本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城市多能源聯(lián)合采集方法。

背景技術(shù)：

目前，各個(gè)公用事業(yè)單位是各自為陣，分別采用自己的信息采集系統(tǒng)，各采集系統(tǒng)所用的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)也各不相同，缺乏統(tǒng)一管理，相互之間存在無(wú)線干擾，總的建設(shè)成本也相當(dāng)高。目前，市場(chǎng)上尚無(wú)水、電、氣、熱四表聯(lián)合信息采集終端，或者類似產(chǎn)品，此類似產(chǎn)品的主要客戶是自來(lái)水公司、燃?xì)夤?、熱源供?yīng)商等。該產(chǎn)品需要利用現(xiàn)有的電力信息采集通信網(wǎng)絡(luò)和主站系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水、電、熱、氣四表聯(lián)合集中抄表。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)的多表聯(lián)合抄表產(chǎn)品尚未推向市場(chǎng)，僅是在北京、上海、云南等少數(shù)地方進(jìn)行了試點(diǎn)，主要是面向水表、電表、氣表集中安裝的新型小區(qū)，采用無(wú)線通信方案，有一定的局限性。國(guó)外方面，日本的方案是將用戶智能電表作為通信網(wǎng)關(guān)，同時(shí)具備電力線載波（FSK/OFDM）和微功率無(wú)線（RF）兩種通信方式。用戶所有設(shè)備采用IEEE802.15.4G標(biāo)準(zhǔn)接入。而在美國(guó)，千兆級(jí)以太網(wǎng)普及，州級(jí)區(qū)域以太網(wǎng)覆蓋率99.7%，電力/水利/燃?xì)獾饶茉丛O(shè)備采用有線方式接入RTU，再接入?yún)^(qū)域以太網(wǎng)。在英國(guó)，水、電、氣表安裝了無(wú)線模塊，與分布全國(guó)大部分地區(qū)的專用基站進(jìn)行通信，通信中心頻率為400MHz,一次通信成功率在99%以上，但由于需要建設(shè)專用基站，初期建設(shè)成本很大。遠(yuǎn)程自動(dòng)集抄已在配用電電力信息采集系統(tǒng)中運(yùn)用多年，已形成較成熟的體系，在全國(guó)大部分地區(qū)已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表，日抄表成功率也接近100%。相對(duì)于電表信息采集，其他三個(gè)事業(yè)部門的表計(jì)信息采集明顯滯后，出于事業(yè)部門的總體投資和資源的整合利用方面考慮，需要借助已有的電力信息采集，進(jìn)行四表聯(lián)合抄表，高效利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和科技成果，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的綜合利用，節(jié)約大量的財(cái)政支出和社會(huì)資源。政府對(duì)此項(xiàng)目表示支持，在各個(gè)公用事業(yè)部中起到協(xié)調(diào)的作用，并敦促制定統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。粗略地說(shuō)，有多少套住房就有相應(yīng)數(shù)目的聯(lián)合抄表系統(tǒng)需求。目前中國(guó)共有4.3億家庭，抄表系統(tǒng)的使用壽命按10年計(jì)算，平均每年的聯(lián)合抄表系統(tǒng)終端設(shè)備需求約為4000萬(wàn)套，也就是說(shuō)每年將有數(shù)十億的市場(chǎng)。使用客戶是居民樓所有業(yè)主，購(gòu)買客戶是水、氣、熱事業(yè)單位，購(gòu)買方式為各事業(yè)單位集中采購(gòu)、集中安裝，使用壽命一般為10~20年。

