自动抄表系统技术方案武汉.docx

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自动抄表系统技术方案武汉

宁波三星自动抄表系统

技术方案说明

宁波三星科技有限公司

三星自动抄表系统

一、前言

随着计算机技术的飞速发展，通信技术的不断提高，计算机在电力行业各个领域得到了广泛的应用，并越来越普及。

在我国，几乎每个地区的电力部门都已实现了用电收费管理自动化。

但是用户用电数据的抄录及数据的计算机录入，却依然只能依靠大量的手工操作来完成。

传统的手工抄表方式暴露出日益严重的质量和效率问题，抄表环节已成为电力营销的严重瓶颈，解决这一问题的根本途径是采用先进的抄表技术和抄表手段，即实现远程自动抄表。

因此，我公司开发了一套基于低压用户的电力线载波自动抄表系统。

不仅从根本上解决了人工抄表，额外电损等问题，还可以实现准确的线损分析，最大用电负荷统计、用电异动分析、可疑用户远程监控等功能。

三星自动抄表系统是面向低压用户，以先进的电力线载波通信（PLC）技术为基础，以系统工程思想为指导，采用了软件自动中继、模式识别和模糊处理等技术，以软件扩频技术为核心而研制成功的，通讯能力达到国际先进水平的新一代自动抄表系统。

系统具有记数准确、抄表成功率高、通讯可靠性高、综合成本低、系统构建灵活方便、施工量小、运行费用低、适应能力强等特点。

二、参考标准

DL/T698-1999低压电力用户集中抄表系统技术条件

GB/T2423.1-1989电工电子产品基本环境试验规程试验A低温试验方法

GB/T2423.2-1989电工电子产品基本环境试验规程试验B高温试验方法

GB/T2423.4-1993电工电子产品基本环境试验规程试验Db交变湿热试验方法

GB2829-1987周期检查计数抽样程序及抽样表（适用于生产过程稳定性的检查）

GB/T15464-1995仪器仪表包装通用技术条件

GB/T17215-19981和2级静止式交流有功电能表

GB/T17626.2-1998电磁兼容试验和测量技术

第2单元静电放电的抗扰性试验

GB/T17626.3-1998电磁兼容试验和测量技术

第3单元辐射电磁场的抗扰性试验

GB/T17626.4-1998电磁兼容试验和测量技术

第4单元电快速瞬变脉冲群的抗扰性试验

GB/T17626.5-1999电磁兼容试验和测量技术

第5单元浪涌的抗扰性试验

IEC61000-3-5：

1997电磁兼容性（EMC）—第3部分：

限制

第8单元低压电力设备上传输信号的电平、频带和电磁骚扰电平

三、系统结构

三星自动抄表系统由以下几部分组成：

●数据采集单元（MIU）：

数据采集单元可分为全电子载波表、RS485采集终端以及脉冲采集终端三类。

其中全电子载波表内置载波通信模块，采用一体化结构设计，可以直接接入三星低压电力线载波自动抄表系统，并且由于电能计量数据的（指示数据与抄收数据）同源特点，确保了在源头上不产生误差，保证了数据的精确性。

●下行信道（PLC）：

下行信道采用低压电力线载波通信技术。

经过多年的技术攻关，三星自动抄表系统彻底解决了电力线载波通信中存在的信号衰减大、负载阻抗变化大、干扰信号强、信号失真大等特点，保证了通信的可靠性。

并且使用现成低压电力线作为通信载体，避免了工程的安装维护费用，极大的降低了系统的综合成本。

●数据集中器（DataCon）：

数据集中器是三星自动抄表系统中的关键设备，具备自我学习、自我感知电网拓扑结构的能力，自动按系统主站设置的时间集中抄读本台区电表数据，并且保存相关数据。

同时能够与系统主站和手持单元进行数据交换。

●上行信道（PSTN/GSM/GPRS）：

三星自动抄表系统可灵活选择不同的上行信道，包括PSTN公共电话网、GSM移动数据业务、GPRS通用分组无线业务等，另外还可采用高中压电力载波、电力专用无线电通讯以及包括通讯电缆和光纤在内的专用通讯网络。

