抄表技术和电力负荷控制技术课件.ppt
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- 技术 电力 负荷 控制 课件
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1、第九章第九章第九章 抄表技术抄表技术 第一节 本地抄表技术 第二节 自动抄表技术 第三节 电力负荷控制技术 第一节第一节 本地抄表技术本地抄表技术 本地抄表技术就是指计量仪表的抄表本地抄表技术就是指计量仪表的抄表数据是在表计运行的现场或本地一定范围数据是在表计运行的现场或本地一定范围内通过人工或自动方式获得内通过人工或自动方式获得 第一节第一节 本地抄表技术本地抄表技术 一、抄表器硬件构成 二、抄表器主要功能 三、上位机的处理功能 一、抄表器硬件构成一、抄表器硬件构成 一般抄表器的外形如图9-1所示。显示屏复复位位接收接收7异常F3F3统计统计计算强抄强抄发发送送1F2F2OFFOFF4F1F
2、156回车82ONON检检索索抄表0补补超超估抄93清除图图抄表器外形抄表器外形一、抄表器硬件构成一、抄表器硬件构成 抄表器的硬件主要由以下几部分构成抄表器的硬件主要由以下几部分构成 1 1中央处理器中央处理器CPUCPU 一般抄表器的中央处理器都采用单片机。单片机具有一般抄表器的中央处理器都采用单片机。单片机具有体积小、功耗低、价格便宜等优点,适合于抄表器,现多体积小、功耗低、价格便宜等优点,适合于抄表器,现多采用采用80518051、80868086、8018680186等芯片。等芯片。2 2存贮器存贮器 它包括数据存贮器RAM和程序存贮器EPROM两部分。RAM的容量一般要求在128KB
3、以上,还可根据需要扩展,可存贮8001000户居民用户的数据,可存贮200400户动力用户的数据。EPROM的容量一般在64KB以上。一、抄表器硬件构成一、抄表器硬件构成 3 3显示器显示器 抄表器一般都需要显示较多的数据或信息,因此它多采用较大的点阵式图形液晶显示器,一屏可显示多行信息。另外,它还应具有汉字显示的功能,以适应国内用户的实际需要,工作温度范围在-2040oC。一、抄表器硬件构成一、抄表器硬件构成 4 4键盘键盘 键盘主要由数字键、符号键、功能键键盘主要由数字键、符号键、功能键等组成。为了操作方便,功能键的设置一等组成。为了操作方便,功能键的设置一般都采用单功能专用键,如抄表、估
4、抄、般都采用单功能专用键,如抄表、估抄、补抄、计算、检索、统计等。补抄、计算、检索、统计等。5 5串行通信接口串行通信接口 抄表器都配有RS232串行通信接口,能够方便地与上位机或其他计算机进行数据双向传输。一、抄表器硬件构成一、抄表器硬件构成 6 6电源监测与失电数据保持电源监测与失电数据保持 抄表器由抄表人员随身携带,到千家万户去抄表,工作流动性大,条件也非常艰苦。因此,要求抄表器必须能够在强烈振动和落地的情况下不丢失数据,即在电源方面和失电保护方面采取特殊措施。二、抄表器主要功能二、抄表器主要功能 1 1抄表功能抄表功能 抄表器在接受了上位机的数据后,抄表员即可抄表器在接受了上位机的数据
5、后,抄表员即可携带到现场进行抄表工作。抄表员按照下达的工作携带到现场进行抄表工作。抄表员按照下达的工作量逐户将电能表的计度器指示数输入到抄表器中。量逐户将电能表的计度器指示数输入到抄表器中。当完成了一天的工作任务后,抄表员将抄表器交到当完成了一天的工作任务后,抄表员将抄表器交到电费管理系统计算机房,即完成了抄表工作的全过电费管理系统计算机房,即完成了抄表工作的全过程。程。二、抄表器主要功能二、抄表器主要功能 2 2计算功能计算功能 在抄录了电能表计度器指示数后,抄表器就自动地按照上位机给定的程序进行相应的计算,如可以计算出某一用户或所有已抄用户的用电量、电费等,且能够进行多种电价、电费的计算。
