基于智能电表系统的电表自动组网系统、方法及集中器与流程

本发明涉及智能电网通信，尤其是涉及一种基于智能电表系统的电表自动组网系统、方法及集中器。

背景技术：

1、在电力系统中，发电厂将电能输送到高压输电网中，之后通过变电站将电能转换为低压电能并分配给用户，不同的变电站服务不同的区域，这些区域就被称为台区；台区通常由一条或多条电缆(或架空线路)和一个或多个变压器组成，以便将电能传输到终端用户。

2、集中器，是一种用于数据采集、通信和控制的设备；在能源管理系统中，集中器通常用于连接电表、水表、气表等计量设备，实现对能源使用情况的监测、计量和分析，并通过通讯网络将数据上传至能源管理系统。

3、g3-plc(第3代电力线通信)，是一种通过电力线传输数据的通信技术。

4、现有技术中，g3-plc集中器的安装与电表自动注册机制为：用户将该变压器下面所有支线下安装的电表档案提前导入到智能电表系统中，等待电表自动注册。这需要用户有清晰的变压器输电线路拓扑图，，以及该台区下安装电表表号清单。但是，较多国家现场最后一公里布线杂乱，无法提供指定台区下已安装电表清单，这样会导致智能电表系统中档案混乱，部分电表因被错误绑定到其它集中器而无法组网和通信。

5、因此，在g3-plc应用在台区时，往往会面临台区串扰(cross-talk)的技术问题，来自不同设备或通信信道的信号相互干扰，组网失败或通信质量下降。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题为：提供一种基于智能电表系统的电表自动组网系统、方法及集中器。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案为：提供一种基于智能电表系统的电表自动组网系系统，包括智能电表系统、至少一集中器以及至少一电表；所述智能电表系统与至少一集中器分别建立通信连接，每个所述集中器与至少一电表建立通信连接；所述电表，用于提交入网注册请求到目标集中器；所述集中器，包括：第一通信单元，用于与所述智能电表系统、电表建立通信连接，接收待注册电表发送的入网注册请求；网络评估单元，用于响应所述第一通信单元接收到的入网注册请求，连续评估所述待注册电表与所述集中器的g3-plc网络链路质量；以及当网络链路质量不低于预设值时，向所述智能电表系统上报电表注册事件；所述智能电表系统，包括：第二通信单元，用于与所述集中器建立通信连接，接收所述目标集中器上报的电表注册事件；第二存储单元，用于存储预先生成的电表档案；其中，所述电表档案用于记录已注册入网的电表身份信息以及对应注册的集中器的关联关系；动态调整单元，用于：响应所述目标集中器上报的电表注册事件，根据所述第二存储单元存储的电表档案，判断所述待注册电表是否预先与另一集中器建立关联关系；其中，所述另一集中器与上报所述电表注册事件的目标集中器为不同的集中器；当确定所述待注册电表与所述另一集中器建立关联关系时，解绑所述待注册电表的身份信息与所述另一集中器的关联关系，将所述待注册电表的身份信息与所述目标集中器建立关联关系，并相应地更新所述电表档案，将更新后的所述电表档案下发至所述目标集中器中保存；当确定所述待注册电表未预先与另一集中器建立关联关系时，则直接将所述待注册电表的身份信息与所述目标集中器建立关联关系，并相应地更新所述电表档案；所述网络评估单元，还用于：在预定时间内监测所述电表的dcu心跳信号，并根据所述心跳信号数据采集成功率是否不低于第二阈值判断所述电表是否满足入网成功条件；当所述心跳信号数据采集成功率不低于第二阈值时，所述电表满足入网成功条件，则向所述智能电表系统上报入网成功信号；当所述心跳信号数据采集成功率低于第二阈值时，所述电表不满足入网成功条件，则向所述智能电表系统上报入网失败信号；所述动态调整单元，还用于：响应所述目标集中器上报的入网成功信号，删除所述第二存储单元中保存的电表档案中所述电表与所述另一集中器的关联关系；下发第一档案删除指令至所述另一集中器，使所述另一集中器响应所述第一档案删除指令删除所述网络评估列表中记录的所述电表的身份信息；响应所述目标集中器上报的入网失败信号，删除所述第二存储单元中保存的电表档案中所述电表与所述目标集中器的关联关系；下发第二档案删除指令至所述目标集中器，使所述目标集中器响应所述第二档案删除指令删除所述网络评估列表中记录的所述电表的身份信息。

