應(yīng)用于農(nóng)網(wǎng)集抄平臺(tái)的中壓載波系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種應(yīng)用于農(nóng)網(wǎng)集抄平臺(tái)的中壓載波系統(tǒng)：是在10kV架空線路的兩端分別設(shè)置主載波機(jī)以及從載波機(jī)；主載波機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口與主站系統(tǒng)通訊；所述從載波機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口與配電終端設(shè)備通訊；主載波機(jī)將主站系統(tǒng)發(fā)送來(lái)的載波信號(hào)通過(guò)載波信號(hào)接口傳送至電容耦合器、再通過(guò)結(jié)合濾波器注入到所述10kV架空線路與大地構(gòu)成的信號(hào)傳輸回路中；再經(jīng)過(guò)隔離電容、結(jié)合濾波器傳送至從載波機(jī)，從載波機(jī)還原出主載波機(jī)所發(fā)送的原始數(shù)據(jù)，再傳送給配電終端設(shè)備。本實(shí)用新型網(wǎng)絡(luò)載波通信系統(tǒng)具有大規(guī)模、全覆蓋通訊組網(wǎng)能力，能全面滿足國(guó)網(wǎng)公司制定的配電自動(dòng)化“三遙”功能驗(yàn)收指標(biāo)。
【專利說(shuō)明】應(yīng)用于農(nóng)網(wǎng)集抄平臺(tái)的中壓載波系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于農(nóng)網(wǎng)集抄平臺(tái)的中壓載波系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
:
[0002]為了貫徹實(shí)施科學(xué)發(fā)展觀，更好服務(wù)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，積極落實(shí)國(guó)家電網(wǎng)公司“一強(qiáng)三優(yōu)”現(xiàn)代公司發(fā)展目標(biāo)及“新農(nóng)村、新電力、新服務(wù)”的農(nóng)電發(fā)展戰(zhàn)略，深入推進(jìn)農(nóng)網(wǎng)科技進(jìn)步，發(fā)揮科技支撐作用，依靠科技手段加快推進(jìn)新型農(nóng)村建設(shè)，積極推進(jìn)農(nóng)網(wǎng)的“綜合監(jiān)控”、“智能用電”的建設(shè)工作。
[0003]農(nóng)電通信信息化整體的規(guī)劃建設(shè)是國(guó)網(wǎng)公司堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的重要組成部分，是全面實(shí)現(xiàn)智能配用電信息化、自動(dòng)化和互動(dòng)化的重要支撐和保障。在配用電通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展農(nóng)村信息化及配網(wǎng)自動(dòng)化，不僅可以滿足堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)需求以及廣大農(nóng)民群眾的信息化需求；同時(shí)，可以保障農(nóng)村供電穩(wěn)定有序的進(jìn)行。
[0004]我國(guó)農(nóng)村地域遼闊，農(nóng)村地域面積約占全國(guó)總面積的85%以上，這些區(qū)域具有“面積廣闊、地理和氣候環(huán)境惡劣、農(nóng)村人口比重大”等特征，農(nóng)網(wǎng)配電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行普遍存在供電面積大、人口密度低、用電負(fù)荷分散單一、供電距離長(zhǎng)、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、電網(wǎng)運(yùn)行與建設(shè)環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)。
[0005]目前，農(nóng)網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作主要解決了配電網(wǎng)面積的全覆蓋，解決區(qū)域內(nèi)無(wú)電用戶，對(duì)與配電通信系統(tǒng)的建設(shè)程度較低。在農(nóng)網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)中，35kV及以上變電站完成了光纖通信鋪設(shè)，部分10kV線路采用無(wú)線通信方式。配電通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)單一，抗干擾能力和應(yīng)對(duì)突發(fā)能力的數(shù)據(jù)處理能力不夠。
[0006]在農(nóng)網(wǎng)配網(wǎng)配電的10kV線路中，采用了基于GPRS的無(wú)線公網(wǎng)通信模式、具有北斗衛(wèi)星的通信模式和部分無(wú)線專網(wǎng)通信系統(tǒng)混合使用。但是由于現(xiàn)場(chǎng)條件，存在以下幾個(gè)問(wèn)題:
[0007]相對(duì)于廣大的農(nóng)網(wǎng)電網(wǎng)區(qū)域，基于運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線公網(wǎng)信號(hào)覆蓋面積有限，對(duì)于很多人口密度較低的區(qū)域信號(hào)，無(wú)線公網(wǎng)信號(hào)弱或無(wú)覆蓋，導(dǎo)致通信數(shù)據(jù)缺失。
[0008]在廣大的農(nóng)網(wǎng)地理區(qū)域，由于政治或者軍事原因，對(duì)無(wú)線通信信號(hào)進(jìn)行干擾或者屏蔽，影響基于無(wú)線的配電通信系統(tǒng)的正常工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0009]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)用于農(nóng)網(wǎng)集抄平臺(tái)的中壓載波系統(tǒng)，本實(shí)用新型中提出以中壓載波為通信平臺(tái)的農(nóng)網(wǎng)集抄通信方案。電力線載波通信方式具有施工周期短、綜合成本低、線路環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、安裝使用和維護(hù)方便、通信距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中有著廣泛應(yīng)用。
