電力用戶用電信息采集系統(tǒng)設計方案3

1、第1章 通信信道及接口通信網(wǎng)絡主站、采集傳輸終端、電能表，是信息交互的承載體。通信網(wǎng)絡的主要方式有光纖通信、 230MHz無線通信、公網(wǎng)無線通信、載波通信等。圖 1.遠程、本地通信說明圖主主主主主主主遠程通信是指采集終端和系統(tǒng)主站之間的數(shù)據(jù)通信。 可分為專網(wǎng)通信及公網(wǎng) 通信。本地通信是指采集終端和用戶電能計量裝置之間的數(shù)據(jù)通信， 在本系統(tǒng)中主 要集中器和采集器、集中器和電能表、采集器和電能表之間的通信。1.1 通信信道建設原則通信通道的建設以滿足系統(tǒng)需求為出發(fā)點， 綜合考慮技術成熟、 實時性、 通信安全、分布圍、系統(tǒng)可維護、工程建設簡易、造價經(jīng)濟以及面向企業(yè)發(fā)展等因 素，根據(jù)各網(wǎng)省公司的現(xiàn)實情

2、況選擇組件通信網(wǎng)絡平臺， 為低壓集抄系統(tǒng)提供穩(wěn) 定可靠的數(shù)據(jù)交互通道。1) 易于安裝指通信網(wǎng)絡中相關的設備在初次安裝、 故障或周期輪換時， 安裝和參數(shù)配置 的難易程度。主要表現(xiàn)在各種設備的即插即拔特性和網(wǎng)絡系統(tǒng)自適應能力上。2) 易于維護指當系統(tǒng)應用需求發(fā)生變更時， 計量儀表和系統(tǒng)維護的難易程度。 如因價格 體系或結算周期發(fā)生變更時，造成的費率結構和凍結時間在線或離線調(diào)整。3) 系統(tǒng)兼容性指對采集系統(tǒng)中各種采集和傳輸終端通信方式的兼容性， 以及能夠適應未來 通信技術的不斷發(fā)展。4) 標準化的接口 通信網(wǎng)絡系統(tǒng)各個設備之間的互聯(lián)接口應采用標準接插件或者是事實上的 標準接插件。5) 一體化通信通信

3、網(wǎng)絡系統(tǒng)是采集主站、 采集終端、 計量表計之間通信的載體， 由于管理 需求和用戶性質的不同， 三者之間能夠采用的通信信道媒介差別很大， 為保持主 站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能的專一性， 建立一體化的通信機制， 保證采集主站可以通 過標準的統(tǒng)一的方式透明地和采集終端和計量表計通信。6) 經(jīng)濟性通信網(wǎng)絡系統(tǒng)在滿足系統(tǒng)需求和立足長遠發(fā)展的基礎上， 所選用的網(wǎng)絡系統(tǒng) 應該具有相對好的經(jīng)濟性。為適應各種通信方式的需要在主站數(shù)據(jù)采集服務器和集中器之間建立一個 通信平臺。 通信平臺以網(wǎng)橋的形式存在， 綜合處理轉換采集服務器和遠程通信網(wǎng) 絡之間的信息交換。通信平臺和主站采集服務器之間以 IP 網(wǎng)絡方式相連接，通信平臺

4、經(jīng)過處理 轉換之后根據(jù)遠程網(wǎng)絡情況采用適應的方式和集中器通信。 實現(xiàn)采集服務器和集中器之間的透明通信，屏蔽遠程通信的通信方式差異。采集服務器對集中器的尋址方式：在 IP 鏈路建立之后，以此為物理鏈路，按照集中器邏輯地址為目的地址進行尋址， 通信平臺根據(jù)集中器邏輯地址選擇對應的遠程通信方式轉發(fā)信息。1.2遠程通信遠程通信可分為專網(wǎng)信道通信和公網(wǎng)信道通信。專網(wǎng)信道是電力系統(tǒng)為滿足自身通信需要建設維護的專用信道，可分為 230MHz無線專網(wǎng)及光纖專網(wǎng)兩大類。230MHz無線專網(wǎng)使用國家無委會批準的電力負荷管理系統(tǒng)專用頻點，其中 有 15 組雙工頻點和 10 組單工頻點。光纖專網(wǎng)是指依據(jù)電力通信規(guī)劃而

5、建設的以光纖為信道的一種電力系統(tǒng)部 通信網(wǎng)絡。公網(wǎng)信道是相對于電力系統(tǒng)自身建設的專用信道而言的， 它指的是使用或租 用通信運營商建設的公共通信資源根據(jù)公網(wǎng)的分布特點和本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信特點公網(wǎng)信道設計使用無線公網(wǎng) 通道。1.2.1 遠程信道接口設計遠程信道軟件接口是指通信平臺中的對遠程通信的通信轉換的軟件接口硬件接口是指遠程通信中各種通信方式的集中器中的通信終端的接口。主主主主圖 3. 硬件接口示意圖主要原則：模塊化：通信軟硬件接口應該按照模塊化的方式進行設計， 終端硬件通信模 塊具有標準的通信接口；適應性：軟件通信接口應能適應通信方式， 并具有很好的擴展性， 能夠適應系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，能夠適

6、應新通信方式的接入；標準化：采用現(xiàn)有的工業(yè)標準化如標準如 RJ45、RJ11、 RS232、USB等 即插即用：硬件接口應能夠滿足即插即用的功能?；Q性：硬件接口應該是通用的，具有很好的互換性。1.2.2典型遠程信道組網(wǎng)方案1.2.2.1光纖專網(wǎng)1.2.2.1.1基本條件與建設圍目前 35KV、66KV、110KV及以上變電站基本具備骨干光纖通信， 具備至 1*2M或 10M以太網(wǎng)接口， 在此基礎上具備向下延伸的網(wǎng)絡基礎。 光纖專網(wǎng)旨在電力通 信網(wǎng)的基礎上，向配網(wǎng)延伸，覆蓋全部 10KV線路，將高速以太網(wǎng)延伸至每個臺 區(qū)，形成光纖通信專網(wǎng)。 業(yè)務流向為將低壓側業(yè)務， 如居民用電信息和商業(yè)用戶

