用电信息采集测试终端及应用

用电信息采集测试终端及应用

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关键字：用电信息采集测试终端；手持设备终端；载波检测模块

1.前言

近年来，随着科技进步和社会发展，国家大力建设智能用电信息采集系统；用电信息采集系统的建设进入全覆盖及实用化运行阶段，对于现场的运行维护管理将成为一个重要课题。但是由于多数电力用户用电信息采集终端是封闭系统，缺乏统一、标准的程序接口和业务标准。给以数据采集为基础的用电信息采集终端的标准化、可替换性带来极大的不便。

目前，受制于采集设备种类多和排除故障方法的落后，解决用电采集系统故障率较低，困难较多。第一：目前电力用电采集系统的设计是封闭系统，缺乏统一、标准的开放接口，而在国内的电力用电信息采集系统企业中又普遍存在这系统来自不同厂家、多个型号；同时，上层应用程序与现场设备交换的数据量又非常大，这些都给在上位机运行的、以数据采集为前提的其他控制应用带来了不便。[1]用电采集系统的设备各种各样；载波模块主要有鼎信、晓程、东软、瑞斯康、力合微等；前端电表有载波模块表和485模块表；采集器有I型和II型之分；用电信息采集终端按应用场所分为专变采集终端、集中抄表终端（包括集中器、采集器）、分布式能源监控终端等类型；其故障主要表现在终端GPRS故障、终端485端口异常、终端载波故障、终端计量异常、485抄表方式、载波抄表方式下的表计数据采集异常。而这些用电采集终端对系统资源的消耗与系统要求的低功耗、低资源消耗的矛盾越来越突出。第二：现场故障处理过程时，人工打印派工单；依据派工单去现场，人工分析并处理故障并手动记录处理过程；返回主站处录入现场排故过程。处理结果依赖于维护人员的水平，同一故障不同的维护人员维护处理，会有不同的处理过程，甚至会得出不同的结论，因此，处理结果质量不能保证，效率不能保证。目前维护人员的业务水平基本上是通过更换设备进行解决用电采集系统故障，造成极大资源浪费。

为全面落实《国家电网公司“十二五”电网发展规划及2020年远景目标》，推进电网发展方式和公司发展方式的根本转变，国家电网公司已明确指出“以典型设计为导向，促进技术进步，提高集约化管理水平；各级电网工程建设要统一技术标准，推广应用典型优化设计，节省投资，提高效益”。[2]

建设电力用户用电信息采集系统，复合国际电网技术发展的方向，也是建设智能电网的重要组成部分，复合经济社会发展的要求，是扩大内需，加快城市和农村电网改造的重要措施，是电力企业信息系统工程建设和标准化建设的重要基础，是提升服务能力、实行居民阶梯电价的必然选择，是建设国际一流企业的重要保证，将有力支撑电力企业决策更加及时、更加科学，推动电力企业发展实现巨大跨越。[3]

本文提供了一种用电信息采集测试终端，解决了现有的用电信息采集系统故障处理存在效率较低，准确性较差，容易造成资源浪费的技术问题，实现了终端能够准确、快速、安全地对各种类型的用电系统采集故障进行判断，处理效率较高，并能够提供解决用电采集系统故障的方法的技术效果。

2.用电信息采集测试终端的原理

图1为用电信息采集现场测试终端原理示意图，其中，用电信息采集现场测试终端在整个用电信息采集系统中主要由载波检测模块、手持终端配合用电信息采集系统的载波信号发生器进行工作。

载波检测模块：测试系统的核心部分，提供各类检测接口，用于控制检测流程、产生及发送检测命令，显示并导出检测结果，载波检测模块是插在工具主机上进行工作。

手持终端：提供红外及条码扫描接口，获取现场采集终端及其他设备相关信息，通过RS485或433M小无线方式将相关信息传送给控制主机。手持终端通过数据通讯线连接工具主机，完成对工具主机的命令下发和结果显示。

用电信息采集智能测试终端由手持设备终端、载波检测模块以及相关的配件工具和软件组成。对于现场的非载波通信故障，只需使用手持设备终端和相关配线即可；对于载波通信类故障，还需结合载波检测模块配合手持设备终端一起使用检测载波相关故障。

图1.用电信息采集测试终端原理示意图

3.用电信息采集测试终端的构成

在本文中，提供了一种用电信息采集测试终端，如图2，所述终端包括：手持设备终端、载波检测模块以及配件工具，所述手持设备终端与所述载波检测模块交互通信。

在实际应用中，手持设备终端和载波检测模块均包括常用的电路板，用于供电和常规的运行，手持设备终端和载波检测模块中的零部件均与相应的电路板连接。

（1）手持设备终端：手持设备终端采用工业级塑料外壳，人性化键盘设计，主要由GPRS外置天线、SIM卡插槽、外置接口、键盘、显示屏、配线组成，另外手持设备终端集合了红外扫描，运维人员可以通过手持设备终端进行手动输入或红外扫描输入，保证了操作方便和节省时间。手持设备终端完成了所有非载波通信故障；并生成所有故障记录且能和主站进行通讯，实现工单上行和下载。手持设备终端通过RS232、RS485、红外口与待检测对象（I型集中器、II型集中器、采集器、表计）交互通信。手持设备终端通过RS232与载波检测模块交互通信，手持设备终端控制载波检测模块执行具体操作。手持设备终端通过RS232与上下装工具软件交互通信，执行上下装功能。