6、二、抄表器主要功能二、抄表器主要功能 3 3估抄功能估抄功能 使用抄表器后,取消了抄表卡片,并在抄表器键盘上设置了估抄键,抄表员若想根据用户的上月表示数估抄必须按此键,计算机就会自动在估抄数据上打一个估抄标志,回去后即可在上位机上检查出估抄用户数,统计出实抄率。二、抄表器主要功能二、抄表器主要功能 4 4纠错功能纠错功能 在抄表器中设一个抄表数据变化允许值,抄表员输入抄表数据后,由计算机自动与用户上月表示数对比,扣除每月正常的用电量后,如超出变化允许值,计算机就会自动报警,提醒抄表员重新确认输入的抄表数据。二、抄表器主要功能二、抄表器主要功能 5 5统计功能统计功能 能够随时随地进行抄录户数、
7、估抄户数、漏能够随时随地进行抄录户数、估抄户数、漏抄户数等的统计,以便使抄表员做到心中有数。抄户数等的统计,以便使抄表员做到心中有数。6 6检索功能检索功能 能够按照用户号码和电能表号码或其他关键字进行检索和查询。7 7报警功能报警功能 当出现误操作、数据输入错误、电源电压过低、掉电等情况时均可进行显示和声响报警,以提醒抄表员注意。二、抄表器主要功能二、抄表器主要功能 8 8通信功能通信功能 一般都采用通信控制器来管理通信,可同一般都采用通信控制器来管理通信,可同时进行多台抄表器与上位机通信。时进行多台抄表器与上位机通信。9 9设置密码功能设置密码功能 密码通常应包括开机密码和编程密码两种。开
8、机密码主要用于确认抄表员的使用权限;编程密码一般用于判断抄表器的使用者是否有权对电能表进行参数设置。三、上位机的处理功能三、上位机的处理功能 1 1下传数据到抄表器下传数据到抄表器 每次下传的用户数根据抄表器的容量和抄表员的工每次下传的用户数根据抄表器的容量和抄表员的工作量来定。从用户电量电费数据库里选几条街道建立下作量来定。从用户电量电费数据库里选几条街道建立下传抄表数据库,数据库中应包括表号、用户姓名、地址、传抄表数据库,数据库中应包括表号、用户姓名、地址、电能表类型、抄表时间、上月费率数据、上月电能表状电能表类型、抄表时间、上月费率数据、上月电能表状况、本月费率数据、本月电能表状况等数据
9、。况、本月费率数据、本月电能表状况等数据。2 2回传数据到上位机回传数据到上位机 抄表器抄回来的本月指示数,按各用户的关键字编码代表号逐户回传到用户电量电费数据库中,回传时如果重复回传同一批数据,系统将报警,并拒绝回传。三、上位机的处理功能三、上位机的处理功能 3 3电能表故障统计电能表故障统计 根据抄表器回传的故障情况(表丢失、表位变动、表玻璃损坏、表停转、表铅封丢失、表倒转、其他异常等)按街道进行统计,并可打印出抄表员的实抄户数和估抄户数。三、上位机的处理功能三、上位机的处理功能 4 4修改下传数据参数修改下传数据参数 抄表器中预置的电量上下限、平电价、管理费、抄表器中预置的电量上下限、平
10、电价、管理费、附加费、日期等参数可以根据需要进行修改,以适附加费、日期等参数可以根据需要进行修改,以适应不同地区,不同用户的要求。应不同地区,不同用户的要求。5 5数据恢复数据恢复 在抄表器回传数据时,如果突然发生机器故障或掉电,在机器正常后,系统可将电量电费数据库中的数据恢复到回传前状态,以便重新做数据回传工作。第二节第二节 远程自动抄表技术远程自动抄表技术 一、远程自动抄表系统的基本组成 二、载波远程自动抄表技术 三、无线远程远程自动抄表系统 四、GSM远程自动抄表系统 五、RS485总线方式的远程自动抄表系统 一、远程自动抄表系统的基本组成一、远程自动抄表系统的基本组成 远程自动抄表系统
11、是一种不需要人员到达现远程自动抄表系统是一种不需要人员到达现场,利用特定的通信方式将用户处电能表所记录场,利用特定的通信方式将用户处电能表所记录的各种数据传送到远程主控站的计算机网络中,的各种数据传送到远程主控站的计算机网络中,并由软件对数据进行统计、分析和计算的系统。并由软件对数据进行统计、分析和计算的系统。该系统的英文名称为该系统的英文名称为Remote Automatic Meter Remote Automatic Meter Reading System.Reading System.一、远程自动抄表系统的基本组成一、远程自动抄表系统的基本组成 远程自动抄表系统是新兴的、先进的抄表方