7、統(tǒng)一接入，由上級變電站通信節(jié)點上傳至供電公司數(shù)據(jù)中心。圖 4. 光纖組網(wǎng)示意圖1.2.2.1.2 光纜建設方案1對于架空線路，同桿塔敷設自承式或復合式特種光纜；2對于具備電力管道路徑情況，同路由敷設電力非金屬阻燃光纜； 3光纜芯數(shù)與模式選擇，根據(jù)線路臺區(qū)數(shù)量可選擇 12-24 芯光纜，但不得 少于 12 芯，光纖類型優(yōu)先選用單模。1.2.2.1.3 光纖組網(wǎng)方案分為以太無源光網(wǎng)絡（ EPON），傳統(tǒng) SDH/PDH混合組網(wǎng)和光調(diào)制解調(diào)器組網(wǎng) 三種類型。1以太無源光網(wǎng)絡（ EPON）：EPON是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術，它采用 點到多點結構、 無源光纖傳輸， 在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務。 它在物理

8、層采用了 PON（無源光網(wǎng)絡）技術，光線路終端（ OLT）與光網(wǎng)絡單元（ ONU）之間僅有光 纖、光分路器等光無源器件，無需租用機房、無需配備電源、無需有源設備維護 人員，因此， 可有效節(jié)省建設和運營維護成本， 尤其適應于 10KV線路配網(wǎng)結構， 具備通信保護能力。 EPON在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，使用標準以太網(wǎng)（ I ）利用 PON的拓撲結構實現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。因此，它綜合了 PON技術和以太網(wǎng)技術的 優(yōu)點：低成本；高帶寬；擴展性強，靈活快速的服務重組；與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容 性；方便的管理等等?；?EPON技術的兩種組網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)示意圖如下：ETHRJ-45以太網(wǎng)接口圖 5. 以太

9、無源光網(wǎng)絡組網(wǎng)方式一多級分光方式。此種方式采用單纖波分復用技術（下行1490nm，上行1310nm），僅需一根主干光纖和一個 OLT（光線路終端），傳輸距離可達 20 公里。 在 ONU（光網(wǎng)絡單元）側通過多級光分路分送給最多 64 個用戶，因此可大大降 低 OLT（光線路終端）和主干光纖的成本壓力成本較低。此方案適合呈帶狀或鏈狀分布的 10KV線路圖 6.無源光網(wǎng)絡組網(wǎng)方式二在 OLT（光線路終端）側配置多路分光器，直接輸出至多路終端進行通信此種方式組網(wǎng)方式靈活， 覆蓋半徑大， 布放多芯光纜時僅需放置分纖器而不使用分光器，傳輸距離較遠。此方案適合業(yè)務需求密集的城鎮(zhèn)地區(qū)。2SDH/PDH混合組

10、網(wǎng)方式是電力通信專網(wǎng)比較傳統(tǒng)的通信方式，在骨干網(wǎng) 絡上應用廣泛，即需要在每個站點配置光端機，技術成熟，運行穩(wěn)定，但對運行 環(huán)境要求較高。成本較無源光網(wǎng)絡亦高。圖 7.SDH/PDH網(wǎng)絡組網(wǎng)方式此種組網(wǎng)方式每一級都需要進行一次光電轉換， 通信網(wǎng)節(jié)點較多，維護量大。但在已建成的網(wǎng)絡中擴展非常方便， 只需布放較短距離的光纜即可對網(wǎng)絡進行延 伸，適用于對通信速度要求不高的場合3光調(diào)制解調(diào)器方式組網(wǎng)，在簡單點對點通信中應用較廣，技術成熟。但對于大數(shù)量臺區(qū)組網(wǎng)，會大量占用光纖資源，增加建設成本圖 8. 光調(diào)制解調(diào)器組網(wǎng)方式在變電站放置光收發(fā)池，點對點和業(yè)務點進行通信。 此種方式應用較為廣泛， 覆蓋半徑大，

11、設備升級擴展方便， 但在原有網(wǎng)絡上增加通信節(jié)點可能需要重新布 放光纜和添置局端設備，成本較高，適合業(yè)務數(shù)據(jù)量較大的城鎮(zhèn)地區(qū)選用。4推薦使用方案綜合以上組網(wǎng)技術和電力網(wǎng)絡的實際情況，推薦采用 EPON技術進行組網(wǎng)。 目前的電力骨干網(wǎng)絡已滿足向 10KV線路延伸的基本條件， EPON技術非常適合于 呈帶狀或鏈狀分布的 10KV線路，系統(tǒng)建設成本低， 易于維護，標準 10/100BASE-T RJ-45 以太網(wǎng)接口輸出至終端，方便應用和擴展，也方便原有業(yè)務終端的接入。1.2.2.2 GPRS/CDMA1.2.2.2.1 主要特點表 1. 公網(wǎng)信道分類及特點分類信道類型特點無線 公網(wǎng) 信道GPRSGP

12、RS是一種基于 GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術，提供端到端的、 廣域的無線 IP 連接。特點如下：1. 傳輸速率高，理論最高值 171.2kbps ，實際應用接近 56KModem 的速度；2. 支持永久在線；3. 與話音業(yè)務共用信道，通信鏈路飽和時數(shù)據(jù)通信會受話音業(yè)務干擾；4. 資源相對豐富，覆蓋地域廣；5. 適合大規(guī)模應用。CDMACDMA是一種基于擴頻技術的碼分多址通信業(yè)務，面向用戶可提供 移動分組的 IP 連接。特點如下：1. 傳輸速率高，理論最高值 307.2kbps ，實際應用峰值速率高達153.6kbps ，傳輸速度優(yōu)于 GPRS。2. 支持遠方喚醒；3. 專用載頻和信道， 不與話

13、音共用信道， 網(wǎng)絡穩(wěn)定， 不易受干擾；4. 資源相對較少，覆蓋地域遜于 GPRS；5. 適合較大規(guī)模應用。SMSSMS是最早的短消息服務標準。特點如下：1. 必須經(jīng)過短信中心轉發(fā)，當短信中心繁忙時，通信延時明顯， 實時性弱于 GPRS/CDM。A短信中心能判斷接收端是否開機，當接收端關 機時短信中心會暫時保存信息；2. 短信的長度有限制，純文本為 160 字節(jié)，二進制非文本為 140 字節(jié)。公網(wǎng)信道的適用圍如下表：表 2. 公網(wǎng)信道適用圍分類信道類型適用業(yè)務地理環(huán)境使用建議無線GPRS實時性要求高的業(yè)務， 如：控制、實時采集等無線公共網(wǎng)絡覆 蓋完整且無線信 號優(yōu)良的城市、 鄉(xiāng) 鎮(zhèn)等主信道優(yōu)選公

