智能电能表及采集终端的远程控制技术研究

智能电能表及采集终端的远程控制技术研究

(1国网新疆电力有限公司玛纳斯县供电公司新疆玛纳斯县832200;2国网新疆电力有限公司木垒县供电公司新疆木垒县831900)

摘要:电力系统中的智能表将有效提升用电的便捷性。通过智能电能表,人们可以了解自己的用电情况及电价。同时电力企业可以通过电能表掌握用户的实际用电变化,并依据变化,制定相应的优惠政策,合理调配电力资源,从而为用户提供更好的供电服务。智能电能表可实现用户与电力企业之间的沟通,不仅充分发挥电力资源的价值,还可以提升电力企业的服务质量。本文阐述了智能电能表的概念,分析了智能电能表的功能与特征,研究了智能电能表采集终端的远程控制。

关键词:智能电能表;采集终端;远程控制技术;研究

1.智能电能表的概念

智能电能表是由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成,据有电能量计量、数据处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表。智能电能表包含了实时或者接近实时变化信息,同时可以通知或监测电能质量与停电信息。上述功能与简单的自动抄表功能不同,该功能与高级计量基础设施计量表有很多相似之处。使用智能电能表的一个效果就是节约能源,智能电能表是供电系统的一个重要组成部分,但是其并不能独自构成供电系统。

由用户的角度来看,使用智能电能表可为用户提供一定的有益帮助:用户可以通过智能电能表了解自己消耗电力资源的多少,并且帮助用户合理管理、使用电力资源,从而增加能源结余总量。一般情况下,电价在当天或者是当季的某一时间达到峰值。受到发电因素变量影响,如其他地区电力资源成本更高将提升电力资源的价格。电力企业在用电高峰时段提高电费标准可以帮助消费者改变用电习惯,进而有效控制电价的增长速度。

2.智能电能表的功能特点

2.1智能电能表的功能

第一,分时计量工作。智能电能表功能较多,主要包含了正向有功电能、反向有功电能等。智能电能表可以计量并存储总、尖、峰、平、谷电量。

第二,费用控制功能。智能电能表可采用本地与远程相结合的控制方法。本地费用控制就是利用CPU卡在智能电能表中,计算电费,假如金额不足,智能电表将利用声音或光亮提醒用户充值。远程费用控制则是通过载波实现上述功能,电能表不能存储用电信息,其在接收远程售电系统发出的命令之后,利用密码进行验证,并进行相关操作,有效保证信息的安全性。

第三,测量和监测功能。智能电能表可以检测电压及电流等情况,同时可以检测失压、失流、停电等情况,保证用电的稳定性及安全性。

第四,报警功能。假如用户的余额不足,智能电能表将提醒用户购电。假如智能电能表出现故障,将显示错误信息编码,提醒用户需维修电能表。

第五,非法用电检测功能。我们可以通过开启表箱、接线变动等方法检测电能表,查看用户是否存在窃电行为。电力企业可以将分表数据与总表数据进行对比,并有效控制窃电行为。

2.2智能电能表的特征

第一,功能较多。相较于传统电能表,智能电能表具有更多功能,如:准确计量、实时监测、自动控制等功能。与传统电能表相比,智能电能表的可靠性及应用效果较好。

第二,准确度较高。与传统电能表相比,智能电能表不存在机械磨损的问题,在智能电能表中使用的电子元件及补偿,可以有效提升智能电能表的准确度。

第三,起动电流较小。与传统电能表不同,智能电能表灵敏度较高,在0.1%的情况下就可以进行计量。日常生活中使用比较广泛的220V、5A电能表,只需1.1W就可以起动。智能电能表对于电流的要求较低,在电视机与空调待机时,也可以进行计量工作。

第四,信息交互功能较好。智能电能表使用的是RS485与RS232接口,使智能电能表与用电信息采集系统同步,不仅可以采集用电信息,还可以使用其他设备控制停送电工作。智能电能表通过通信结构分担数据及通信网关。在本地通信中使用光电通信,在上行通信中使用GPRS系统,可以保证信息交互效果较好。电力企业可以依据管理系统的要求,监管用户的用电情况,并且了解供电设备的运行状态。

第五,安装较为方便。传统电能表对安装的要求较高,假如安装质量不高将影响电能表的正常运行。智能电能表采用的是静止计量的方式,设备功能较多,安装较为方便。

第六,缴费方便。传统一卡通缴费模式中,用户并不了解自己的用电情况。使用智能电能表可以使人们掌握自己的用电情况,在账户余额不足时,智能电能表及电力企业都会提醒用户。假如用户由于时间问题没有及时缴纳电费,智能电能表将依据用于与电力企业之间的协议断电。在用户缴费成功之后,才会开通,并不会形成滞纳金。

3.智能电能表采集终端的远程控制

3.1GPRS移动数据传输网络

智能电能表可以把采集到的数据信息通过GPRS接口进行解码处理,从而使数据信息可以改变为公网数据并将这些数据信息传输到电力企业中。GPRS网络系统具备很多优点,例如:建设周期较短、建设成本较低等,同时相关设备的安装较为简单,可以直接将其与用户的无线IP连接在一起。

3.2电能表数据采集点

智能电能表中最重要的组成部分就是集中器,它不仅可以支持单个电表的计量需要,还可以支持多个电表的计量要求。此外,将集中器与电能表连接起来,可以使用GPRS系统将其采集到的数据信息传输到电力企业中,电力企业也可以通过集中器把各项命令传输到不同模块当中,降低用电过程的安全隐患。

3.3智能电能表数据传输与存储

智能电能表控制的ESAM安全模块是一个很重要的模块,在这个模块中存储了很多重要的数据信息,比如:剩余金额、费率等数据信息,智能电能表需要依据这些数据信息进行计量工作。远程控制智能电能表并不需要在本地进行计费,一些重要的数据信息都保存在ES-AM外部,进行安全认证时,需要利用ESAM安全模块。如需修改ESAM芯片中的一些数据信息,则需对其身份进行验证,同时还需依据MAC+方式完成相关操作。在修改ESAM芯片中的数据信息时,也需进行身份验证。在验证合格之后,需依据MAC+方式获取相关数据信息,并且存储这些数据信息。

3.4采集主站对智能电能表的远程控制

为了充分发挥智能电能表的作用还需设置数据信息采集点,通常情况下,这些采集点均建设在小区中,并且将采集点与GPRS网络系统连接起来,在系统中配置有处理器,通过GPRS网络系统处理相关的数据信息,在协议封装之后,这些数据信息将传输到远程抄表系统中。

4.结语

总之,智能电能表的应用对电力企业的发展有重要意义,传统电能表的建设较分散,并且数量较多,工作量较大。为了解决这个问题,电力企业使用了智能电能表,其对技术参数与技术标准要求较高,同时可以实现远程、自动化抄表,有效提升抄表速度,并且需要的工作人员较少,降低电力企业的人工成本,推动电力企业稳定发展。

参考文献:

[1]冯月芹,王立力,张玲.STM32F107的智能电表电能采集与远程监控设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2016,16(1):71-74.

[2]荆臻,翟晓卉,孙艳玲,等.智能电能表及采集终端一体化检测流水线系统的探讨与设计[J].数字技术与应用,2016(1):182-182.

[3]董振,刘润东.电能表及采集终端的雷击分析与对策[J].电子世界,2016(1):139-140.

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