[0010]本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案:
[0011]應(yīng)用于農(nóng)網(wǎng)集抄平臺(tái)的中壓載波系統(tǒng):
[0012]在10kV架空線路的兩端分別設(shè)置主載波機(jī)以及從載波機(jī)；
[0013]所述主載波機(jī)經(jīng)交換機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口與主站系統(tǒng)通訊；
[0014]所述從載波機(jī)經(jīng)交換機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口與配電終端設(shè)備通訊；
[0015]所述主載波機(jī)將主站系統(tǒng)發(fā)送來(lái)的載波信號(hào)通過(guò)載波信號(hào)接口傳送至電容耦合器、再通過(guò)結(jié)合濾波器注入到所述10kv架空線路與大地構(gòu)成的信號(hào)傳輸回路中；
[0016]所述傳輸回路傳送的載波信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離電容、結(jié)合濾波器、電容耦合器傳送至從載波機(jī)，從載波機(jī)還原出主載波機(jī)所發(fā)送的原始數(shù)據(jù)，再經(jīng)交換機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口傳送給配電終端設(shè)備。
[0017]電力線載波通信技術(shù)是利用電力線網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸媒介，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。電力網(wǎng)作為電能量輸送的專用網(wǎng)絡(luò)，是國(guó)家基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)之一，其網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)質(zhì)量、機(jī)械強(qiáng)度、安全經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等方面都是經(jīng)得起考驗(yàn)的，它的覆蓋面之廣、容量之大是任何網(wǎng)絡(luò)都不能相比的。
[0018]在10kV配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，利用10kV配電線路傳輸載波信號(hào)，為配電終端設(shè)備提供與主站系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信接入服務(wù)已獲得大規(guī)模，如上海、廣州、成都、天津等城市，在整個(gè)配電自動(dòng)化通信方式中的應(yīng)用比重達(dá)到20?30%。
[0019]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0020]本實(shí)用新型網(wǎng)絡(luò)載波通信系統(tǒng)具有大規(guī)模、全覆蓋通訊組網(wǎng)能力，在整個(gè)50?500KHZ中壓載波可用頻率帶寬范圍內(nèi)以頻分復(fù)用方式可在同一條電力線上同時(shí)開(kāi)辟大量獨(dú)立的數(shù)據(jù)傳輸通道，每路載波通信通道固定占用8K頻率帶寬資源，多收多發(fā)全雙工并行通信工作模式，單通道通信速率可達(dá)6Kbps以上，提供標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)通信接口連接，全面滿足國(guó)網(wǎng)公司制定的配電自動(dòng)化“三遙”功能驗(yàn)收指標(biāo)。
[0021]經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益
[0022]1、該線路上實(shí)施電力線載波通信工程后，自動(dòng)化水平得到提升，不必為這5臺(tái)集中器的用電采集數(shù)據(jù)而派人派車遠(yuǎn)赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行抄表。
[0023]2、減少運(yùn)行維護(hù)和管理費(fèi)用帶來(lái)效益。隨著配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及設(shè)備工況的監(jiān)視，大大減少運(yùn)行人員的巡視、測(cè)試等工作量，節(jié)約運(yùn)行成本。根據(jù)對(duì)系統(tǒng)元件參數(shù)的監(jiān)控，將檢修工作從計(jì)劃?rùn)z修向狀態(tài)檢修過(guò)渡，降低設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本。故障分析及處理方案更加準(zhǔn)確，可以在將來(lái)發(fā)生類似故障時(shí)進(jìn)一步減少損失，降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
[0024]通信效果
[0025]以本系統(tǒng)1主5臺(tái)從載波通信組網(wǎng)規(guī)模進(jìn)行通信實(shí)時(shí)性的分析，假設(shè)每包下行數(shù)據(jù)小于50字節(jié)，單向傳輸用時(shí)約為175ms，每包上行數(shù)據(jù)小于200字節(jié)，單向傳輸用時(shí)約為500ms，終端設(shè)備響應(yīng)召喚數(shù)據(jù)的平均耗時(shí)100ms，這樣一來(lái)每臺(tái)終端設(shè)備數(shù)據(jù)召喚用時(shí)約為800ms，那么輪詢召喚5臺(tái)終端設(shè)備數(shù)據(jù)一個(gè)周期所耗時(shí)間小于4.5秒鐘，通信實(shí)時(shí)性較聞。
[0026]三遙正確率指標(biāo):