综合分析各种通信信道的优缺点以及费用，系统推荐采用PSTN和GPRS两种上行信道。

●系统主站（SMS）：

系统主站由计算机系统、通讯设备、后台管理软件等构成。

主站通过通讯设备经上行信道与集中器连接，实现对集中器的远程抄读和集中控制。

也可通过手持单元将各数据集中器的数据转储。

系统主站后台管理软件提供了丰富的数据视图和灵活的接口，能够方便的与电力部门的营销系统或其他系统联网，实现数据信息共享。

●手持单元（HHU）：

手持单元由抄控器和掌上电脑组成。

在三星自动抄表系统中，抄控器是一种在生产安装、现场维护时使用的通路连接设备。

它与掌上电脑配合在一起用于抄控抄表模块（载波电能表）；通过RS232接口与集中器直接通讯，一方面抄控器将掌上电脑的抄控指令发送到电力线上，另一方面从电力线上接收抄表模块（载波电能表）返回的数据信息并传给掌上电脑。

四、系统技术指标

1.电能量读数准确度：

系统读出的用户电能表累计电能量读数E与用户电能表自身指示的电能量示值E0的差值在实验室条件和现场运行条件下均能满足以下要求：

|E－E0－△E|≤0.01%E0+1×10-（α+1）+γ×10-β

注：

△E＝初始化时的E－初始化的E0，α为用户电能表计度器显示的小数位数，β为系统电能读数的小数位数，γ为进位误差，当|E－E1－△E|≥0时，γ=0；当|E－Eβ－△E|＜0时，γ=1。

2.一次抄读成功率：

按下列公式计算系统对所有用户电能表的累计电能数据抄读的一次抄读成功率：

一次抄读成功率=×100%

现场验收条件下，系统运行三个月以上，统计一次抄读成功率能够满足以下指标：

集中器下行信道

一次抄读成功率

电力线载波

＞85%

3.电能量读数总差错率：

按下列公式计算系统对所有用户电能表的累计电能数据抄读的总差错率，在试验条件下和在现场验收条件下都等于零。

抄读差错率=

五、数据采集单元

●DDSI188型单相电子式载波电能表

DDSI188型单相电子式载波电能表（液晶显示）采用最新单片微处理器及其外围芯片技术设计、制造，采用美国AD公司的专用单相电能计量芯片，通过对电流、电压信号采样，能计量双向有功电能；可利用低压电力线进行编程、抄表和控制拉闸，实现对低压居民用户的电力线载波自动抄表。

功能及特点：

1.电能表的线路设计和元器件的选择以较大的环境允差为依据，因此可保证整机长期稳定工作，精度基本不受频率、温度、电压变化影响。

2.计量芯片采用美国AD公司的专用单相电能计量芯片ADE7755,误差曲线动态范围宽，可方便地制作高倍程表,抗干扰能力强，性能稳定，失效率低。

3.电能表尾端有光电隔离脉冲输出接口，以便于进行误差测试和数据采集。

4.通过电力线进行载波通信，实现远程自动抄表和远程控制拉闸（可选）。

5.采用软件扩频方式进行低压电力线载波通信，准确、可靠、抄读能力强。

6.可由抄表器（掌上电脑）配合抄控器对电表进行预置参数和抄表等操作，预设参数受编程开关限制，编程开关带铅封保护。

7.采用阻燃ABS塑料壳体，宽温度液晶显示。

8.具有脉冲指示和断电指示灯（带拉闸功能时）。

技术参数：

正常工作电压范围

220×（1±20%）V

绝缘耐压

≥2000Vac

有功功耗

≤1.5W

视在功耗

≤2VA

工作温度范围

正常工作温度范围-20℃～45℃

极限工作温度范围-30℃～55℃

存储和运输温度范围

-40℃～70℃

存储和工作湿度

≤85%（年平均）

电量计数器

0～999999.99kW*h

载波通信距离

电力主干线3km

自动中继深度

3级

载波频率

270KHz±15KHz

外型尺寸

长×宽×高160mm×120mm×60mm

●

DDSF2000单相电子式多费率载波电能表

DDSF2000型单相电子式多费率载波电能表，采用最新单片微处理器及其外围芯片技术设计、制造，采用美国AD公司的专用单相电能计量芯片，通过对电流、电压信号采样，能计量双向有功电能，多费率分时计量，最多可选4费率8时段，可利用低压电力线进行编程、抄表和控制拉闸，也可用红外进行编程和抄表，实现对低压居民用户的电力线载波自动抄表。