2015年，國(guó)家發(fā)改委、能源局出臺(tái)“關(guān)于促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)”，明確指出完善煤、電、油、氣領(lǐng)域信息資源共享機(jī)制，支持水、氣、電集采集抄，建設(shè)跨行業(yè)能源運(yùn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，鼓勵(lì)能源與信息基礎(chǔ)設(shè)施共享復(fù)用。國(guó)家電網(wǎng)公司也重點(diǎn)推動(dòng)“四表合一”工程，利用電力系統(tǒng)現(xiàn)有采集平臺(tái)實(shí)現(xiàn)水、電、氣、熱等公共事業(yè)數(shù)據(jù)一體化遠(yuǎn)程抄收模式，目的在于打造新型用能服務(wù)模式、全面支撐智慧城市建設(shè)，減少抄表工作量和硬件重復(fù)建設(shè)，是當(dāng)前需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服如何實(shí)現(xiàn)“四表合一”工程，減少抄表工作量和硬件重復(fù)建設(shè)的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種城市多能源聯(lián)合采集方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟（A），采集平臺(tái)選擇需要進(jìn)行數(shù)據(jù)召測(cè)的水、氣、熱計(jì)量裝置，并選擇抄表任務(wù)下發(fā)給集中器；

步驟（B），集中器收到采集系統(tǒng)的主站任務(wù)后，對(duì)相關(guān)的水、氣、熱計(jì)量裝置發(fā)送抄表命令，下達(dá)到相關(guān)聯(lián)的通信接口轉(zhuǎn)換器；

步驟（C），通信接口轉(zhuǎn)換器在下行專用頻道或總線上喚醒并將抄表命令下發(fā)給指定的水、氣、熱計(jì)量裝置；

步驟（D），指定的水、氣、熱計(jì)量裝置根據(jù)規(guī)定的通信協(xié)議，將采集數(shù)據(jù)通過(guò)總線或無(wú)線方式發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文給通信接口轉(zhuǎn)換器；

步驟（E），通信接口轉(zhuǎn)換器對(duì)收到的數(shù)據(jù)報(bào)文，按照上行微功率無(wú)線互聯(lián)互通通信協(xié)議或載波通信方式進(jìn)行組幀，并明確標(biāo)識(shí)儀表類型，然后通過(guò)現(xiàn)有的用電信息采集通訊信道發(fā)送組幀后的數(shù)據(jù)報(bào)文到集中器；

步驟（F），集中器對(duì)收到組幀后的數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行解析，提取其中的儀表類型與數(shù)據(jù)信息，并按照不同儀表類型進(jìn)行數(shù)據(jù)的單日存儲(chǔ)；

步驟（G），集中器按照不同儀表類型建立相應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)并進(jìn)行多日存儲(chǔ)，并按照擴(kuò)展協(xié)議把各類型的儀表數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)送入公用事業(yè)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)；

步驟（H），公用事業(yè)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)，區(qū)分表計(jì)類型，對(duì)水、氣、熱采集數(shù)據(jù)按照擴(kuò)展協(xié)議進(jìn)行解析，并將數(shù)據(jù)展示到公用事業(yè)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)；

步驟（I），根據(jù)公用事業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的要求，采集平臺(tái)定期重復(fù)步驟（A）-步驟（H），進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。

前述的一種城市多能源聯(lián)合采集方法，其特征在于：步驟（C），指定的水、氣、熱計(jì)量裝置為即插即用接入，通信接口轉(zhuǎn)換器在接收到抄表命令會(huì)自動(dòng)解析表計(jì)類型，同時(shí)采用廣播全透明方式發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求，收到反饋數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)提取表計(jì)檔案參數(shù)并記憶對(duì)應(yīng)的通信通道，當(dāng)再次接收同一表計(jì)抄讀命令，則會(huì)根據(jù)內(nèi)部映射端口下行發(fā)出抄表請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)能源表計(jì)通道自識(shí)別及自管理。

前述的一種城市多能源聯(lián)合采集方法，其特征在于：步驟（D），所述無(wú)線方式為無(wú)線LoRa擴(kuò)頻調(diào)制通信方式，采用動(dòng)態(tài)循環(huán)編碼比特流方式對(duì)喚醒算法進(jìn)行重設(shè)計(jì)，縮短探測(cè)窗口寬度。