12、式,融合了当今先进的计算机和通信技术,并随着通信技术系统的硬件和软件不断发展而更新。因此可以说它是一项发展中的技术。原则上并没有相对固定的方式和概念,在实际应用中通常是多种通信技术的综合使用,以达到最理想的目标。一、远程自动抄表系统的基本组成一、远程自动抄表系统的基本组成 远程自动抄表系统原理框图如图远程自动抄表系统原理框图如图9-3所示。所示。主控站调制解调器通信网络2集中器通信网络1采集器n个具有自动抄表功能的电能表图图9-3 9-3 远程自动远程自动抄表系统抄表系统原理框图原理框图一、远程自动抄表系统的基本组成一、远程自动抄表系统的基本组成 1具有自动动抄表功能的电电能表 它是最基本的,
13、也是最末端的设备,要求其具备自动抄表的功能。电子式电能表本身就具备这个功能,而目前普遍应用的感应式电能表则需要加上转换装置后,才可以在该系统中应用。一、远程自动抄表系统的基本组成一、远程自动抄表系统的基本组成 2 2采集器采集器 采集器的作用是将多台电能表连接起来,采集器的作用是将多台电能表连接起来,一般为十几台或几十台,将电能表传来的数据一般为十几台或几十台,将电能表传来的数据准确接收、累计、存储,在需要时将数据以某准确接收、累计、存储,在需要时将数据以某种方式向上一级发送。种方式向上一级发送。采集器内部有充电电池作为后备电源,其作用是在供电线路停电的情况,由每个采集器的电池单独向采集器和电
14、能表供电。一、远程自动抄表系统的基本组成一、远程自动抄表系统的基本组成 3 3通信网络通信网络 通信网络也叫信道,即数据传输的通道。以集中器为参通信网络也叫信道,即数据传输的通道。以集中器为参考点,从集中器到主控站之间通信规定为上行信道,从集中考点,从集中器到主控站之间通信规定为上行信道,从集中器到采集器之间通信规定为下行信道。器到采集器之间通信规定为下行信道。通信网络通信网络2 2为上行信道,目前使用的信道主要有电话网、为上行信道,目前使用的信道主要有电话网、电力网、无线通信网等。电力网、无线通信网等。通信网络通信网络1 1为下行信道,目前使用的信道主要有电力网、为下行信道,目前使用的信道主
15、要有电力网、RS485RS485总线网、有线电视网等。总线网、有线电视网等。自动抄表系统中涉及的两段通信网络,每段可以相同也自动抄表系统中涉及的两段通信网络,每段可以相同也可以完全不一样,因此可以组合出各种自动抄表系统。可以完全不一样,因此可以组合出各种自动抄表系统。一、远程自动抄表系统的基本组成一、远程自动抄表系统的基本组成 4集中器 集中器是整个系统的核心单元,它能够接收主控站命令,依次抄收并储存各采集器中数据,然后,通过一定的传输介质将数据传至主控站进行数据处理。集中器应具备RS485接口和电话线接口。一、远程自动抄表系统的基本组成一、远程自动抄表系统的基本组成 它应具有以下主要功能:它
16、应具有以下主要功能:(1)数据采集和储存。根据设定的抄读间隔)数据采集和储存。根据设定的抄读间隔自动采集各用户电能表的数据,并能储存两个抄自动采集各用户电能表的数据,并能储存两个抄表周期的各用户电能表的用电量数据。表周期的各用户电能表的用电量数据。(2)设置功能。当地或远方设置抄读间隔及)设置功能。当地或远方设置抄读间隔及自动抄表日,兼有防止非授权人员操作的功能。自动抄表日,兼有防止非授权人员操作的功能。(3)远程监控功能。集中器支持后台系统远)远程监控功能。集中器支持后台系统远程实时监控电能表运行情况。程实时监控电能表运行情况。一、远程自动抄表系统的基本组成一、远程自动抄表系统的基本组成 (
17、4)校时功能。集中器具有计时单元,可)校时功能。集中器具有计时单元,可被后台系统校时,计时单元的日计时误差被后台系统校时,计时单元的日计时误差3s/天。天。(5)通信功能。具有与各采集器和主控站)通信功能。具有与各采集器和主控站远方通信的功能。远方通信的功能。(6)自诊断和异常信息记录功能。可自动)自诊断和异常信息记录功能。可自动进行系统自检,集中器通信中断时,记录中断进行系统自检,集中器通信中断时,记录中断时间(月、日、时)。时间(月、日、时)。一、远程自动抄表系统的基本组成一、远程自动抄表系统的基本组成 5 5调制解调器调制解调器 调制解调器是一类通信设备的统称,英文简称Modem(mod
