应用于农网集抄平台的中压载波系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用于农网集抄平台的中压载波系统：是在10kV架空线路的两端分别设置主载波机以及从载波机；主载波机通过以太网口或RS-232串口与主站系统通讯；所述从载波机通过以太网口或RS-232串口与配电终端设备通讯；主载波机将主站系统发送来的载波信号通过载波信号接口传送至电容耦合器、再通过结合滤波器注入到所述10kV架空线路与大地构成的信号传输回路中；再经过隔离电容、结合滤波器传送至从载波机，从载波机还原出主载波机所发送的原始数据，再传送给配电终端设备。本实用新型网络载波通信系统具有大规模、全覆盖通讯组网能力，能全面满足国网公司制定的配电自动化“三遥”功能验收指标。
【专利说明】应用于农网集抄平台的中压载波系统
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种应用于农网集抄平台的中压载波系统。
【背景技术】
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[0002]为了贯彻实施科学发展观，更好服务社会主义新农村建设，积极落实国家电网公司“一强三优”现代公司发展目标及“新农村、新电力、新服务”的农电发展战略，深入推进农网科技进步，发挥科技支撑作用，依靠科技手段加快推进新型农村建设，积极推进农网的“综合监控”、“智能用电”的建设工作。
[0003]农电通信信息化整体的规划建设是国网公司坚强智能电网规划建设的重要组成部分，是全面实现智能配用电信息化、自动化和互动化的重要支撑和保障。在配用电通信网的基础上，大力发展农村信息化及配网自动化，不仅可以满足坚强智能电网的建设需求以及广大农民群众的信息化需求；同时，可以保障农村供电稳定有序的进行。
[0004]我国农村地域辽阔，农村地域面积约占全国总面积的85%以上，这些区域具有“面积广阔、地理和气候环境恶劣、农村人口比重大”等特征，农网配电网建设和运行普遍存在供电面积大、人口密度低、用电负荷分散单一、供电距离长、配电网结构相对简单、电网运行与建设环境复杂等特点。
[0005]目前，农网配电网络建设工作主要解决了配电网面积的全覆盖，解决区域内无电用户，对与配电通信系统的建设程度较低。在农网配电网络中，35kV及以上变电站完成了光纤通信铺设，部分10kV线路采用无线通信方式。配电通信系统数据单一，抗干扰能力和应对突发能力的数据处理能力不够。
[0006]在农网配网配电的10kV线路中，采用了基于GPRS的无线公网通信模式、具有北斗卫星的通信模式和部分无线专网通信系统混合使用。但是由于现场条件，存在以下几个问题:
[0007]相对于广大的农网电网区域，基于运营商的无线公网信号覆盖面积有限，对于很多人口密度较低的区域信号，无线公网信号弱或无覆盖，导致通信数据缺失。
[0008]在广大的农网地理区域，由于政治或者军事原因，对无线通信信号进行干扰或者屏蔽，影响基于无线的配电通信系统的正常工作。
【发明内容】
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[0009]为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种应用于农网集抄平台的中压载波系统，本实用新型中提出以中压载波为通信平台的农网集抄通信方案。电力线载波通信方式具有施工周期短、综合成本低、线路环境适应性强、安装使用和维护方便、通信距离远等特点，在配网自动化系统中有着广泛应用。
[0010]本实用新型解决技术问题采用如下技术方案:
[0011]应用于农网集抄平台的中压载波系统:
[0012]在10kV架空线路的两端分别设置主载波机以及从载波机；
[0013]所述主载波机经交换机通过以太网口或RS-232串口与主站系统通讯；
[0014]所述从载波机经交换机通过以太网口或RS-232串口与配电终端设备通讯；
[0015]所述主载波机将主站系统发送来的载波信号通过载波信号接口传送至电容耦合器、再通过结合滤波器注入到所述10kv架空线路与大地构成的信号传输回路中；
[0016]所述传输回路传送的载波信号经过隔离电容、结合滤波器、电容耦合器传送至从载波机，从载波机还原出主载波机所发送的原始数据，再经交换机通过以太网口或RS-232串口传送给配电终端设备。