14、網(wǎng)CDMA同上同上主信道優(yōu)選信道SMS1. 實時性要求稍低的 業(yè)務，如：定時采集；2. 文本通知、 提示、 告 警等業(yè)務；同上備用信道 建議主站使用短信專線主主主主主主GPRS/CDMA 主1PRS/CDMA主主主主主主主主主主21.2.2.2.2 GPRS/CDM組A網(wǎng)方式GPRS/CDMA 主 主 n圖 9.GPRS/CDMA 無線公網(wǎng)組網(wǎng)方式說明：采集終端接口方式：集中器以無線 MODEM的方式和 GSM/CDM基A 站進行數(shù)據(jù)信號的調(diào)制通信，遵 循 GPRS/CDM無A 線傳輸標準。GPRS/CDM核A心網(wǎng)和系統(tǒng)接入設備之間組建獨立的 APN/VPN私有虛擬專網(wǎng)， 公網(wǎng)和采集系統(tǒng)之間以

15、專線形式連接。終端和通信平臺之間建立建立 TCP/IP 協(xié)議，并一次作為用電信息采集系統(tǒng) 通信的物理。終端地址分配：靜態(tài)分配方式 MS與 IP 地址進行綁定。終端保持 GPRS永遠 在線狀態(tài)。1.2.2.2.3 要求1.2.2.2.3.1 安全性要求必須組建獨立的 APN/VPN私有虛擬專網(wǎng)，從 IP 層予以隔離，隧道外的公網(wǎng)IP 無法訪問隧道的 IP ，隧道的 IP 不能訪問隧道外的 IP，隧道的 IP 互訪也僅限 于授權的資源。通信運營商需采用 IPSec、ACL、信息加密等技術保障公網(wǎng)的通信安全與通信運營商對接的通信設備必須放置在隔離區(qū)，通過防火墻予以隔離。 必須設置完善的身份認證體系，

16、攔截非授權設備接入。應建立終端 IP 綁定機制，身份唯一識別。應建立終端 SIM/UIM 卡號認證體系，攔截非法 SIM/UIM 登錄。應建立終端主叫識別機制，攔截非法指令。1.2.2.2.3.2 可靠性要求通信網(wǎng)關必須可靠， 硬件設備可采用集群機制保障可靠性， 單點設備故障不 影響整個通信網(wǎng)關的正常通信。 通信網(wǎng)關軟硬件應具備自診斷、 自守護、 自恢復 功能。1.2.2.2.3.3 實時性要求信道接入應盡量縮短通信延時。正常情況下，采用 ADSL、GPRS、CDMA信道 遙控響應時間 5s，SMS信道召測響應時間 30s。1.2.2.2.3.4 可擴展性要求當接入終端規(guī)模不斷擴大時， 公網(wǎng)信

17、道應具備很強的可擴展性， 通過增加通 信設備或增加通信進程 ( 線程)滿足不斷增大的系統(tǒng)通信需求。1.2.2.2.3.5 經(jīng)濟性要求在使用公網(wǎng)信道時，應充分考慮使用成本，優(yōu)先選擇性價比高的信道。公網(wǎng)信道中移動通信網(wǎng)絡( GPRS/CDMA/SM)S覆蓋面廣、可靠性高、實時性 好( GPRS/CDM)A、資費低，應優(yōu)先采用。移動通信網(wǎng)絡( GPRS/CDMA/SM)S建議 使用 GPRS/CDM為A 主信道， SMS作為備用信道。使用移動通信網(wǎng)絡需支付每臺終端的月通信費用， 一般采用包月套餐， 包月 資費含：主信道 (GPRS/CDMA流)量不低于 xMByte，外加短信不低于 y 條，包月資

18、費不高于 z 元/ 月（x,y,z 值依賴于系統(tǒng)的規(guī)模及商務談判） 。采用省公司（直轄 市）統(tǒng)一與通信服務商協(xié)商可以獲取較低的通信費用， 也便于維護。 對于短信部 分，可以采取捆綁一定數(shù)量短信的策略，即采用全省（直轄市）捆綁使用，一年 結算一次的方式，以降低短信總資費。在使用過程中，應建立通信費用監(jiān)控、 預警與評估機制， 及時發(fā)現(xiàn)通信異常， 杜絕終端費用超標現(xiàn)象發(fā)生。1.2.2.3 230MHz1.2.2.3.1 單信道無線組網(wǎng)擁有一組雙工頻點的單信道無線組網(wǎng)技術，采用一點多址的應答式通信方 式，是無線電力負荷管理系統(tǒng)最常見的組網(wǎng)方式之一。 一般主站電臺采用雙機雙 天饋熱備模式， 并能自動及手

19、動切換。 主站電臺直接與各終端通信， 如下圖所示：串口終端 前置機圖 10. 單信道雙機雙天饋熱備組網(wǎng)方式示意圖1.2.2.3.2 雙信道或多信道無線電組網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模達到一定數(shù)量時需要采用雙信道或多信道同時工作， 從而縮短巡測 時間，滿足實際使用要求。 地市局可以采用多信道集中管理模式， 各市縣局采用 遠程工作站方式監(jiān)控并采集數(shù)據(jù)。 在多信道系統(tǒng)中頻率的選用必須解決系統(tǒng)的互 調(diào)干擾和同頻干擾的問題集中控制管理模式最大優(yōu)點是可采用頻率復用技術， 增加信道數(shù)量。 同時多 信道集中管理， 保證了邊遠用戶通信覆蓋的重疊區(qū)域， 使這些用戶有更多的選擇 余地，避免和減少了盲點。多信道系統(tǒng)可以采用雙工、單工頻

