远程集抄智能用电系统及其集抄方法

摘要

本发明公开一种远程集抄智能用电系统，包含：智能电能表；采集终端，其与智能电能表通信连接，集中采集智能电能表的电量信息，并向上发送；集中器，其与采集终端或智能电能表通信连接，集中器与智能电能表双向通讯，向智能电能表发送指令，设置、抄读、保存智能电能表的相关参数，将智能电能表的数据进行一次集中后，通过上行信道将数据向上发送；系统主站，其与集中器或采集终端远程通信连接，与集中器或者采集终端进行数据信息交换，并定时或实时抄收智能电能表的电量数据；集中器或采集终端通过电力光纤到户网络远程通信连接系统主站。本发明通过多网融合实现用电远程集抄数据的小时化采集传输入户技术，展示智能用电信息。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用电量采集传输入户技术，具体涉及一种远程集抄智能用电系统及其集抄方法。

背景技术

多网融合技术是指电力网、电信网、广播电视网、互联网等网络整合成为统一的多功能网络。其中，电力网络覆盖范围最广，遍布全国各地，拥有四通八达的管线，延伸到了千家万户。它给多网融合技术提供了一个理想的平台。近年来，先进的智能电网迅速发展。它是以物理电网为基础，并集成了现代传感器技术、通讯技术、网络技术、计算机技术和自动化控制技术的新型电力网络。未来，智能电网的普及是一种必然的趋势。为了实现智能化的信息传输，智能电网采用了电力光纤复合电缆。电力光纤复合电缆在实现电力信息交互的同时，还有承担其它信息通信任务的巨大潜力。因此，基于智能电网的多网融合技术有望成为主流。

发明内容

本发明提供一种远程集抄智能用电系统及其集抄方法，实现电力营销用电远程集抄数据的小时化采集传输入户技术，展示小时用电量、日用电量、周用电量、月用电量、峰谷用电量等智能用电信息。

本发明提供一种远程集抄智能用电系统，其特点是，该系统包含：

智能电能表，用于计量用电数量；

采集终端，其与智能电能表通信连接，集中采集智能电能表的电量信息，并向上发送；

集中器，其与采集终端或智能电能表通信连接，集中器与智能电能表双向通讯，向智能电能表发送指令，设置、抄读、保存智能电能表的相关参数，将智能电能表的数据进行一次集中后，通过上行信道将数据向上发送；

系统主站，其与集中器或采集终端远程通信连接，与集中器或者采集终端进行数据信息交换，并定时或实时抄收智能电能表的电量数据；

上述的集中器或采集终端通过电力光纤到户网络远程通信连接系统主站。

上述的智能电能表与采集终端之间通过电力线载波通信或RS485总线通信。

上述的电力线载波通信包含窄带和宽带；在同一区域中，不能同时应用宽带和窄带两种载波进行通信。

上述的集中器下可连接并采集若干采集终端所采集智能电能表的电量数据。

上述的集中器或采集终端与所述系统主站之间的远程通信包含以下方式：光纤通信、移动GPRS/GSM 通信、公用电话网通信、有线电视网通信、微波通信、卫星通信。

上述的系统主站、集中器和/或采集终端还通过电力光纤到户网络连接至家庭网关，并可通过家庭网关连接至家庭中的网络设备。

上述的家庭网关通过网路连接至机顶盒，该机顶盒连接通用的电视机和遥控器；人员通过遥控器输入用电查询指令，由电力光纤到户网络发送至系统主站，系统主站反馈对应信息至电视机显示。