功能及特点：

1.电能表的线路设计和元器件的选择以较大的环境允差为依据，因此可保证整机长期稳定工作，精度基本不受频率、温度、电压变化影响。

2.计量芯片采用美国AD公司的专用单相电能计量芯片ADE7755,误差曲线动态范围宽，可方便地制作高倍程表,抗干扰能力强，性能稳定，失效率低。

3.多费率分时计量，4费率8时段可设置。

4.电能表尾端有光电隔离脉冲输出接口，以便于进行误差测试和数据采集。

5.通过电力线进行载波通信，实现远程自动抄表和远程控制拉闸（可选）。

6.采用软件扩频方式进行低压电力线载波通信，准确、可靠、抄读能力强。

7.可由抄表器（掌上电脑）配合抄控器对电表进行预置参数和抄表等操作。

8.具有红外通信接口，可进行现场编程、抄表操作。

9.采用阻燃ABS塑料壳体，宽温度液晶显示。

10.具有脉冲指示和断电指示灯（带拉闸功能时）。

11.电源失电后，重要数据写入EEPROM存储器，锂电池为时钟提供后备电源。

技术参数：

正常工作电压范围

220×（1±20%）V

绝缘耐压

≥2000Vac

电压回路功耗

≤6VA/1.5W

电流回路功耗

≤2VA

一般工作温度

正常工作温度

-10℃～45℃

极限工作温度

-20℃～55℃

特殊工作温度

正常工作温度

-25℃～55℃

极限工作温度

-40℃～60℃

存储和运输温度

-20℃～80℃

存储和工作湿度

≤75%

抄表日

设定抄表日、时,保存最近12个月历史电量

负荷代表日

可设置

时钟精度

<0.5s/d，内置2000~2099年间百年历

电量计数器

液晶显示，6位主显示，有中文提示

通讯规约

<

>

波特率

红外：

1200bps；载波：

384bps

红外通信距离

不少于4m

载波通信距离

电力主干线3km

自动中继深度

3级

载波频率

270KHz±15KHz

外型尺寸

长×宽×高175mm×116mm×67mm

●

CZL129-1c采集终端（RS485采集）

CZL129-1c型采集终端（RS485采集）采用先进微电子技术及SMT生产工艺制造，应用于三星低压电力线载波自动抄表系统，作为系统的终端设备之一，实现32路（或16路）用户电表的电量等数据采集，适合与带RS485接口的电能表进行配合实现远程自动抄表。

CZL129-1c型采集终端（RS485）各项性能指标符合中华人民共和国电力行业标准DL/T698-1999<<低压电力用户集中抄表系统技术条件>>。

 

功能特点：

1.三相四线电源供电：

3×220/380V；

2.作为低压电力线载波自动抄表系统的一个终端设备；

3.上行通过低压电力线与集中器通讯，下行与带RS485接口的电能表通信；

4.一个采集器最多可以抄读32只或16只电能表；

5.可以抄读不同厂家生产的电能表（协议符合DL/T645规约）；

6.可抄读的信息有：

当前有功总（平、谷、峰、尖）电量、上月有功总（平、谷、峰、尖）电量、电表运行状态字。

技术参数：

 