20、點實現(xiàn)混合組網(wǎng)。 多信道組網(wǎng)如下圖所示：圖 11. 多信道組網(wǎng)示意圖1.2.2.3.3 中繼組網(wǎng)主要有倒頻中繼、光纖中繼、微波中繼、網(wǎng)絡中繼、擴頻中繼組網(wǎng)等組網(wǎng)方式，可依據(jù)實際情況加以選擇。典型的二組頻點無線中繼組網(wǎng)如下圖所示：CH1圖 12. 典型的二組頻點的無線中繼組網(wǎng)示意圖 光纖中繼組網(wǎng)如下圖所示：光端機光纖光端機PCM 復接器PCM 復接器串口1前置機中繼站電臺智能 Modem終端圖 13. 光纖中繼組網(wǎng)示意圖1.2.3 遠程網(wǎng)絡信道鏈路建立過程基于雙向對等網(wǎng)絡的通訊終端和主站的鏈路建立做一個初步的設計 終端工作在客戶端模式，鏈路建立：1終端為客戶端模式，主站通信服務器為服務器模式，終

21、端上電自檢后GPRS/CDM網(wǎng)A絡，根據(jù) APN和 SIM 號注冊登錄 GPRS/CDM網(wǎng)A絡；2根據(jù) SIM 號獲取 GPRS/CDM網(wǎng)A 絡分配的靜態(tài) IP 地址；3IP 路由的建立： GPRS/CDM網(wǎng)A 關網(wǎng)絡企業(yè)根據(jù) APN/VPN兩端網(wǎng)關建立的從終端到 GPRS/CDM接A入設備的 IP 路由， GPRS/CDM接A入設備和通信平臺之間 設置 IP 路由，通信平臺對終端私網(wǎng)地址設置地址翻譯，確立終端到主站之間的 有效 IP 路由；4終端向采集服務器發(fā)送請求，采集服務器響應，建立終端到采集服務器 之間的 IP 鏈路，以此為上層數(shù)據(jù)交互協(xié)議的物理鏈路，根據(jù)上層協(xié)議需要注冊 終端信息。圖

22、 14.GPRS/CDMA終 端鏈路建立過程圖1.3 本地通信目前，采用電力線載波（窄帶、寬帶）通信技術和 RS 485總線結合的典型組網(wǎng)方式主要有兩種：“集中器-載波電能表” 方式，即集中器通過電力線載波直 接與具有載波通信功能的電能表通信； “集中器 - 采集器 - 電能表”方式，即集中 器通過電力線載波與采集器通信，采集器通過 RS-485總線與 485 電能表通信。1.3.1 窄帶載波集中器載波表組網(wǎng)方式如圖 11 所示，集中器采集器組網(wǎng)方式如圖 12 所示。圖 15. 集中器 - 載波表組網(wǎng)方式示意圖電能表電能表圖 16.集中器 - 采集器組網(wǎng)示意圖窄帶載波的路由： 集中器的路由設定

23、應當是采用自我學習， 自動優(yōu)化設定的方式。1.3.2寬帶載波光纖專網(wǎng)3號樓電力線通信距離）2號樓485 電表采集器采集器采集器低壓臺區(qū)交換機光纖RS485線電力線圖 17. 寬帶載波組網(wǎng)拓撲圖在每個配電變壓器低壓出線側安裝集中器 （含寬帶電力線載波通信模塊并與 光網(wǎng)絡設備通過 RJ45 接口連接）進行寬帶載波信號注入，各計量表箱安裝采集 器，通過 485 線對表箱的電表進行采集。 集中器作為寬帶電力線載波的頭端設備 與寬帶載波采集器組成寬帶電力線網(wǎng)絡，形成以電力線為傳輸介質的高速 IP 網(wǎng) 絡。采集的數(shù)據(jù)通過電力線網(wǎng)絡傳至主站。 在通信效果欠佳的情況下， 可通過安 裝中繼器增強通信效果。寬帶

24、PLC信號耦合方式一般采用 “相 - 零”耦合，在所有小區(qū)都能順利實施。 在地線完備的小區(qū)， 可采用地線耦合寬帶電力線載波信號進行數(shù)據(jù)傳輸， 地線上 分支少干擾小，信噪比更高，可帶來更好和傳輸效果和穩(wěn)定性。在通信效果欠佳的情況下， 可通過安裝中繼器增強通信效果。 寬帶 PLC技術 支持時分和頻分中繼， 用于應對電力線傳輸阻抗失配較大或延伸通信距離。 且中 繼是基于數(shù)據(jù)鏈路層（ OSI 的第二層）或物理層，對上層組網(wǎng)不產(chǎn)生影響，透明 傳輸各種數(shù)據(jù)流和業(yè)務流。 得益于高速的傳輸帶寬， 中繼之后仍能保持高速的傳 輸速度。如 85M物理速度的系統(tǒng)中繼之后，仍有 20-40M 的物理速度。支持多級 中繼

25、。中繼器能夠通過中繼實現(xiàn)距離超長或干擾較大配網(wǎng)的信號覆蓋。 中繼器可以 采用時分或頻分實現(xiàn)中繼功能， 中繼需在數(shù)據(jù)鏈路層或物理層實現(xiàn)， 以保證網(wǎng)絡 對業(yè)務應用的透明性和設備的兼容性。圖 18.典型寬帶載波中繼數(shù)據(jù)流1.3.3 RS-485接口RS-485 總線方式主要是指集中器和配電總表以及采集器和電能表的通信， 組網(wǎng)方式如本地通信中的窄帶載波章節(jié)。技術要求：1 接收器的輸入電阻 RIN 12k。2. 驅動器能輸出 7V的共模電壓。3. 輸入端的電容 50pF。4. 在節(jié)點數(shù)為 32 個，配置了 120 的終端電阻的情況下， 驅動器至少還能輸出電壓 1.5V（終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有

26、關） 。5. 接收器的輸入靈敏度為 200mV。6. 接入容量依據(jù)采集對象數(shù)量可設計為 8、16、32 塊電能表；傳輸距離為1200m，若增加傳輸距離及接入容量，應加入中繼器。第2章 終端設備本章節(jié)主要描述終端設備在電力用戶信息采集系統(tǒng)中的作用， 按照用戶全面 覆蓋、信息全面采集的原則給出終端設備分類， 終端設備的典型設計方案， 并分 別對終端設備的功能、性能以及系統(tǒng)互換性、部模塊互換性等提出要求。2.1 終端分類終端設備按電力用戶用電信息采集模式進行分類， 對于大型專變用戶和中小 型專變用戶應采用專變采集終端 +RS-485多功能電能表采集模式， 大型專變用戶 選擇安裝帶交流采樣專變終端或不