3、其中，所述集中器，还包括：第一存储单元，用于存储预先生成的网络评估列表；其中，所述网络评估列表用于记录已注册入网的电表身份信息；所述网络评估单元，还用于：响应所述第一通信单元接收到的入网注册请求，根据所述第一存储单元存储的网络评估列表判断所述待注册电表是否为已注册入网电表；当确定所述待注册电表不是已注册入网的电表，则连续评估所述待注册电表与所述集中器的g3-plc网络链路质量；当所述待注册电表是已注册入网的电表，监测所述电表与dcu之间的心跳信号，并根据所述心跳信号数据采集成功率是否不低于第一阈值，判断所述电表是否满足退网条件；当所述心跳信号数据采集成功率不低于第一阈值时，所述电表不满足退网条件，则继续监测并采集所述电表与所述dcu之间的心跳信号；当所述心跳信号数据采集成功率低于第一阈值时，所述电表满足退网条件，则向所述智能电表系统上报电表退网事件。

4、其中，当所述智能电表系统接收到所述目标集中器上报的电表退网事件时，所述动态调整单元，还用于：响应所述电表退网事件删除所述第二存储单元中保存的电表档案中所述电表与所述目标集中器的关联关系；下发第三档案删除指令至所述目标集中器，使所述目标集中器响应所述第三档案删除指令删除所述网络评估列表中记录的所述电表的身份信息。

5、其中，所述网络评估单元，还用于：当网络链路质量低于预设值时，将所述待注册电表记录到网络不稳定列表，并拒绝注册。

6、其中，所述集中器还包括分布式控制器单元，用于监测和采集所述电表的实时数据，以获得所述电表与所述dcu之间的心跳信号。

7、为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案为：提供一种基于智能电表系统的电表自动组网系方法，所述方法包括：电表提交入网注册请求到目标集中器；所述目标集中器响应所述入网注册请求，连续评估所述待注册电表与所述目标集中器的g3-plc网络链路质量是否不低于预设值；当网络链路质量不低于预设值时，所述目标集中器向智能电表系统上报电表注册事件；所述智能电表系统响应所述目标集中器上报的电表注册事件，根据预先存储的电表档案，判断所述待注册电表是否预先与另一集中器建立关联关系；当待注册电表预先与另一集中器建立关联关系时，所述智能电表系统解绑所述待注册电表的身份信息与所述另一集中器的关联关系，将所述待注册电表的身份信息与所述目标集中器建立关联关系，并相应地更新所述电表档案，将更新后的所述电表档案下发至所述目标集中器中保存；当待注册电表未预先与另一集中器建立关联关系时，所述智能电表系统将所述待注册电表的身份信息与所述目标集中器建立关联关系，并相应地更新所述电表档案，将更新后的所述电表档案下发至所述目标集中器中保存；所述目标集中器在预定时间内监测所述电表与dcu之间的心跳信号，并根据所述心跳信号数据采集成功率是否不低于第二阈值判断所述待注册电表是否满足入网成功条件；当所述心跳信号数据采集成功率不低于第二阈值时，所述目标集中器向所述智能电表系统上报入网成功信号；所述智能电表系统响应所述目标集中器上报的入网成功信号，删除所述电表档案中所述电表与所述另一集中器的关联关系，并下发第一档案删除指令至所述另一集中器；所述另一集中器响应所述第一档案删除指令删除所述网络评估列表中记录的所述电表的身份信息。

8、其中，当网络链路质量低于预设值时，所述方法还包括：所述目标集中器将所述待注册电表记录到网络不稳定列表，并拒绝注册。

9、其中，当所述心跳信号数据采集成功率低于第二阈值时，所述方法还包括：所述目标集中器确定所述待注册电表不满足入网成功条件，向所述智能电表系统上报入网失败信号；所述智能电表系统响应所述目标集中器上报的入网失败信号，删除所述电表档案中所述电表与所述目标集中器的关联关系，并下发第二档案删除指令至所述目标集中器；所述目标集中器响应所述第二档案删除指令删除所述网络评估列表中记录的所述电表的身份信息。