一种如上述的远程集抄智能用电系统的集抄方法，其特点是，该方法包含以下步骤：

步骤1、系统主站连接至集中器；

步骤2、系统主站判断集中器是否正确应答，若是，则跳转到步骤3，若否则跳转到步骤8；

步骤3、系统主站读取集中器下所连接智能电能表的编号；

步骤4、系统主站判断该智能电能表是否正确响应，若是，则跳转到步骤5，若否，则跳转到步骤8；

步骤5、系统主站通过集中器读取智能电能表的电量数据；

步骤6、系统主站将电量数据存储入系统主站的数据库；

步骤7、系统主站判断是否完成所有任务，若是，则正常退出，结束工作，若否，则跳转到步骤1；

步骤8、系统主站判断读取集中器或智能电能表是否发生错误，若是，则认为系统异常并退出，若否，则跳转到步骤1。

本发明远程集抄智能用电系统及其集抄方法和现有技术的电量采集方法相比，其优点在于，本发明采用电力光纤到户网络作为电能采集的通信手段，并通过电力光纤到户网络与电信网、广播电视网、互联网等网络整合，成为统一的多功能网络，有利于大幅减少基础建设投入，并简化网络管理，降低维护成本；使网络从各自独立的专业网络向综合性网络转变，网络性能得以提升，资源利用水平进一步提高；使信息服务由单一业务转向文字、话音、数据、图像、视频等多媒体综合业务；多网融合也打破了电信运营商和广电运营商在视频传输领域长期的恶性竞争状态；

本发明通过多网融合实现用电远程集抄数据的小时化采集传输入户技术，展示小时用电量、日用电量、周用电量、月用电量、峰谷用电量等智能用电信息。

附图说明

图1为本发明远程集抄智能用电系统的结构示意图；

图2为本发明远程集抄智能用电系统的集抄方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

本发明公开一种基于电力光纤到户多网融合系统的远程集抄智能用电系统，该系统包含：智能电能表、与智能电能表通信连接的采集终端、与所述采集终端或智能电能表通信连接集中器、以及与所述集中器或采集终端远程通信连接的系统主站，其中集中器或采集终端通过电力光纤到户网络远程通信连接系统主站。该远程集抄智能用电系统是一种把多个单元信息准确传送到一个数据处理中心基站的综合系统。

随着科技的进步发展和居民用户的电能表轮换，现在装在现场的电能表基本都是电子式电能表。智能电能表由测量单元和数据处理单元等部分组成，主要用来计量用电数量，本身带有中央处理器和存储功能并与集中抄表系统有同一传输规格，具有485接口，可直接与采集终端或集中器连接。按相别来分，国网智能电能表有单相智能费控表、三相表之分，单相智能费控表用于低压居民用户，三相表用于公变、专变用户、变电所等地方，其功能比较简单，单相分时段计量计费表，有485 接口，可以进行数据采集。三相表一般都是多功能全电子式电能表，功能齐全，可计量正、反向有功电能、四象限无功电能、最大需求量，具有分时计量、监控、监测、事件记录、自检功能、负荷曲线记录和远方通信等多种功能。多功能电能表用在各电网交汇处、变电站、大型发电机组网点、公变计量点等重要电量结算点。

采集终端用于集中采集各电能表的电量信息，并向上发送给集中器，接受集中器的指令。随着智能电网的发展，用电信息采集系统的采集对象涵盖了变电站、专变、公变、低压四大类采集领域，覆盖用户包括：大型专变用户、中小型专变用户、三相一般工商业用户、单相一般工商业用户、居民用户、公用配变考核计量点六大类。根据目前的现场情况，不同的采集对象，所使用的采集终端有所不同，但其效果相同：用在变电所的采集终端是远方电能量终端；用在公变用户上的是配变管理终端；用在专变用户上的采集终端是用电现场服务与管理系统终端；用在低压居民用户上的采集终端是无线采集器或载波采集器。

集中器是远程集抄系统的通讯桥梁，是整个系统中的数据集中设备，是连接终端、计算机或通信设备的中心连接点设备，它通过上行信道与主站通讯，接收主站命令，并按指令要求，向主站传送数据；通过与智能电能表双向通讯，向智能电能表发送指令，设置、抄读、保存电能表的相关参数，将电能表的数据进行一次集中后，通过上行信道将数据向系统主站传送，将用电量、用电异常等用户侧的用电状态送到系统主站，对计量终端进行切断用户供电等控制。集中器的工作流程为：集中器通过上行信道接收到系统主站命令，数据通过上行信道传递给协议转换器，协议转换器按照自身所支持的格式转换为一条或者多条内部协议，提取历史数据或参数，对返回的数据再进行协议封装，回给上行信道，上行信道将数据按照原路径回给基站。集中器按照设置的工作时间和加载的智能电能表自动进行抄录，实现智能化抄表工作。集中器上行通过上行信道与主站进行数据传输；下行对电表进行抄读，集中器自动按系统主站抄表管理软件设置的时间集中抄读本区电能表数据，并保存相关的数据。集中器的主要功能是：电表管理、工作分时、广播校时、实时监控、数据读取。一台集中器通常能采集到几十到上千只采集终端的数据信息，它具有独立的存储空间，能完成对下级采集终端的数据采集，也能够响应上级抄表机或接受计算机指令，完成数据通信任务。集中器是集中抄表系统的中枢，集中器的质量反映了整个抄表系统的水平。集中器（其）通信效果的好坏不仅取决于载波调制解调器等硬件，还依赖于通信过程和集中器应用软件的纠错能力。