27、帶交流采樣專變終端， 中小型專變用戶選擇安 裝不帶交流采樣的專變終端。 對于低壓三相一般工商業(yè)可選擇安裝遠程多功能電 能表，也可以是集中器采集方式。 對于低壓單相一般工商業(yè)和居民用戶采用集中 器+載波預付費電能表或集中器 +采集終端 +載波電能表兩種采集形式。對公變計 量點采用集中器 +RS-485多功能電能表數(shù)據(jù)轉發(fā)形式實現(xiàn)管。 專線用戶用電信息 采集模式通常由廠站終端完成。遠程終端與主站通信信道優(yōu)先選用電力光纖專 網(wǎng)，對于未完成光纖通道建設的各省可選用無線專網(wǎng)（ GPR、S CDMA等）、 230MHz 專網(wǎng)、公共交換網(wǎng)信道。2.2 終端選型2.2.1 專變終端專變中端在使用技術條件和功能

28、要求方面必須支持 DL/T 698 電能信息采 集與管理系統(tǒng) 相關規(guī)定，專變終端按照 I/O 配置分可分為有交流采樣模塊型和 不帶交流采樣模塊的基本型終端。 專變終端應盡量采用模塊化結構設計， 通訊方式可以通過更換以太網(wǎng)通信模塊、 GPRS/CDM模A塊或 PSTN模塊實現(xiàn)互換根據(jù) DL/T698.31 電能采集終端通用要求，專變終端類型標識、功能和適用 用戶見表 26。表 3. 終端類型及功能對照表終端型號I/O 配置遠程信道主要功能FKXA41 組交流模擬量采樣輸入4 路遙信信號輸入 兩輪負荷控制輸出2路 RS-485接口1 路本地維護維護接口上行信道為光 纖網(wǎng)絡 /GPRS/CDMA 等

29、網(wǎng)絡方式用于大型專變大用戶用電現(xiàn)場的有 序用電管理和實時負荷監(jiān)測，具備控 制模塊，RS-485 本地通信采集電表數(shù) 據(jù)，兩輪控制作為功率控制和緊急限 電管理的輔助手段，終端具備預購電 管理功能。FKXB88 路遙信信號輸入8 路電表脈沖輸入 四輪負荷控制輸出 2路 RS-485接口1 路本地維護維護接口 另有 1 路客戶數(shù)據(jù)接口上行信道為光 纖網(wǎng)絡 GPRS/CDMA 230MHz 等 方 式用于大型專變大用戶用電現(xiàn)場的有 序用電管理和實時負荷控制，具備控 制模塊，控制投入時，實時控制用戶 用電負荷。 RS-485 本地通信采集電表 數(shù)據(jù)，脈沖輸入采集用戶實時負荷， 四輪控制執(zhí)行各類功率控制和

30、電量 控制以及緊急限電管理的輔助手段， 終端具備預購電管理功能。FKXB44 路遙信信號輸入 預購電控制輸出 2路 RS-485接口1 路本地維護維護接口上行信道為光 纖網(wǎng)絡 /GPRS/CDMA 等網(wǎng)絡方式用于中小型專變用戶的用電管理， RS-485 本地通信采集電表數(shù)據(jù)， 具備 預購電管理和計量異常事件管理等 功能。2.2.2 集抄終端集抄終端通常包含集中器和采集器兩部分， 用于廠站關口電能量采集和非居 民用戶、居民用戶用電信息采集， 并對用電異常信息進行管理和監(jiān)控。 一個配變 臺區(qū)的居民用電信息采集組網(wǎng)方式主要有下列兩種：a) 集中器與具有通信模塊的電能表 ( 載波表 )直接交換數(shù)據(jù)；b

31、) 集中器、采集器和電能表組成二級數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，采集器采集多個電能 表電能信息，集中器與多個采集器交換數(shù)據(jù)。實際應用中可采用上述二種方式混合組網(wǎng)。 集中器可直接與主站連接， 也可 通過 RS 485接口與公變采集終端連接級聯(lián)，利用公變采集終端通信信道上傳。集中器和采集器的選型，在實際應用中根據(jù)具體情況確定2.2.3 遠程多功能電能表遠程多功能表是在多功能電能表中加入采集模塊和控制開關實現(xiàn)單個用戶 用電信息采集和監(jiān)控能力。 通常針對低壓三相一般工商業(yè)用戶用電信息采集。 多 功能電能表采集形式主要以多功能表 +通訊模塊（光纖專網(wǎng)、無線公網(wǎng) GSM/GPR、S CDMA等、公共交換網(wǎng)等）對電能表信息

32、進行管理和傳輸，接受主站調(diào)度任務。遠程多功能表另一種形式是載波 +預付費電能表形式，對電能表信息進行管理和傳輸，接受主站調(diào)度任務。根據(jù)上述終端定義和用戶分類，上述終端配置見表 27。 表 4.用戶終端型號對照表終端配置終端型號用戶分類現(xiàn)場電表主要功能專變終端FKXA4大型專變用戶多功能電表負荷控制FKXB8FKXB4中小型專變用戶多功能電表用電管理低壓三相一般工 商業(yè)用戶遠傳電能表遠傳電能表集抄終端DJXZ2載波預付費電表電量發(fā)行低壓三相一般工 商業(yè)用戶居民用戶公變考核計量點多功能電表用電管理2.3終端設計功能要求2.3.1專變終端2.3.1.1結構要求整體結構應采用分體設計結構， 模塊化設計

33、方式， 將上行通信模塊獨立進行 設計，并在結構上能夠與主機分離， 除 230MHZz電臺終端外， 外形尺寸應不大于 320mm220mm120mm。終端的其它結構和環(huán)境要求應符合 DL/T698-2008 電能信息采集系統(tǒng)中專變終端的相關要求交流采樣裝置完成兩個主要功能， 一是作為防竊電功能主要的一種技術支持 手段，獨立作為一個測量點對用戶的用電信息進行測量和計量， 與電能表測量的 信息進行超差對比；另一方面，其測得的功率數(shù)據(jù)可以作為功率控制的依據(jù)。2.3.1.2 終端設計負控終端功能框圖如下圖， 遠程通訊模塊可以按照遠程通信信道的不同進行更換，可選擇 GPRS、CDM、APSTNM odem