项目

技术指标

电源

3×220/380V50Hz

规格

32路、16路

功耗

非传输状态

＜1VA，1W

传输状态

＜3VA，2.5W

通讯速率

载波

384bps

RS485

1200bps

载波通信距离

电力主干线3km

自动中继深度

3级

载波频率

270KHz±15KHz

工作温度范围

-25℃～+55℃

存贮温度范围

-30℃～+70℃

外型尺寸

长×宽×高229mm×145mm×72mm

●

DDS188单相电子式电能表（液晶显示、带拉闸）

DDS188型单相电子式电能表是采用先进的超低功耗固态集成电路技术和SMT工艺制造的新产品，其用途是计量额定频率为50Hz的交流单相有功电能。

功能特点：

Ø符合GB/T17215-2002《1级和2级静止式交流有功电能表》。

Ø静止式仪表，电路设计和元器件选择以允许较大环境允差为依据，能可靠保证电能表长期稳定工作。

Ø电能表壳体采用高性能工程塑料，表内具有逻辑防潜动功能。

Ø采用6+2液晶显示，显示内容（当前有功总电量、日期、时间）可根据要求进行通讯设置。

停电后LCD显示当前总电量6s，停显3s。

Ø具有继电器拉闸、合闸功能，控制电表的通断电。

（可选）

Ø电表出厂后具有5次电量清零次数，但要求当前有功总电量值＜10kWh。

Ø表内带有时钟（软时钟），并可进行广播对时，时钟在停电时能维持运行。

日时钟准确度不大于5秒/天。

技术参数：

正常工作电压范围

220×（1±20%）V

绝缘耐压

≥2000Vac

有功功耗

≤1.5W

视在功耗

≤2VA

工作温度范围

正常工作温度范围-20℃～45℃

极限工作温度范围-30℃～55℃

存储和运输温度范围

-40℃～70℃

存储和工作湿度

≤85%（年平均）

电量计数器

0～999999.99kW*h

通讯速率

1200bps

外型尺寸

长×宽×高160mm×120mm×60mm

六、数据集中器

●CGZ129-1j型集中器

CGZ129-1j型集中器是低压电力线载波自动抄表系统中的关键设备。

能够自动抄收并存储各种具有载波通信功能的智能仪表、采集终端或采集模块以及各类载波通信终端的电量数据，同时能与主站或手持设备进行数据交换。

符合中华人民共和国电力行业标准DL/T698-1999（《低压电力用户集中抄表系统技术条件》）。

功能描述

⏹设置参数：

可由系统主站远程或直接设置。

包括数据库、时钟、时段、中继参数以及启动抄读、停止抄读等一系列相关参数。

⏹抄读数据：

集中器在抄表时段内集中抄读台区电表数据。

⏹存储数据：

集中器将抄读的数据存储起来，最多可以存储31次数据。

⏹中继功能：

集中器能够依据学习结果，自动启用中继功能，实现中继抄表。

⏹冻结功能：

集中器能够依据后台设置，对台区电表进行冻结抄表。

⏹远程监控：

支持后台系统远程实时监控电表运行实况，对电表情况进行分析。

⏹漫游功能：

在人为干预下，能够进行表号漫游处理，找到表号的准确台变。

⏹校时功能：

可实现系统校时。

⏹自诊断功能：

可自动进行系统检测，发现异常有记录和报警。

⏹交互命令：

支持后台系统进行命令级交互命令操作。

⏹自我学习：

具有高智能，能够自我学习，通过对抄读数据分析，感知电网拓扑结构，自动建立中继路径。

随着学习过程的进行，集中器具有“越用越好用”的特点。

性能指标：

⏹通讯速率：

9600bps。

⏹抗干扰能力强：

集中器在软件和硬件两方面进行抗干扰处理，有强大的抗干扰能力。

⏹掉电保护：

数据停电保存期为30年，复电后程序从断点处开始运行。

⏹抗雷击：

集中器采用多种抗雷击措施。

⏹MODEM保护：

具备MODEM保护电路，对MODEM进行保护。

⏹通讯方式：

集中器与抄表模块之间通过电力线双向通讯，集中器与后台系统之间通过MODEM进行电话线通讯（其他信道通信方式可选）。

⏹抄表数量：

理论上无限制，标准配置1024只。

⏹多种接口：

设RS232、RS485接口、RJ11接口和红外接口。

RS232接口与计算机连接，RJ11接口与电话网连接。

RS485接口用于其它电力设备交换数据，提供标准的工业接口

技术参数：

项目

技术指标

工作电压范围

3×220/380V±20%

正常工作频率

50Hz±5%

功耗

<10W/15VA

通信方式

双向低压电力线载波通信、红外通信

时钟误差

≤0.5s/d（23℃）

时钟后备电池

≥10年，连续工作时间不小于2年

正常工作温度范围

（-25～+55）℃

极限工作温度范围

（-30～+60）℃

年平均湿度

≤75%

产品设计寿命

≥10年

红外通信距离

不少于4m

载波通信距离

电力主干线3km

自动中继深度

3级

载波频率

270KHz±15KHz

外形尺寸

长×宽×厚：

280mm×160mm×90mm（不含铁箱）

七、

系统主站

1.基本功能

●抄收功能：