前述的一種城市多能源聯(lián)合采集方法，其特征在于：步驟（D），指定的水、氣、熱計(jì)量裝置根據(jù)規(guī)定的通信協(xié)議，支持群抄和點(diǎn)抄兩種模式，可根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境動(dòng)態(tài)切換，所述群抄模式由轉(zhuǎn)換器發(fā)起命令后即進(jìn)入等待表計(jì)數(shù)據(jù)返回狀態(tài)；所述點(diǎn)抄模式針對(duì)指定表計(jì)發(fā)起抄讀命令；而且，采用不同類型能源表計(jì)抄表通道互隔離以及采集設(shè)備和不同系統(tǒng)主站的通道互隔離。

前述的一種城市多能源聯(lián)合采集方法，其特征在于：步驟（F），集中器對(duì)收到組幀后的數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行解析，提取其中的儀表類型與數(shù)據(jù)信息，并按照不同儀表類型進(jìn)行數(shù)據(jù)的單日存儲(chǔ)，針對(duì)異構(gòu)能源表計(jì)不同類型的通訊規(guī)約建立協(xié)議庫(kù)模型，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)通信協(xié)議共性結(jié)構(gòu)分析和轉(zhuǎn)換重構(gòu)，統(tǒng)一各異構(gòu)能源表計(jì)通信協(xié)議的接口輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)能源表計(jì)數(shù)據(jù)混合并發(fā)處理。

前述的一種城市多能源聯(lián)合采集方法，其特征在于： 步驟（I），采集平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有軟件自診斷機(jī)制和采集處理功能模塊動(dòng)態(tài)加載功能。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的城市多能源聯(lián)合采集方法，采用通信接口轉(zhuǎn)換器采集，通過(guò)對(duì)異構(gòu)能源表計(jì)的數(shù)據(jù)協(xié)同并發(fā)處理與協(xié)議重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)公用事業(yè)采集集中器對(duì)電、水、氣、熱表的通信連接和數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)互通、渠道整合、資源共享和服務(wù)提升，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的城市多能源聯(lián)合采集方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明的城市多能源聯(lián)合采集方法，包括以下步驟，

步驟（A），采集平臺(tái)選擇需要進(jìn)行數(shù)據(jù)召測(cè)的水、氣、熱計(jì)量裝置，并選擇抄表任務(wù)下發(fā)給集中器；

步驟（B），集中器收到采集系統(tǒng)的主站任務(wù)后，對(duì)相關(guān)的水、氣、熱計(jì)量裝置發(fā)送抄表命令，下達(dá)到相關(guān)聯(lián)的通信接口轉(zhuǎn)換器；

步驟（C），通信接口轉(zhuǎn)換器在下行專用頻道或總線上喚醒并將抄表命令下發(fā)給指定的水、氣、熱計(jì)量裝置，指定的水、氣、熱計(jì)量裝置為即插即用接入，通信接口轉(zhuǎn)換器在接收到抄表命令會(huì)自動(dòng)解析表計(jì)類型，同時(shí)采用廣播全透明方式發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求，收到反饋數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)提取表計(jì)檔案參數(shù)并記憶對(duì)應(yīng)的通信通道，當(dāng)再次接收同一表計(jì)抄讀命令，則會(huì)根據(jù)內(nèi)部映射端口下行發(fā)出抄表請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)能源表計(jì)通道自識(shí)別及自管理；

步驟（D），指定的水、氣、熱計(jì)量裝置根據(jù)規(guī)定的通信協(xié)議，將采集數(shù)據(jù)通過(guò)總線或無(wú)線方式發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文給通信接口轉(zhuǎn)換器，所述無(wú)線方式為無(wú)線LoRa擴(kuò)頻調(diào)制通信方式，采用動(dòng)態(tài)循環(huán)編碼比特流方式對(duì)喚醒算法進(jìn)行重設(shè)計(jì)，縮短探測(cè)窗口寬度，能夠降低不需要參與通信的節(jié)點(diǎn)的誤喚醒概率和功耗，同時(shí)根據(jù)場(chǎng)景應(yīng)用加入能源節(jié)點(diǎn)星型路由算法，構(gòu)建新型超低功耗無(wú)線抄表網(wǎng)，解決無(wú)線抄表網(wǎng)功耗高和通信不穩(wěn)定的問(wèn)題。指定的水、氣、熱計(jì)量裝置根據(jù)規(guī)定的通信協(xié)議，支持群抄和點(diǎn)抄兩種模式，可根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境動(dòng)態(tài)切換，所述群抄模式由轉(zhuǎn)換器發(fā)起命令后即進(jìn)入等待表計(jì)數(shù)據(jù)返回狀態(tài)；所述點(diǎn)抄模式針對(duì)指定表計(jì)發(fā)起抄讀命令；而且，采用不同類型能源表計(jì)抄表通道互隔離以及采集設(shè)備和不同系統(tǒng)主站的通道互隔離；