34、模塊、以太網(wǎng)絡模塊或 230MHz無線電臺圖 19. 負荷控制終端功能框圖專變終端功能功能要求如下表 5. 終端功能配置表序號項目有交采 型無交采型1數(shù)據(jù)采 集狀態(tài)量采集電能表數(shù)據(jù)采集脈沖量采集交流 （電壓、電流 ） 模擬量采集2數(shù)據(jù)處 理實時和當前數(shù)據(jù)歷史日數(shù)據(jù)歷史月數(shù)據(jù)電能質量數(shù)據(jù)統(tǒng)計電能表運行狀況監(jiān)測3參數(shù)設時鐘召測和對時置和 查詢TA 變比、 TV變比及電能表脈沖常數(shù)限值參數(shù)功率控制參數(shù)電能量控制參數(shù)終端參數(shù)抄表參數(shù)費率時段等參數(shù)4控制功率定值閉環(huán)控制a電能量定值閉環(huán)控制保電 / 剔除遙控5事件記 錄重要事件記錄一般事件記錄6本地功 能顯示相關信息客戶數(shù)據(jù)接口7終端維 護自檢自恢復終端

35、初始化軟件遠程下載a: FKXB4 型終端無功率定值閉環(huán)控制功能專變終端的功能詳細設計要求按照 DL/T698-2008 電能信息采集系統(tǒng)的要求執(zhí)行。2.3.1.3 性能要求專變終端應滿足 DL/T698-2008 電能信息采集系統(tǒng)中專變終端的有關性 能要求，并對電子器件的選擇作出規(guī)定。終端選用的處理器（ CPU）芯片、電解電容、壓敏電阻、熱敏電阻、晶振、 片式二極管、片式電阻、片式電容、光耦、電池、 RS-485 芯片、變壓器、通訊 模塊等主要元器件應選擇高可靠性的工業(yè)級產(chǎn)品。處理器要求采用主流 32 位或以上微處理器（如 ARM7及以上系列芯片、 Motorola PowerPC系列等）配

36、置嵌入式操作系統(tǒng)設計的方案， 以保證終端通信、 數(shù)據(jù)采集、 數(shù)據(jù)壓縮等復雜功能要求。為將來功能擴展提供穩(wěn)定可靠的硬件平臺通信模塊通信模塊采用業(yè)界主流廠商工業(yè)級的通信芯片，通信模塊使用溫度圍應在-25 70。電解電容應使用 105、 4000 小時及以上的進口名牌長壽命電解電容。壓敏電阻電壓輸入部分應使用峰值電流 8000A的壓敏電阻。電池應使用柱狀鋰電池，在完全停電的狀態(tài)下可維持終端時鐘運行 10 年以上。2.3.2 集抄終端2.3.2.1 集中器2.3.2.1.1 結構要求整體結構應采用分體設計結構，模塊化設計方式，將上行通信模塊、下 行通信模塊獨立進行設計，并在結構上能夠與主機分離。外形尺

37、寸外形尺寸應不大于 320mm220mm120mm2.3.2.1.2 終端設計集中器功能框圖如下圖， 整體設計采用分體式模塊化設計， 上行通訊模塊可 以按照遠程通信信道的不同進行更換，可選擇 GPRS/CDM模A塊、以太網(wǎng)絡模塊 , 要求接口統(tǒng)一定義規(guī)， 做到不同廠家不同通道的通信模塊可以互換， 下行信道要 求做到接口統(tǒng)一、定義規(guī)做到不同廠家產(chǎn)品、不同載波模塊可以互換。集中器軟件應提供軟件對信道的識別能力， 在信道進行切換時無需更改軟件或提供軟件更新功能。電力線通信接口RS-48 下行通信接口圖 20. 集中器功能框圖集中器的功能按照下表進行選擇配置表 6. 集中器的功能配置表序號項目基礎集中

38、器簡易集中器1數(shù)據(jù)采集電能表數(shù)據(jù)采集狀態(tài)量采集2數(shù)據(jù)管理 和存儲實時和當前數(shù)據(jù)歷史日數(shù)據(jù)歷史月數(shù)據(jù)重點用戶管理電能表運行狀況監(jiān)測3參數(shù)設置 和查詢時鐘召測和對時終端參數(shù)抄表參數(shù)4事件記錄重要事件記錄一般事件記錄5數(shù)據(jù)傳輸與主站（或集中器）通信中繼（路由）級聯(lián)數(shù)據(jù)轉發(fā)（通信轉換）6本地功能運行狀態(tài)顯示本地維護7終端維護自檢自恢復終端初始化軟件遠程下載等2.3.2.1.3 性能要求集中器應滿足 DL/T698-2008 電能信息采集系統(tǒng)中集中器的有關性能要 求，并對電子器件的選擇作出規(guī)定。1. 電氣性能要求供電方式集中器使用三相四線制供電方式， 在斷一相或兩相電壓的條件下， 交流電源 能維持集中器

39、正常工作和通信。工作電源工作電源額定電壓：交流 220 V/380 V，允許偏差 -20%+20%；頻率： 50Hz， 允許偏差 -6%+2%。功耗集中器消耗的視在功率應不大于 15VA、有功功率應不大于 10W（靜態(tài)功耗）。壽命要求集中器平均使用壽命應 10 年?？煽啃裕涸O備平均無故障工作時間（ MTBF）不少于 7.6 104h2. 元器件選擇集中器選用的處理器（ CPU）芯片、電解電容、壓敏電阻、熱敏電阻、晶振、 片式二極管、片式電阻、片式電容、光耦、電池、 RS-485 芯片、變壓器、載波 芯片（模塊）等主要元器件應選擇高可靠性的工業(yè)級產(chǎn)品。處理器要求采用主流 32 位或以上微處理器（