10、其中，“所述目标集中器响应所述入网注册请求，连续评估所述待注册电表与所述目标集中器的g3-plc网络链路质量，并判断网络链路质量是否不低于预设值”之前，所述方法还包括：所述目标集中器响应所述入网注册请求，根据预先存储的网络评估列表判断所述待注册电表是否为已注册入网电表；其中，所述网络评估列表用于记录已注册入网的电表身份信息；当所述待注册电表不是已注册入网电表，则执行所述步骤“所述目标集中器响应所述入网注册请求，连续评估所述待注册电表与所述目标集中器的g3-plc网络链路质量，并判断网络链路质量是否不低于预设值”；当所述待注册电表是已注册入网电表，所述目标集中器监测所述电表与dcu的心跳信号，并根据所述心跳信号数据采集成功率是否不低于第一阈值，判断所述电表是否满足退网条件；当所述心跳信号数据采集成功率不低于第一阈值时，所述目标集中器继续监测并采集所述电表与dcu之间的心跳信号；当所述心跳信号数据采集成功率低于第一阈值时，所述目标集中器向所述智能电表系统上报电表退网事件；所述智能电表系统响应所述目标集中器上报的电表退网事件，删除所述电表档案中所述电表与所述目标集中器的关联关系，并下发第三档案删除指令至所述目标集中器；所述目标集中器响应所述第三档案删除指令删除所述网络评估列表中记录的所述电表的身份信息。

11、为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案为：提供一种集中器，与智能电表系统和至少一电表建立通信连接，包括：第一通信单元，用于与所述智能电表系统、电表建立通信连接，作为目标集中器接收一待注册电表发送的入网注册请求；网络评估单元，用于：响应所述第一通信单元接收到的入网注册请求，连续评估所述待注册电表与所述集中器的g3-plc网络链路质量；当网络链路质量不低于预设值时，向所述智能电表系统上报电表注册事件；响应所述智能电表系统的控制指令，在预定时间内监测所述电表的dcu心跳信号，并根据所述心跳信号数据采集成功率是否不低于第二阈值判断所述电表是否满足入网成功条件；其中，所述控制指令为所述智能电表系统将所述待注册电表的身份信息与所述集中器建立关联关系以更新预先存储的电表档案时生成；所述电表档案用于记录已注册入网的电表身份信息以及对应注册的集中器的关联关系；当所述心跳信号数据采集成功率不低于第二阈值时，所述电表满足入网成功条件，则向所述智能电表系统上报入网成功信号，使所述智能电表系统删除所述电表档案中所述电表与所述另一集中器的关联关系，以及删除所述另一集中器中保存的网络评估列表中记录的所述电表的身份信息；当所述心跳信号数据采集成功率低于第二阈值时，所述电表不满足入网成功条件，则向所述智能电表系统上报入网失败信号，使所述智能电表系统删除所述电表档案中所述电表与所述目标集中器的关联关系，以及删除所述目标集中器中保存的网络评估列表中记录的所述电表的身份信息。

12、本发明的有益效果在于：通过在集中器中增加g3-plc网络评估列表，在接收到电表的注册入网请求时判断电表与集中器的g3-plc路由节点间的网络质量，以判断是否上报电表注册事件；智能电表系统基于来自集中器上报的电表注册事件，动态和智能调整电表档案与集中器绑定关系，并基于电表历史采集成功率，统计和评估电表档案解绑，从而解决了现场各台区(变压器)间因线路交叉而无法梳理出各自台区间电表清单问题，可实现现场简单化安装g3-plc电表和集中器，减少电力局现场工作量，提升g3-plc电表安装效率和提高g3-plc电表组网和采集成功率；进一步地，还解决了电力局因现场支线交叉、缠绕导致的串扰台区g3-plc电表注册问题，减少现场人力排查线路与户变关系，人工记录现场已安装电表表号等繁重的工作。