18、ulatordemodulator的缩写)。其作用是调制接收的数字信号并将其转化为模拟信号,然后在专线上有效地传输;同时还可以解调从电话线传来的模拟信号,将其转化成数字信号后进行传输。一、远程自动抄表系统的基本组成一、远程自动抄表系统的基本组成 6 6主控站计算机数据处理系统主控站计算机数据处理系统 主控站计算机数据处理系统是由工作站和相主控站计算机数据处理系统是由工作站和相应软件构成,典型抄表软件具有以下主要功能:应软件构成,典型抄表软件具有以下主要功能:(1)远程设置集中器运行参数。(2)抄收整个系统中所有电能表的数据。(3)主控站可远程对用户电能表进行送、断电控制。(4)运行数据库,生成
19、电量日报、月报,进行电费结算。(5)对异常用户警告。二、载波自动抄表技术二、载波自动抄表技术 1 1载波自动抄表系统的媒介载波自动抄表系统的媒介 载波自动抄表系统的媒介可以有低压电力线、双绞线、载波自动抄表系统的媒介可以有低压电力线、双绞线、同轴电缆等,同轴电缆等,在自动抄表方案中,电力线载波自动抄表系在自动抄表方案中,电力线载波自动抄表系统的成本最低,可最大限度地发挥电力系统的优势。统的成本最低,可最大限度地发挥电力系统的优势。载波抄表是利用高频信号在电力线上进行传输来实现载波抄表是利用高频信号在电力线上进行传输来实现的。的。基本原理:在发送数据时,先将数据调制到高频信号基本原理:在发送数据
20、时,先将数据调制到高频信号上,经功率放大后耦合到电力线上。此高频信号经电力线上,经功率放大后耦合到电力线上。此高频信号经电力线路传输到接收方,接收机通过耦合电路将高频信号分离,路传输到接收方,接收机通过耦合电路将高频信号分离,滤去干扰信号后放大,再经解调电路还原成二进制数字信滤去干扰信号后放大,再经解调电路还原成二进制数字信号。号。二、载波自动抄表技术二、载波自动抄表技术 影响电力线载波传输质量主要有两个因影响电力线载波传输质量主要有两个因素;一个是电力网络的阻抗特性及其衰减,素;一个是电力网络的阻抗特性及其衰减,它制约着信号的传输距离;另外一个是噪声它制约着信号的传输距离;另外一个是噪声的干
21、扰,它决定着数据传输的质量。的干扰,它决定着数据传输的质量。二、载波自动抄表技术二、载波自动抄表技术 2 2扩频载波通信技术基本原理扩频载波通信技术基本原理 扩频通信是指用来传输信息的信号带宽扩频通信是指用来传输信息的信号带宽远远大于信息本身带宽的一种通信方式。远远大于信息本身带宽的一种通信方式。其解调过程是由接收信号和一个与发送端扩频码同步的信号进行相关处理来完成的。二、载波自动抄表技术二、载波自动抄表技术 扩频通信的好处在于:可用较大的带宽换取较小的信噪比,这时,系统表现出较好的抗干扰性。这种“用带宽换功率”的措施特别适合电力线载波通信。扩频通信还具有抗衰减能力强的特点,由于信号带很宽,当
22、由于某种原因引起信号衰减时,只会使一小部分频谱衰减,而不会使整个信号产生严重畸变。二、载波自动抄表技术二、载波自动抄表技术 3 3低压电力线扩频载波自动抄表系统低压电力线扩频载波自动抄表系统 (1 1)系统组成。)系统组成。数据采集器电话odem载波调制解调器工业控制机主控站计算机电能表数据采集器电能表n数据采集器终端(多用户)10KV线路配电变压器电能表电能表电能表n集中器低压电力线图低压电力线扩频载波远程自动抄表系统原理框图 低压电力线扩频低压电力线扩频载波自动抄表系统主载波自动抄表系统主要由电能表、数据采要由电能表、数据采集器、集中器、主控集器、集中器、主控站和通信信道组成。站和通信信道
23、组成。其中下行通信为电力其中下行通信为电力线载波,上行通信为线载波,上行通信为电话线。电话线。系统原理框图如图9-5所示。二、载波自动抄表技术二、载波自动抄表技术 (2 2)系统主要功能)系统主要功能 l)定时抄表功能。对系统中所有电能表进行定时抄表,抄表时间及抄表次数可设置,并保留末次抄表数据。2)实时抄表功能。实时抄收任一电能表当前数据及状态。3)自动校时功能。定时抄表时自动校正系统内各装置的时间。二、载波自动抄表技术二、载波自动抄表技术 4)预付费控制功能。当用户发生欠费或违章用电时可切断电源。5)电能表监测功能。当电能表或脉冲线发生故障时,系统能自动提示。6)线损分析功能。实时对线损进
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