[0027]1)電能量數(shù)據(jù)由集中器傳遞到主站系統(tǒng)的正確率=100%
[0028]2)電能量數(shù)據(jù)由集中器傳遞到主站系統(tǒng)的時(shí)間< 7s
[0029]3)通信速率不低于6Kbps
[0030]4)通信誤碼率由于1 X 10_6?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】:
[0031]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖2本實(shí)用新型載波通信系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖。
[0032]圖中標(biāo)號(hào):1主載波機(jī)，2從載波機(jī)，3電容耦合器，4為10kV架空線路。
[0033]以下通過(guò)【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
:
[0034]實(shí)施例:參見(jiàn)圖1、2，本實(shí)用新型所述的應(yīng)用于農(nóng)網(wǎng)集抄平臺(tái)的中壓載波系統(tǒng)，是在10kV架空線路5的兩端分別設(shè)置主載波機(jī)1以及從載波機(jī)2 ;主載波機(jī)1經(jīng)交換機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口與主站系統(tǒng)通訊；從載波機(jī)2經(jīng)交換機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口與配電終端設(shè)備通訊。
[0035]主載波機(jī)1將主站系統(tǒng)發(fā)送來(lái)的載波信號(hào)通過(guò)載波信號(hào)接口傳送至電容耦合器3、再通過(guò)結(jié)合濾波器注入到所述10kV架空線路與大地構(gòu)成的信號(hào)傳輸回路中。
[0036]10kV架空線路與大地構(gòu)成的信號(hào)傳輸回路傳送的載波信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離電容、結(jié)合濾波器、電容耦合器傳送至從載波機(jī)，從載波機(jī)還原出主載波機(jī)所發(fā)送的原始數(shù)據(jù)，再經(jīng)交換機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口傳送給配電終端設(shè)備。
[0037]圖1、2所示，主載波機(jī)接收到主站系統(tǒng)經(jīng)交換機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)后，對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、調(diào)制、濾波、放大等處理，放大后的載波信號(hào)通過(guò)載波信號(hào)接口傳送給電容耦合器，通過(guò)結(jié)合濾波器注入到架空線路與大地構(gòu)成的信號(hào)傳輸回路中，隔離電容的作用是隔離50HZ的工頻10kV高電壓，對(duì)于50K?500KHZ的載波信號(hào)是可以通過(guò)該電容的。電力架空線路的另一端從載波機(jī)安裝站點(diǎn)同樣安裝有電容耦合器設(shè)備，主載波機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的載波信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離電容，通過(guò)結(jié)合濾波器、電容耦合器傳送至從載波機(jī)，從載波機(jī)對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、解調(diào)、解碼等處理還原出主載波機(jī)所發(fā)送的原始數(shù)據(jù)，再經(jīng)交換機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口傳送給配電終端設(shè)備。
[0038]圖2所示，載波通信系統(tǒng)組網(wǎng)由主干網(wǎng)絡(luò)、載波網(wǎng)絡(luò)和終端接入網(wǎng)絡(luò)三個(gè)部分組成，其中主干網(wǎng)絡(luò)由35kV變電站的光纖網(wǎng)絡(luò)組成，載波網(wǎng)絡(luò)由電力線載波實(shí)現(xiàn)，與終端集中器之間的終端接入網(wǎng)絡(luò)由485總線組成。
[0039]某載波通信線路上下屬5臺(tái)集中器安裝從載波機(jī)，與安裝在變電站內(nèi)的主載波機(jī)之間建立通信連接，主載波機(jī)將集中器數(shù)據(jù)接入到站內(nèi)的配電自動(dòng)化光纖通信骨干網(wǎng)，發(fā)送至“控制中心”。
[0040]本實(shí)用新型載波通信接口采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，從載波機(jī)設(shè)備與集中器之間以網(wǎng)線連接，集中器擁有局域網(wǎng)內(nèi)唯一 IP地址及MAC地址，與從載波機(jī)進(jìn)行通信連接后注冊(cè)到載波通信網(wǎng)，主載波機(jī)通過(guò)網(wǎng)線接入變電站內(nèi)配網(wǎng)骨干光纖通信網(wǎng)交換機(jī)，為載波通信網(wǎng)的五臺(tái)從載波機(jī)提供通信上連通道。主從載波機(jī)之間利用載波信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，同時(shí)支持通信網(wǎng)管數(shù)據(jù)的傳輸。
[0041]如果某集中器離變電站距離較遠(yuǎn)，本系統(tǒng)中可以將較近的載波通信機(jī)設(shè)置為中繼載波機(jī)，進(jìn)行信號(hào)中繼，具體情況要視實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的載波信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行靈活調(diào)整。
[0042]為了保證農(nóng)牧區(qū)配網(wǎng)監(jiān)控通信系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、安裝實(shí)施與設(shè)備維護(hù)，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)保證和施工保證。