系统主站是能定时或随时抄收电能表的电量数据，并与集中器或者采集终端进行数据信息交换的计算机管理系统和设备。系统主站包含数据库、应用服务器、管理软件、交换机、前置机、业务处理器几个部分。目前现有的主站运行模式有三种：分布式运行及管理、集中式运行管理、分布式运行加集中式管理。变电所高压远程集中抄表基本采用分布式运行及管理，低压远程集抄系统逐步改造成集中式运行管理。

系统主站分为数据采集、数据管理和基本功能及扩展功能等。基本功能主要覆盖了营销业务应用的电能信息采集业务，包括采集点设置、数据采集管理、控制执行、运行管理、现场管理、辅助功能和公共查询等，用电信息采集系统还可以提供营销业务应用之外的扩展功能，如配电业务管理、线损分析、电量统计、决策分析、增值服务等功能。系统主站在开发时应当采用分布式多层结构，典型的软件架构分表现层、应用层、服务层、数据层。根据系统业务特点，应用层进一步细分为采集子层、业务于层和对外接口等。主站软件通过对外接口与外界交互。为了构建高可用性、安全性、可靠性、可伸缩性和扩展性的智能电网远程集抄系统，系统主站的系统平台应采用标准的J2EE企业平台架构搭建，采用多层的分布式应用模型、一致化的安全模型及灵活的事务控制，使系统具有更好的移植性，以适应用电信息采集系统应用环境复杂、业务规则多变、信息发布、以及系统将来的扩展的需要。

系统主站可与国网营销系统通过接口方式紧密集成，数据全部整合纳入统一平台，实现了客户用电信息基础数据与营销技术支持系统的连接与共享。在营销系统中可以实现电费票据打印、报表统计、电费实收等功能。

远程集抄智能用电系统的数据通信传输由远程通信和本地通信两类通信网络构成。本地通信是指采集终端和智能电能表之间的数据通信。本地通信分为以下两种：电力线载波通信和RS485总线通信。其中电力线载波通信又分为窄带和宽带两类，在同一区域中，不能同时应用宽带和窄带两种载波。远程通信是指采集终端或者集中器和系统主站之间的远程数据传输通信。通过远程通信，系统主站与采集终端或者集中器建立联系，接收、采集各种用电信息。远程通信有以下几种方式：光纤通信、移动GPRS/GSM 通信、公用电话网通信、有线电视网通信、微波通信、卫星通信等等。

在现实中对于不同的用户，选择的集抄方法不同，所用的设备也不同。例如：城镇用户居住的小区规模集中，一般选择无线公网通信方式抄表，故选择无线采集器设备；农村用户住得比较分散，用载波集抄方式抄表较方便，所以选择载波采集器和集中器抄表；对于专变用户，常采用III型复合管理终端的方式；对于低压用户，常采用无线采集器和智能电能表的方式，或者采用集中器、采集器和智能电能表的组合方式；对于公变用户，常采用配网和用电信息一体化的采集方式，采集终端带交采功能，公变计量点不再安装考核表，统一接入用电信息采集系统主站；居民用户智能用电信息采集系统一般采用基于公网的无线通信采集模式，以一个集中装表的表箱／楼道或相邻多个表箱／楼道为单位，安装带无线通信模块的采集器，实时采集电能表数据．并通过公网无线通道将居民用电信息直接上传至系统主站．采集器与电能表的通信接口一般采用485接口。