步驟（E），通信接口轉(zhuǎn)換器對(duì)收到的數(shù)據(jù)報(bào)文，按照上行微功率無(wú)線互聯(lián)互通通信協(xié)議或載波通信方式進(jìn)行組幀，并明確標(biāo)識(shí)儀表類型，然后通過(guò)現(xiàn)有的用電信息采集通訊信道發(fā)送組幀后的數(shù)據(jù)報(bào)文到集中器；

步驟（F），集中器對(duì)收到組幀后的數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行解析，提取其中的儀表類型與數(shù)據(jù)信息，并按照不同儀表類型進(jìn)行數(shù)據(jù)的單日存儲(chǔ)；

步驟（G），集中器按照不同儀表類型建立相應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)并進(jìn)行多日存儲(chǔ)，并按照擴(kuò)展協(xié)議把各類型的儀表數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)送入公用事業(yè)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，所述擴(kuò)展協(xié)議為Q/GDW 1376.1 協(xié)議；

步驟（H），公用事業(yè)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)，區(qū)分表計(jì)類型，對(duì)水、氣、熱采集數(shù)據(jù)按照擴(kuò)展協(xié)議進(jìn)行解析，并將數(shù)據(jù)展示到公用事業(yè)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)；

步驟（I），根據(jù)公用事業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的要求，采集平臺(tái)定期重復(fù)步驟（A）-步驟（H），進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。

所述集中器對(duì)收到組幀后的數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行解析，提取其中的儀表類型與數(shù)據(jù)信息，并按照不同儀表類型進(jìn)行數(shù)據(jù)的單日存儲(chǔ)，針對(duì)異構(gòu)能源表計(jì)不同類型的通訊規(guī)約建立協(xié)議庫(kù)模型，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)通信協(xié)議共性結(jié)構(gòu)分析和轉(zhuǎn)換重構(gòu)，統(tǒng)一各異構(gòu)能源表計(jì)通信協(xié)議的接口輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)能源表計(jì)數(shù)據(jù)混合并發(fā)處理，增強(qiáng)對(duì)多種異構(gòu)能源協(xié)議類型的兼容性。

所述采集平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有軟件自診斷機(jī)制和采集處理功能模塊動(dòng)態(tài)加載功能，軟件自診斷機(jī)制，當(dāng)設(shè)備受到外界干擾導(dǎo)致崩潰死機(jī)時(shí)通過(guò)軟件開(kāi)門狗能快速自動(dòng)恢復(fù)至正常運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)對(duì)出現(xiàn)的負(fù)荷過(guò)流能及時(shí)切斷電源并做出可視化預(yù)警；所述采集處理功能模塊動(dòng)態(tài)加載功能，能實(shí)現(xiàn)同一終端平臺(tái)針對(duì)異構(gòu)能源表計(jì)的復(fù)用。

綜上所述，本發(fā)明的城市多能源聯(lián)合采集方法，采用通信接口轉(zhuǎn)換器采集，通過(guò)對(duì)異構(gòu)能源表計(jì)的數(shù)據(jù)協(xié)同并發(fā)處理與協(xié)議重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)公用事業(yè)采集集中器對(duì)電、水、氣、熱表的通信連接和數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)互通、渠道整合、資源共享和服務(wù)提升，具有良好的應(yīng)用前景。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。