述采集终端还包括：

数据解密单元，用于对所述加密后的下行控制指令进行解密；

控制单元，用于将解密后的下行控制指令通过与用户电表连接的本地电力集中器发送至用户电表。

9.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述采集终端还包括存储单元，用于存储所述数据采集单元采集到的用户电表数据；

显示单元，用于显示所述存储单元采集到的用户电表数据。

10.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述采集终端还包括软件升级接口，所述软件升级接口与所述数据处理单元连接，用于通过外部连接对所述数据处理单元中的软件系统进行升级。