[0017]电力线载波通信技术是利用电力线网络作为信息传输媒介，通过载波方式将模拟或数字信号进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。电力网作为电能量输送的专用网络，是国家基础网络之一，其网络的建设质量、机械强度、安全经济技术指标等方面都是经得起考验的，它的覆盖面之广、容量之大是任何网络都不能相比的。
[0018]在10kV配电自动化系统中，利用10kV配电线路传输载波信号，为配电终端设备提供与主站系统之间的数据通信接入服务已获得大规模，如上海、广州、成都、天津等城市，在整个配电自动化通信方式中的应用比重达到20?30%。
[0019]与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在:
[0020]本实用新型网络载波通信系统具有大规模、全覆盖通讯组网能力，在整个50?500KHZ中压载波可用频率带宽范围内以频分复用方式可在同一条电力线上同时开辟大量独立的数据传输通道，每路载波通信通道固定占用8K频率带宽资源，多收多发全双工并行通信工作模式，单通道通信速率可达6Kbps以上，提供标准以太网通信接口连接，全面满足国网公司制定的配电自动化“三遥”功能验收指标。
[0021]经济和社会效益
[0022]1、该线路上实施电力线载波通信工程后，自动化水平得到提升，不必为这5台集中器的用电采集数据而派人派车远赴现场进行抄表。
[0023]2、减少运行维护和管理费用带来效益。随着配网自动化的实施，实现对配电网的实时监控以及设备工况的监视，大大减少运行人员的巡视、测试等工作量，节约运行成本。根据对系统元件参数的监控，将检修工作从计划检修向状态检修过渡，降低设备运行维护成本。故障分析及处理方案更加准确，可以在将来发生类似故障时进一步减少损失，降低运行维护费用。
[0024]通信效果
[0025]以本系统1主5台从载波通信组网规模进行通信实时性的分析，假设每包下行数据小于50字节，单向传输用时约为175ms，每包上行数据小于200字节，单向传输用时约为500ms，终端设备响应召唤数据的平均耗时100ms，这样一来每台终端设备数据召唤用时约为800ms，那么轮询召唤5台终端设备数据一个周期所耗时间小于4.5秒钟，通信实时性较闻。
[0026]三遥正确率指标:
[0027]1)电能量数据由集中器传递到主站系统的正确率=100%
[0028]2)电能量数据由集中器传递到主站系统的时间< 7s
[0029]3)通信速率不低于6Kbps
[0030]4)通信误码率由于1 X 10_6。【专利附图】
【附图说明】:
[0031]图1为本实用新型的系统构成示意图；图2本实用新型载波通信系统组网示意图。
[0032]图中标号:1主载波机，2从载波机，3电容耦合器，4为10kV架空线路。
[0033]以下通过【具体实施方式】，并结合附图对本实用新型作进一步说明。
【具体实施方式】
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[0034]实施例:参见图1、2，本实用新型所述的应用于农网集抄平台的中压载波系统，是在10kV架空线路5的两端分别设置主载波机1以及从载波机2 ;主载波机1经交换机通过以太网口或RS-232串口与主站系统通讯；从载波机2经交换机通过以太网口或RS-232串口与配电终端设备通讯。
[0035]主载波机1将主站系统发送来的载波信号通过载波信号接口传送至电容耦合器3、再通过结合滤波器注入到所述10kV架空线路与大地构成的信号传输回路中。
[0036]10kV架空线路与大地构成的信号传输回路传送的载波信号经过隔离电容、结合滤波器、电容耦合器传送至从载波机，从载波机还原出主载波机所发送的原始数据，再经交换机通过以太网口或RS-232串口传送给配电终端设备。
[0037]图1、2所示，主载波机接收到主站系统经交换机通过以太网口或RS-232串口传送过来的数据后，对该数据进行编码、调制、滤波、放大等处理，放大后的载波信号通过载波信号接口传送给电容耦合器，通过结合滤波器注入到架空线路与大地构成的信号传输回路中，隔离电容的作用是隔离50HZ的工频10kV高电压，对于50K?500KHZ的载波信号是可以通过该电容的。电力架空线路的另一端从载波机安装站点同样安装有电容耦合器设备，主载波机发送过来的载波信号经过隔离电容，通过结合滤波器、电容耦合器传送至从载波机，从载波机对载波信号进行放大、滤波、解调、解码等处理还原出主载波机所发送的原始数据，再经交换机通过以太网口或RS-232串口传送给配电终端设备。