40、如 ARM7及以上系列芯片、 MotorolaPowerPC系列等）配置嵌入式操作系統(tǒng)設計的方案，以保證集中器網(wǎng)絡通信、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)壓縮等復雜功能要求。為將來功能擴展提供穩(wěn)定可靠的硬件平臺。通信模塊通信模塊采用業(yè)界主流廠商工業(yè)級的通信芯片，通信模塊使用溫度圍應在-25 70。電解電容應使用 105、 4000 小時及以上的進口名牌長壽命電解電容。壓敏電阻電壓輸入部分應使用峰值電流 8000A的壓敏電阻。電池應使用可充電的柱狀鋰電池，電池規(guī)格為：電壓 3.6V，容量 1.2Ah，在完全停電的狀態(tài)下可維持集中器時鐘運行 1 年以上。2.3.2.1.4 接口設計集中器接口分為上行通信接口、 下行通

41、信接口和本地通信接口 3 部分，上行 通信接口是指采集器與集中器之間的通信接口； 下行接口是指采集器與電表及采 集器之間的通信接口；本地維護接口是指本地用于設備維護的接口。1. 上行通信采集器與集中器之間可采用窄帶載波方式和寬帶載波方式， 通信芯片應選用 工業(yè)級產(chǎn)品。2. 下行通信采集器與電表之間的下行通信 RS-485 總線方式。采集器至少具備 1 路 RS-485 下行通信3. 本地維護及級聯(lián)接口采集器至少 1 路 RS 485接口和 1 路紅外維護接口（ 距離=3m），應采用光電隔離等措施與部電路電氣隔離。 傳輸速率可選用 600，1200，2400 bit/s 或以上RS-485通信接

42、口性能參照 DL/T 698.31 中 4.7.5 規(guī)定寬帶電力線載波參照本部分 5.2.2 規(guī)定窄帶電力線載波參照本部分 5.2.1 規(guī)定2.3.2.1.5 通信規(guī)約寬帶采集器與主站的通信時，接收并響應主站的命令，通信協(xié)議應符合 DL/T698.41 。采集器與集中器通信，通信協(xié)議應符合 DL/T698.42 。采集器與電表通信，通信規(guī)約至少支持 DL/T645-1997 及 DL/T645-2007。2.3.2.2 采集器2.3.2.2.1 結構要求外形尺寸安裝尺寸應符合 86 型機械單相電能表的安裝尺寸。外形尺寸應不大于 86 型機械單相電能表的外形尺寸。2.3.2.2.2 終端設計RS

43、-48圖 21. 采集器功能框圖采集器的功能按照下表進行選擇配置。表 7. 采集器的功能配置表序 號項目基本型簡易型必備必備1數(shù)據(jù)采集電能表數(shù)據(jù)采集狀態(tài)量采集2數(shù)據(jù)管理和存儲實時和當前數(shù)據(jù)歷史日數(shù)據(jù)歷史月數(shù)據(jù)重點用戶管理電能表運行狀況監(jiān)測3參數(shù)設置和查詢時鐘召測和對時終端參數(shù)抄表參數(shù)4事件記錄重要事件記錄一般事件記錄5數(shù)據(jù)傳輸與主站（或集中器）通信中繼（路由）級聯(lián)數(shù)據(jù)轉發(fā)（通信轉換）6本地功能運行狀態(tài)顯示本地維護7終端維護自檢自恢復終端初始化軟件遠程下載等2.3.2.2.3 性能要求采集器應滿足 DL/T698-2008 電能信息采集系統(tǒng)中采集器的有關性能要 求，并對電子器件的選擇作出規(guī)定。1

44、. 電氣性能要求供電方式采集器使用單相或三相四線制供電方式， 三相四線供電時在斷一相或兩相電壓的條件下，交流電源能維持采集器正常工作和通信。工作電源工作電源額定電壓：交流 220 V/380 V，允許偏差 -20%+20%；頻率： 50Hz， 允許偏差 -6%+2%。功耗在非通信狀態(tài)下，采集器消耗的視在功率應不大于 5VA、有功功率應不大于 3W。失電數(shù)據(jù)和時鐘保持采集器供電電源中斷后，不應出現(xiàn)誤讀數(shù)，并有措施至少保持數(shù)據(jù)和時鐘 1 年。電源恢復時，保存數(shù)據(jù)不丟失，部時鐘正常運行。壽命要求集中器平均使用壽命應 10 年?？煽啃裕涸O備平均無故障工作時間（ MTBF）不少于 7.6 104h2.

45、元器件選擇采集器選用的處理器（ CPU）芯片、電解電容、壓敏電阻、熱敏電阻、晶振、 片式二極管、片式電阻、片式電容、光耦、電池、 RS-485 芯片、變壓器、載波 芯片（模塊）等主要元器件應選擇高可靠性的工業(yè)級產(chǎn)品。處理器要求采用主流微處理器，保證采集器網(wǎng)絡通信、數(shù)據(jù)采集功能要求。電解電容應使用 105、 4000 小時及以上的進口名牌長壽命電解電容。壓敏電阻電壓輸入部分應使用峰值電流 8000A的壓敏電阻。電池應使用可充電的柱狀鋰電池，電池規(guī)格為：電壓 3.6V，容量 1.2Ah，在完 全停電的狀態(tài)下可維持集中器時鐘運行 1 年以上。3. 基本型采集器功能描述電能表數(shù)據(jù)采集應能按集中器設置的

46、抄讀間隔或抄表日自動采集電能表數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分類存儲形成總及各費率日有功電能示值、 抄表日有功電能示值等歷史日數(shù)據(jù)； 保存 重點用戶電能表的最近 24 小時整點總有功電能數(shù)據(jù)。參數(shù)設置接收集中器命令，設置和查詢抄讀間隔、抄表日、電能表通信地址、通信協(xié) 議等參數(shù)，并能自動識別和適應不同的通信速率。表地址索引表能依據(jù)集中器下發(fā)或本地通信接口設置的表地址， 自動生成電能表的表地址 索引表。通信轉換轉換上、下信道的通信方式和通信協(xié)議。 支持集中器與其它采集器之間的通 信中繼轉發(fā)。本地功能應有電源、工作狀態(tài)、通信狀態(tài)等指示。應提供本地維護接口， 支持手持設備通過本地紅外通信口或本地無線通信口 設置參數(shù)和現(xiàn)場

