人工智能化无线抄表系统在供电公司的应用

0

引　言

　　随着电力企业的日益发展，科学技术已不断的渗透到我们工作的每一个环节，提高了我们的工作效率，增加了公司的效益水平。集中抄表工程的实施，优化了电力系统的营销流程，节省了劳动力、提高了工作效率，降低了低压线损率，实现了经济效益的最大化。

　　人工智能化无线集中抄表系统是采用微功率短距离无线通信技术，一般使用数字信号单片射频收发芯片、单片机技术等平台而设计的。加上微控制器和少量外围器件构成专用或通用无线通信模块，一般射频芯片采用FSK调制方式，工作于ISM频段，通信模块一般包含特定的数据传输协议和自定的加密协议（奇偶校验、SIM卡校验等等），用户不用对无线通信原理和工作机制有较深的了解，只要依据命令字进行操作即可实现基本的数据无线传输功能，因其功率小，开发简单快速而应用广泛，数据传输速度快、流量都较小，适合搭建小型网络。在工业，民用领域使用较广。在我国，尤其在抄表行业应用广泛。

1系统结构

1.1系统总体结构

　　人工智能化抄表系统的总体结构如图1所示。

　　人工智能化无线集中抄表系统设计为四级网络，它由管理中心计算机、抄表器/中继站、采集器、基表组成。

1.2系统功能

1.2.1抄表终端（采集器）

　　将电表的脉冲输出线连接到抄表终端（采集器）的采集端，采集器会自动检测电表发出的脉冲信号并计量和存储电表的电量，每个采集器最多可以连接16个脉冲电表。每个电表的地址码互不相同，同样，每个采集器也有一个自己的地址码。

　　采集器上连接有一块无线数传通讯模块，用于接收和发送数据。平时采集器处于休眠状态，当收到指令时，采集器被唤醒并执行相应的操作。抄表终端（采集器）初始化须进行有关参数的设定，如：电表的基数、常数、地址码、采集器地址、系统时间等。抄表终端（采集器）内置时钟。

　　抄表终端（采集器）具备16路通断电控制输出（可选），通过控制磁保持继电器，以实现对欠费用户的停送电控制。

　　抄表终端（采集器）预留485通讯接口，以实现与485电表之间的通讯。

1.2.2掌上无线抄表器（PDA）和中继站

　　无线抄表器主要用于抄表终端（采集器）的参数设置和抄取电表的数据信息，必要时对欠费用户实行停送电控制。参数设置包括：采集器编号、表号、电表初值、脉冲常数、系统时间、冻结时间等。

　　抄录电表的数据信息可以按不同的方式进行：第一，自动抄表。自动抄表又分两种：即“按区域抄表”和“按采集器编号列表抄表”。按区域抄表可以直接选择采集器所在的区域（一般为一个配变台区）进行抄取，可以把整个区域下的电表数据都一次性抄录下来（即：一键抄表）；按“采集器编号列表抄表”同样是直接选择采集器编号，然后抄取，每次只能抄取到一个采集器下的所有电表信息。第二，选择抄表，是直接输入采集器编号或电表的表号挨个进行抄取，一般用于漏抄情况；第三，手工录入，如果出现某个表的数据无法抄取，可以直接输入表号并填写电表上的电量。最后把抄表器中抄取到的数据上传给数据中心进行处理。

　　无线抄表PDA具备现场查询功能。

　　中继站用于接收、传递管理中心和采集器发来的信息。

1.2.3抄表系统后台软件：

　　抄表系统后台软件对收集上来的电表数据进行分析处理，主要实现以下功能：

　　电费管理功能：电费结算、电量汇总、线损计算。

　　电表管理功能：开户、销户、换表。

　　查询功能：电量查询（按月、按年、按电表、按单位）等。

　　打印功能：各种表格打印（公布榜、台帐、各种查询、报警  等）。 

　　异常数据分析报警功能：零用户汇总、异常用电户（即：用电量波动大）分析报警。

　　与供电公司MIS管理系统数据交换功能：收集上来的电表数据可以上传给供电公司MIS管理系统进行集中处理。
2系统硬件设计和选型原则

2.1无线收、发单元的电性能应满足DL/T 533的要求。采用微功率(短距离)无线电设备应符合电信主管部门的规定。主要技术指标的实现：

发射功率：50mW

接收灵敏度：-118dbm

接收电流：≤20mA

发射电流：≤40mA

空旷距离：≥300m

供电方式：3.6v-5v（由采集器电源部份供电）

频率：免费频段（433-480MHZ）

工作温度：-20--80度

工作湿度：10%-90%无冷凝

抄表通道：16或4通道两种

2.2选型原则

　　系统硬件设计开发的技术要求、试验方法以及检验和使用验收规则执行国家行业标准：DL/T 698-1999《低压电力用户集中抄表系统技术条件》。

3.人工智能化抄表系统在技术上技术特点：

3.1与有线网络抄表系统相比，该系统无需布线，施工简单，组网成本低，对使用者要求不高，适合供电企业大范围推广。

3.2与电力线载波抄表系统相比，它克服了电力线载波抄表系统通讯速度慢、不稳定、成本高、容易瘫痪等缺陷。

3.3采用了最新的无线通讯技术。无线通讯模块采用了挪威Chipcon公司的CH1020短距离无线通讯芯片，Chipcon 公司是一家集设计、生产、销售高性能标准射频集成电路一体的国际领先半导体公司，该公司所设计的产品,主要应用于各种无线方案中,以满足客户对低成本、低功耗、高集成度及高灵活性的迫切要求。

3.4与蓝牙无线产品相比，该产品具有成本更低、功耗更低、协议更简单、软件开发更简易等特点。

3.5与mis系统的对接，解决了基层供电所电量数据上传的问题。供电所数据上传借用了供电公司已经建成的局域网，无须二次投资、重复建网。

3.6可以为各类供配电生产管理系统提供最基本的数据，为生产决策提供依据。

4.人工智能化无线集中抄表系统的可扩展性

　　 “人工智能化无线集中抄表系统”可在原系统不做任何改动的情况下，升级为远程无线集中抄表系统，在供电公司内部建立一个远程控制的数据采集、处理中心。办法很简单，即在每个抄表台区内增加一个远程抄表中继站就解决问题。

　　通过GPRS 无线局域网专网与中继站通讯，中继站通过微功率无线通讯技术抄录抄表终端（采集器）内的实时数据，再经GPRS 无线局域网传回供电公司数据处理中心，完成全县范围内的实时电量的自动抄取。这是一种不需要人员到达现场就能完成抄读用户电量的远程智能化管理系统。（该系统框图见第一章）

　　远程抄表中继站和现场抄表终端（采集器）内部内置时钟，通过设置全公司统一的抄表时间和电量冻结时间，GPRS远程无线集中抄表系统即能为为供电公司提供同一时间的电量数据。

　　远程无线集中抄表系统具备现场抄表终端和中继站故障自检功能。

5结束语

　　通过人工智能化抄表技术的开发应用，将有利于完善抄表管理模式；提高抄表管理的工作效率；减少人为因素造成的电量抄收错误；有效降低管理线损；节约人工使用成本；提高抄表过程中的安全性。

0