自动抄收：

按设定的抄表日期及时间自动连通集中器、抄收集中器内储存的电能量数据及其他信息。

随机抄收：

根据需要，可随时连通指定区域的远方终端或集中器并抄收数据。

手持抄表器转储：

可通过RS232接口接收来自手持抄表器内储存的抄表数据。

●数据处理与储存：

对抄收到的各类数据自动进行分类处理并储存在本地或网络数据库中。

●设置功能：

可远方设置各集中器的运行参数。

●系统校时：

可对远方集中器进行校时。

●自诊断功能：

自动进行系统自检，发现设备（包括通信）异常有记录和报警。

●分析统计功能：

用户用电量存储、统计和查询。

可分时段（峰、谷、平）进行电能量累计和处理，能提供所有设备运行历史数据的查询、统计。

●报表功能：

报表具备编辑功能，可定时、召唤打印。

报表类型有基本电能量统计报表、特殊报表。

特殊报表：

零电量用户报表、台区用户电量月报表、异常电量用户月报表。

●历史数据存储：

具备历史数据存储功能；历史数据应定期转储、并可恢复、保证数据安全。

●系统管理功能：

也包括系统密钥管理，系统重抄，与抄表器通信，数据库管理功能。

提供多级口令和多级授权，以保证系统的安全性，对所有的操作进行记录，以备查询。

2.扩展功能

●远端停送电功能：

配合带拉闸载波表，系统可实现远端停送电功能没。

●联网功能：

可实现与其他系统联网，实现数据共享。

3.软件结构图

 

八、

集抄系统具体方案

1、推荐配置

此方案的电子式电能表的采用一体化结构，计量准确、可靠性高；电表自带载波通信工功能，安装维护方便，因此基于数据的准确性和通讯的可靠性等各方面考虑，推荐以下配置：

系统单元

产品

备注

数据采集单元（MIU）

DDSI188单相电子式载波电能表（液晶显示）单相或复费率载波表

下行信道

电力线载波（PLC）

安装维护方便

数据集中器

CGZ129-1j型集中器

上行通道

GPRS传输终端或者电话MODEM

系统主站

《三星集中抄表系统》后台软件

手持单元（掌上电脑）

振中TP800掌机

2、普能配置

此方案通采集器采集485表计的电量数据，相对来说可靠性、通讯效果及安装维护相对来说较差,并要求表计为集中表箱安装，现场需布线工程安装及维护工作量大，维护费用高，因此不建议采用此种方案，具体配置如下：

系统单元

产品

备注

表计

DDS188单相电子表（液晶显示或计度器显示、带485）或复费率表（带485）

数据采集单元

CZL129-1c

下行信道

电力线载波（PLC）

安装维护方便

数据集中器

CGZ129-1j型集中器

上行通道

GPRS传输终端或者电话MODEM

系统主站

《三星集中抄表系统》后台软件

注：

以上两种方案都可以带拉闸功能，但是由于目前国内电力载波技术水平的限制，载波拉闸的实时性比较差，成功率也相对来说不是非常高，此功能效果不佳，容易引起用户拆诉，因此，建议系统不要采用拉闸功能。

 

3、系统接口

三星自动抄表系统与营销系统或其他相关系统可以通过数据视图和应用程序接口进行灵活的数据交换。

系统接口如下图所示：

 

 

九、

系统配置及产品报价

1、推荐配置方案：

序号

设备名称

型号

台数

单价（元）

总价

（万元）

备注

1

集中器

CGZ129-1j

每一台变一只

2

MODEM或GPRS通讯终端

每一主站一台

3

抄控器

每一个用电管理部门一只，和掌上电脑配合用于系统的日常维护

4

掌上电脑

TP-800

每一个用电管理部门一台，

5

串口线

与掌上电脑配合使用

6

电子载波表

DDSI188或DDSF2000

每户一只

7

电脑

每一主站一台

l处理器（CPU）：

P42.82以上；2内存：

512MB以上3硬盘80G以上

小计（含表计）

7

后台软件

每一个用电管理部门一套

包括系统接口实现

8

技术服务费

设备价×5%

9

工程安装费

设备价×10%

总计（含表计）

 

2、普能配置方案：

序号

设备名称

型号

台数

单价（元）

总价

（万元）

备注

1

集中器

CGZ129-1j

每一台变一只

2

MODEM或GPRS通讯终端

每一主站一台

3

抄控器

每一个用电管理部门一只，和掌上电脑配合用于系统的日常维护

4

掌上电脑

TP-800

每一个用电管理部门一台，

5

串口线

与掌上电脑配合使用

6

采集器

CZL129-1c

一个集中表箱一个

用户表集中在一个表箱内

7

电子表（带485液晶显示带拉闸或计度器显示）

DDS188

每户一只

8

电脑

每一主站一台

l处理器（CPU）：

P42.82以上；2内存：

512MB以上3硬盘:

80G以上

小计（含表计）

7

后台软件

每一个用电管理部门一套

包括系统接口实现

8

技术服务费

设备价×5%

9

工程安装费

设备价×10%

总计（含表计）