47、抄讀電能量數(shù)據(jù)。本地參數(shù)設置和現(xiàn)場抄表應有權限和密碼管 理，通信協(xié)議應支持 DL/T 698.42 。終端維護 應有自檢、自恢復功能，應能記錄自身停電、上電時間等事件， 供主站查詢。4. 簡易型采集器主要功能 簡易型采集器的主要功能是實現(xiàn)集中器與電能表命令和數(shù)據(jù)轉發(fā)， 通信方式 和通信協(xié)議的轉換以及集中器與其它采集器通信的中繼轉發(fā)。簡易型采集器應有通信參數(shù)設置功能和自檢功能。2.3.2.2.4 接口設計采集器接口分為上行通信接口、 下行通信接口和本地通信接口 3 部分，上行 通信接口是指采集器與集中器之間的通信接口； 下行接口是指采集器與電表及采 集器之間的通信接口；本地維護接口是指本地用于設

48、備維護的接口。1上行通信 采集器與集中器之間可采用窄帶載波方式和寬帶載波方式， 通信芯片應選用 工業(yè)級產(chǎn)品。2下行通信 采集器與電表之間的下行通信 RS-485 總線方式。采集器至少具備 1 路 RS-485 下行通信 3本地維護及級聯(lián)接口采集器至少 1 路 RS 485接口和 1 路紅外維護接口（距離 =3m），應采用光電隔離等措施與部電路電氣隔離。 傳輸速率可選用 600，1200，2400 bit/s 或以上。RS-485通信接口性能參照 DL/T 698.31 中 4.7.5 規(guī)定 寬帶電力線載波參照本部分 5.2.2 規(guī)定窄帶電力線載波參照本部分 5.2.1 規(guī)定2.3.2.2.5

49、通信規(guī)約寬帶采集器與主站的通信時，接收并響應主站的命令，通信協(xié)議應符合 DL/T698.41 。采集器與集中器通信，通信協(xié)議應符合 DL/T698.42 。采集器與電表通信，通信規(guī)約至少支持 DL/T645-1997 及 DL/T645-2007。2.3.3 遠程多功能電能表遠程多功能電能表是指能夠集高精度、多費率、多種電壓、電流信息、預付 費和遠程通訊于一身的多功能電能表。2.3.3.1 結構要求1信息顯示電量信息采用 LCD顯示， LCD應選用增強型（ FSTN），工作溫度圍 -40 +70。在正常使用條件下， LCD工作壽命 10 年。采用超亮、長壽命 LED作電量 脈沖指示。2電能表外

50、殼 采用密封防塵、高強度、抗變形、抗腐蝕、抗老化的阻燃材料制成。應有可 靠的雙鉛封位置， 只有破壞鉛封才能觸及儀表部部件。 表座固定螺釘孔采用蓋帽 膠封。3光纖、天線的引入多功能表接線端子排應有 1路 RJ45接口網(wǎng)絡接口，如采用無線公網(wǎng)傳輸， 天線的饋線接口 SMA設置在終端部，引入方式應保證必須先打開電能表封印后才 能夠使天線由終端上拔出或拆下。 多功能表部結構設計應保證在不卸下或拆開通 訊模塊的情況下，方便更換新卡4表結構所有元器件均能防銹蝕、 防氧化。 部連接線路采用焊接方式， 不宜采用插接方式。如采用插接方式時緊固點應牢靠。 端鈕盒具備加封部位并在加封后無法觸 及接線端子的結構，電流

51、接線采用嵌入式雙螺釘旋緊。采用隔離變壓器多路輸出分別提供表部計量部分、遠傳通訊部分的工作電 源。在線路只存在一相（ 3相4線方式）和兩相（ 3相 3線方式）時，電表能繼 續(xù)工作。電表應有硬件編程開關，且可鉛封，防止非法設置 / 修改電表參數(shù)，電表硬 件編程開關、清需量開關設置在銘牌蓋板，銘牌蓋板可翻開、可鉛封。電表工作參數(shù)默認值按用戶要求設定， 電量的設定只能清零， 不得設置底度 值。5電磁兼容性電磁兼容性能與絕緣性能按 GB/T 17215-2002、DL/T 614-1997 的相關條款 執(zhí)行。外磁場影響、諧波影響、電壓影響按 DL/T 614-1997 的相關條款執(zhí)行。2.3.3.2 電

52、能表設計圖 22. 遠程多動能表功能框圖2.3.3.3 性能要求1計量正向有 / 無功和反向的有 / 無功電能；2計量四個象限無功電能、正反向的總無功；3計量正向有 / 無功最大需量和反向有 / 無功最大需量，及需量發(fā)生時間； 4具有四種費率， 10個日時段、 8個時段表， 6個時區(qū) 支持周休日、節(jié)假 日費率選擇，另有一套備用費率時段系統(tǒng)。5具有失壓、失流、電壓合格率、全失壓電流檢測和記錄功能。6使用長壽命寬度圍的 LCD,漢字顯示各種設置參數(shù)和測量數(shù)據(jù)。7可實現(xiàn)參數(shù)輪顯，輪流顯示的參數(shù)和時間間隔可預先設置。8測量三相電壓、電流有效值及當前頻率。9具有編程控制和需量復位功能。10具有負荷記錄功

53、能，記錄時間間隔按 115 分鐘可選。 11具有四級授權密碼保護功能。另外可設置密碼開鎖（編程鍵）等多級安 全保護功能。12電表采用三相供電方式，任何一相有電即可維持電表正常工作。13外型尺寸： 280mm180mm95mm2.3.3.4 本地通信口具備 1 路 RS-485 通信接口、 1 路遠紅外 / 吸附式紅外通訊口。紅外通訊和 RS-485 通訊物理層必須獨立，一種通訊信道的損壞不得影響另一信道，為保護 電表， RS-485通信接口必須和電表部電路實行電氣隔離 , 并有失效保護電路。通信波特率可靈活設置（ 12009600bps），默認為 1200bps，半雙工，命令 幀的響應時間在 20-500 ms 。RS-485 通信接口抗干擾性能參照 DL/T614-1997， GB/T17215-1998相關要求執(zhí)行。本地通信規(guī)約參照 DL/T645 標準執(zhí)行。2.3.3.5 遠程通訊口具備 2 路遠程通信接口， 1 路支持以太網(wǎng)絡通訊，另 1 路通訊方式可選擇支 持 GSM/GPR和S CDMA方式，有天線饋線接口配置外置天線。遠程通訊部分應模塊化