远程集抄智能用电系统实现对所有用户用电信息的采集，用户面广量大，用电环境各异，能够到达的远程信道不同，现场安装的终端类型不同。虽然对象和信道各异，根据集约、统一、规范的原则以及营销业务功能实现的需求，但是，开发建设的统一用电信息采集平台，必须在一个平台上实现电力用户的全面覆盖。系统的功能可以遵循SG 186营销业务应用标准化设计、Q/GDW 2009电力用户用电信息采集系统功能规范对用电信息采集系统功能和营销业务应用的接口界面的要求。系统的基本功能：采集点设置；数据采集管理；负荷管理，它根据有序用电措施管理或安全生产管理要求，通过远程技术手段对客户侧配电开关的控制操作，达到调整和限制负荷的目的；费控管理；运行管理，它对系统运行情况进行监测，完成系统的运行情况、工况监测、档案权限、通信、报表、SIM卡运行等管理工作；现场管理，是指根据新装增容及变更用电业务和电网运行管理要求，对用户和关口侧采集装置进行安装、拆除和更换，根据采集装置的运行情况和使用年限，对采集装置进行更换、检修、消缺和巡视，现场管理包括终端管理和现场巡视消缺，终端管理主要对终端运行相关的采集点和终端档案参数、配置参数、运行参数、运行状态等进行管理，系统主站可以对终端进行远程配置，支持新上线终端自动上报的配置信息，系统主站可以向终端下发复位命令，使终端自动复位，终端管理主要包括终端安装、终端拆除、终端更换、终端检修，现场巡视消缺主要包括现场巡视管理和现场消缺管理，现场管理功能可配合SG 186营销业务应用的相关业务完成；辅助功能，即群组设置、终端参数设置、终端保电、终端剔除、电量定值控制、值班日志、前置机中继站运行监视、公共查询。系统的扩展功能可以包括：配电业务管理，即变压器监测分析、线路监测分析、台区监测分析、重点用户监测分析；线损分析；电量统计业务管理；决策分析业务管理；增值服务，即短信或语音提示支持、网上缴费支持、电网信息下皮、智能用电设备的信息采集与监视控制支持、分布式能源监控。主站建设的关键技术是：与营销业务应用的紧密集成技术；大规模并行通信技术；海量数据处理技术；多规约融合技术。

如图1所示，为本发明远程集抄智能用电系统的一种实施例。该系统中系统主站通过电力光纤到户网络分别与集中器和/或采集终端、家庭网关建立通信连接。系统主站包含互相通信连接的电网智能集抄平台与智能用电平台。集中器下连接有若干智能电能表。家庭网关可连接家庭中的各个网络设备，本实施例中家庭网关连接机顶盒，该机顶盒连接电视机，该机顶盒配套设有遥控器。

智能电能表实时采集电量信息传输至集中器，集中器通过电力光纤到户网络传输至电网智能集抄平台，该电网智能集抄平台与智能用电平台信息互通。

人员可通过遥控器向机顶盒发送用电查询指令，通过家庭网关，由电力光纤到户网络发送至智能用电平台，智能用电平台即将由电网智能集抄平台信息交互获得的该用户相对应的电量信息通过电力光纤到户网络反馈至机顶盒，由电视机显示，从而使人员可通过电视机直接获取用电量信息。

如图2所示，本发明还公开一种远程集抄智能用电系统的集抄方法，该方法包含以下步骤：

步骤1、系统主站通过电力光纤到户网络连接至集中器。

步骤2、系统主站判断集中器是否正确应答，若是，则跳转到步骤3，若否则跳转到步骤8。

步骤3、系统主站读取集中器下所连接智能电能表的编号。

步骤4、系统主站判断该智能电能表是否正确响应，若是，则跳转到步骤5，若否，则跳转到步骤8。

步骤5、系统主站读取集中器所采集的智能电能表的电量数据。

步骤6、系统主站将电量数据存储入系统主站的数据库。

步骤7、系统主站判断是否完成所有任务，若是，则正常退出，结束工作，若否，则跳转到步骤1；

步骤8、系统主站判断读取集中器或智能电能表是否发生错误，若是，则认为系统异常并退出，若否，则跳转到步骤1。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。