[0043]設(shè)計(jì)規(guī)劃技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
[0044]遵循標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)制度:為保障配電監(jiān)控通信系統(tǒng)試點(diǎn)工程的有序建設(shè)，全面加強(qiáng)配電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化，提高配網(wǎng)運(yùn)行和客戶服務(wù)的現(xiàn)代化管理水平，將通過(guò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)梳理、制定，監(jiān)視一套規(guī)范的關(guān)于農(nóng)牧區(qū)配電通信系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
[0045]完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案:本著節(jié)約、高效、可靠的設(shè)計(jì)原則，完善前期系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，制定完整的方案設(shè)計(jì)和評(píng)審技術(shù)流程。
[0046]建立技術(shù)保障體系
[0047]成立農(nóng)牧區(qū)配網(wǎng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、評(píng)審、實(shí)施技術(shù)團(tuán)隊(duì)。通過(guò)分步執(zhí)行、階段評(píng)審、定期溝通的協(xié)作模式，高效的完成農(nóng)牧區(qū)配網(wǎng)通信系統(tǒng)的建設(shè)工作。
[0048]制定工程技術(shù)難點(diǎn)及解決方案:通過(guò)分析論證，預(yù)測(cè)農(nóng)牧區(qū)系統(tǒng)建設(shè)和鋪設(shè)中存在的技術(shù)和工程技術(shù)難度，并結(jié)合專家組提供有效的解決方案。
[0049]工程實(shí)施進(jìn)度保證
[0050]項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)施和維護(hù)工作將根據(jù)分布執(zhí)行、階段評(píng)審的原則完成部署，根據(jù)具體工作任務(wù)安排，整個(gè)項(xiàng)目階段分為以下五個(gè)部分:
[0051]實(shí)施方案制定與評(píng)審
[0052]通信現(xiàn)場(chǎng)勘察
[0053]制定施工計(jì)劃和物資采購(gòu)
[0054]通信設(shè)備安裝與調(diào)試
[0055]系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)
[0056]關(guān)鍵設(shè)備安裝
[0057]數(shù)據(jù)匯集點(diǎn)載波設(shè)備安裝
[0058]數(shù)據(jù)匯集點(diǎn)安裝主載波通信系統(tǒng)，具體安裝模式如下:
[0059]設(shè)備型號(hào):DLC_2103A
[0060]安裝結(jié)構(gòu):1U 19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架結(jié)構(gòu)
[0061]接地措施:機(jī)架安裝點(diǎn)接地
[0062]供電方式:AC220V、DC48V雙電源供電
[0063]數(shù)據(jù)采集點(diǎn)載波設(shè)備安裝
[0064]數(shù)據(jù)匯集點(diǎn)安裝主載波通信系統(tǒng)，具體安裝模式如下:
[0065]設(shè)備型號(hào):DLC_2103C
[0066]安裝結(jié)構(gòu):壁掛式戶外或柱上安裝
[0067]體積大小:300X220X45(長(zhǎng)X寬X高)
[0068]接地措施:機(jī)架安裝點(diǎn)接地
[0069]供電方式:AC220V供電
[0070]耦合通道設(shè)備安裝
[0071]對(duì)于架空線采用一體化電容耦合器安裝方式:
[0072]設(shè)備名稱:一體化電容稱合器
[0073]設(shè)備型號(hào):CSG-ZR800
[0074]安裝方式:柱上安裝方式。
【權(quán)利要求】
1.應(yīng)用于農(nóng)網(wǎng)集抄平臺(tái)的中壓載波系統(tǒng)，其特征在于: 在1kV架空線路(4)的兩端分別設(shè)置主載波機(jī)(I)以及從載波機(jī)(2); 所述主載波機(jī)經(jīng)交換機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口與主站系統(tǒng)通訊； 所述從載波機(jī)經(jīng)交換機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口與配電終端設(shè)備通訊； 所述主載波機(jī)將主站系統(tǒng)發(fā)送來(lái)的載波信號(hào)通過(guò)載波信號(hào)接口傳送至電容耦合器(3)、再通過(guò)結(jié)合濾波器注入到所述1kV架空線路與大地構(gòu)成的信號(hào)傳輸回路中； 所述傳輸回路傳送的載波信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離電容、結(jié)合濾波器、電容耦合器傳送至從載波機(jī)，從載波機(jī)還原出主載波機(jī)所發(fā)送的原始數(shù)據(jù)，再經(jīng)交換機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口或RS-232串口傳送給配電終端設(shè)備。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK204046656SQ201420517934
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】方進(jìn), 祝東曙, 朱鳳玲, 夏世超, 田定勝 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司安慶供電公司