[0038]图2所示，载波通信系统组网由主干网络、载波网络和终端接入网络三个部分组成，其中主干网络由35kV变电站的光纤网络组成，载波网络由电力线载波实现，与终端集中器之间的终端接入网络由485总线组成。
[0039]某载波通信线路上下属5台集中器安装从载波机，与安装在变电站内的主载波机之间建立通信连接，主载波机将集中器数据接入到站内的配电自动化光纤通信骨干网，发送至“控制中心”。
[0040]本实用新型载波通信接口采用标准以太网，从载波机设备与集中器之间以网线连接，集中器拥有局域网内唯一 IP地址及MAC地址，与从载波机进行通信连接后注册到载波通信网，主载波机通过网线接入变电站内配网骨干光纤通信网交换机，为载波通信网的五台从载波机提供通信上连通道。主从载波机之间利用载波信号进行数据的远距离传输，同时支持通信网管数据的传输。
[0041]如果某集中器离变电站距离较远，本系统中可以将较近的载波通信机设置为中继载波机，进行信号中继，具体情况要视实际现场的载波信号强度进行灵活调整。
[0042]为了保证农牧区配网监控通信系统的规划、设计、安装实施与设备维护，从以下几个方面进行技术保证和施工保证。
[0043]设计规划技术标准
[0044]遵循标准化设计制度:为保障配电监控通信系统试点工程的有序建设，全面加强配电网实时监控、分析和优化，实现配电网信息化、自动化、互动化，提高配网运行和客户服务的现代化管理水平，将通过技术标准梳理、制定，监视一套规范的关于农牧区配电通信系统的技术标准。
[0045]完善系统设计方案:本着节约、高效、可靠的设计原则，完善前期系统设计方案，制定完整的方案设计和评审技术流程。
[0046]建立技术保障体系
[0047]成立农牧区配网通信系统的设计、评审、实施技术团队。通过分步执行、阶段评审、定期沟通的协作模式，高效的完成农牧区配网通信系统的建设工作。
[0048]制定工程技术难点及解决方案:通过分析论证，预测农牧区系统建设和铺设中存在的技术和工程技术难度，并结合专家组提供有效的解决方案。
[0049]工程实施进度保证
[0050]项目设计、实施和维护工作将根据分布执行、阶段评审的原则完成部署，根据具体工作任务安排，整个项目阶段分为以下五个部分:
[0051]实施方案制定与评审
[0052]通信现场勘察
[0053]制定施工计划和物资采购
[0054]通信设备安装与调试
[0055]系统运行与维护
[0056]关键设备安装
[0057]数据汇集点载波设备安装
[0058]数据汇集点安装主载波通信系统，具体安装模式如下:
[0059]设备型号:DLC_2103A
[0060]安装结构:1U 19英寸标准机架结构
[0061]接地措施:机架安装点接地
[0062]供电方式:AC220V、DC48V双电源供电
[0063]数据采集点载波设备安装
[0064]数据汇集点安装主载波通信系统，具体安装模式如下:
[0065]设备型号:DLC_2103C
[0066]安装结构:壁挂式户外或柱上安装
[0067]体积大小:300X220X45(长X宽X高)
[0068]接地措施:机架安装点接地
[0069]供电方式:AC220V供电
[0070]耦合通道设备安装
[0071]对于架空线采用一体化电容耦合器安装方式:
[0072]设备名称:一体化电容稱合器
[0073]设备型号:CSG-ZR800
[0074]安装方式:柱上安装方式。
【权利要求】
1.应用于农网集抄平台的中压载波系统，其特征在于: 在1kV架空线路(4)的两端分别设置主载波机(I)以及从载波机(2); 所述主载波机经交换机通过以太网口或RS-232串口与主站系统通讯； 所述从载波机经交换机通过以太网口或RS-232串口与配电终端设备通讯； 所述主载波机将主站系统发送来的载波信号通过载波信号接口传送至电容耦合器(3)、再通过结合滤波器注入到所述1kV架空线路与大地构成的信号传输回路中； 所述传输回路传送的载波信号经过隔离电容、结合滤波器、电容耦合器传送至从载波机，从载波机还原出主载波机所发送的原始数据，再经交换机通过以太网口或RS-232串口传送给配电终端设备。
【文档编号】H04L29/08GK204046656SQ201420517934
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】方进, 祝东曙, 朱凤玲, 夏世超, 田定胜 申请人:国家电网公司, 国网安徽省电力公司安庆供电公司