（2）载波检测模块：由采集器模块（采集器模块是用于采集多个或单个电能表的电能信息,并可与集中器交换数据的设备，主要有I型和II型）集中器模块（是指收集各采集器或电能表的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换的设备，主要有I型集中器）组成。采集器模块和集中器模块都是以插拔方式安装在工具主机上；主要是通过载波信号通讯对用电信息采集系统中上行载波通道检测和下行载波通道检测。实现了针对用电信息采集系统中集中器载波模块的上传载波通道检测和下行载波通道检测的功能。对于载波通信类故障，需载波检测模块配合手持设备终端一起使用检测载波相关故障；并生成所有故障记录且能和主站进行通讯，实现工单上行和下载。

采集器载波模块:支持鼎信、晓程、东软、瑞斯康、力合微等。

集中器载波模块:支持鼎信、晓程、东软、瑞斯康、力合微等。

采集器载波模块和集中器载波模块是可插拔的，可根据现场环境使用相对应的载波模块。

（3）配件工具：主要由手持设备终端的电源线、数据通讯线、485接口测试线、载波测试电源线和相关工具（螺丝刀、尖嘴钳、手电筒等）。所有配线外皮全是使用国标绝缘材料做成，接线部分采用鸭嘴接头，运维人员只需要现场使用鸭嘴接夹住接线端子头即可完成取电工作。所有工具（螺丝刀、尖嘴钳、手电筒等）全是符合国标标准。

（4）软件系统：该软件系统是由一套用电采集系统现场测试终端软件构成，该软件系统为现有技术中常用的软件系统，该软件可以完成对手持设备的升级、档案上传到手持设备、从手持设备下载档案；上传文件根据用采系统导出的相关信息，通过excel透视获得所需的文件格式，作为上传文件。档案操作类型分为电表和终端，添加相应的excel表来导入档案。

图2.用电信息采集测试终端实物图

4.用电信息采集测试终端的优势

在本文中，所述集中器模块和所述采集器载波模块均支持多种终端，采集器载波模块和集中器载波模块均是可插拔的，能够根据现场环境使用相对应的载波模块。本测试终端所采用的技术方案是：在用电采集系统故障处使用用电信息采集智能终端进行模拟各个环节的采集设备；该用电信息采集智能终端能够在采集系统各个环节进行模拟不同角色采集设备。

在低压台区用电信息采集测试终端可以模拟成采集器，进行抄读表计，可以检测485表计的接线是否正确、485端口是否完好等；可以检测载波表的载波模块是否完好、检测电力线载波通道是否完好、检测电力线载波是否干扰等。并形成工单，可以上传到主站。

在高/低压台区用电信息采集测试终端可以模拟成集中器，可以对SIM卡进行检测是否完好、可以检测SIM卡信号强度、可以检测天线是否完好、可以检测终端时钟及参数是否异常、可以检测终端上行通讯通道、下行载波及485端口是否完好。并形成工单，可以上传到主站。在高/低压台区用电信息采集测试终端可以模拟成电表，可以检测电表时钟、计量参数异常、检测电表接线异常，并形成工单，可以上传到主站。

远程上下装用电信息采集业务工单，根据工单内容完成指定工作任务；终端工况检测：检测终端时钟及参数准异常，检测终端上行通讯通道、下行载波及485端口；终端抄表检测：检测485总线故障，检测电能表抄表故障；载波信道检测：检测电力线载波干扰，检测采集终端载波通道；计量异常检测：检测终端及电表时钟、计量参数异常检测终端及电表接线异常；设备排故处理：排除终端、电表故障，记录排故结果，上传用采主站；集成了现场维护手抄机终端功能，可以替代现有维护手抄机。

5.结论

该用电信息采集测试终端可以实现业务工单处理、终端工况检测、终端抄表检测、载波信道检测、计量异常检测、设备排故处理等功能；能够快速、准确、方便地对用电采集系统的故障进行检测、判断并为解决故障提供依据和方法。有效解决了现有的用电信息采集系统故障处理存在效率较低，准确性较差，容易造成资源浪费的技术问题，进而实现了终端能够准确、快速、安全地对各种类型的用电系统采集故障进行判断，处理效率较高，并能够提供解决用电采集系统故障的方法的技术效果。

参考文献

[1]朱宪伟.江苏电力用户用电信息采集终端设计与实现[D].大连：大连理工大学，2012.

[2]潘晓辉.通用数据交换系统的研究与实现[D].西安：西安电子科技大学，2006.

[3]张丹.北京地区电力用户用电信息采集系统建设的研究[D].北京:华北电力大学，2011.