电能量计量系统数据通信方式使用分析

电能量计量系统数据通信方式使用分析
【摘要】电能量计量系统（TMR）是应用计算机通信技术实现对电网电能量的远程自动采集、数据处理及统计分析的系统，是实现电能量核算精益化管理、提高线损管理水平的重要手段。

其数据通信方式对系统数据的及时性、完整性、可用性有着重要的影响。

有本文对电能量计量系统常用的数据通信方式进行了详细介绍，并对其优缺点和使用时应注意的问题加以分析和归纳。

【关键词】通信方式；数字；modem拨号；2M网络
几个概念
1、串行通信
串行通信是指数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。

其只要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。

2、终端服务器
终端服务器是为RS—2323终端到TCP/IP之间完成数据转换的通讯接口协议转换器。

提供RS—232终端与TCP/IP网络的数据双向透明传输，提供串口转TCP/IP功能，RS—232转TCP/IP的解决方案。

可以让RS—232串口设备立即联接网络。

3、波特率
波特率是指每秒内传送二进制数据的位数，以b/s和bps（位/秒）为单位。

它是衡量串行数据传送速度快慢的重要指标和参数。

计算机通信中常用的波特率是：600，1200，2400，4800，9600，19200bps。

1.前言
郑州电网线损在线监测系统（电量远传系统）是通过数据在线采集，利用通讯网络与计算机系统联网方式，实现远方定时或随时自动抄表。

并对抄录数据随时进行各种分析计算，做出母线电量平衡分析，监测计量装置运行情况，显示采集线路的日、月负荷曲线。

为调度、运行、管理人员掌握负荷情况，预测负荷趋势、减少电网损耗提供科学依据，提高线损管理水平，为电网商业化运营奠定了基础。

郑州电量远传系统初建于2002年，经过几年的不断发展优化，数据通信目前已形成了以网络通道为主通道、数字通道为备用通道的模式；对个别不能满足网络采集的变电站，采取以数字通道为主通道、modem拨号方式为备用通道的模式。

2.常用通信方式介绍
2.1 modem拨号方式
早期电量远传系统数据采集通信都是利用modem拨号方式，主站采集服务器能够使用PSTN（公共电话网）modem 拨号连到站端采集器上采集数据。

MODEM称为调制解调器，用于模拟信号和数字信号之间的转换。

计算机内所能处理的是数字信号，而电话线传输的是模拟信号，计算机内的数字信号通过调制后变成模拟信号，经过电话线路传输到站端采集器上的调制解调器，经调制解调器解调后由模拟信号转换为数字信号，它的作用就是使主站采集服务器可以通过电话线来呼叫站端采集器。

结构示意图如图一：
优点：
1）利用现有的电话网络，可以节省布线成本
2）对通道出现问题容易判断，只需用普通电话拨叫站端采集器电话听声音是否正常即可。

缺点：
1）点对点通讯方式，网络可扩展性差，系统承载能力低。

2）传输速率慢，实时性很差。

3）电话线路容易受到各种因素的影响，稳定性差。

注意事项：
因各个厂家生产的采集器采用的内置MODEM型号不一样，要注意主站modem型号的选择要与厂站一致。

如河南省中调主站系统所采集的220KV厂站端关口电量，采用的MODEM型号都是FKJ11.1半双工MODEM，而郑州供电公司主站系统的MODEM型号是TAICOM TC—366NMS全双工。

因型号不一致就无法采集。

2.2数字通道
数字通道就是利用RS—422总线通信与服务器进行串行数据通信.EIA—RS422是美国电子工业协会（EIA）制定的串行通信接口标准。

RS422进行双工通信时，需要四根信号线，分别为TxA（发正端）、TxB（发负端）、RxA（收正端）、RxB（收负端），即通常称为T+、T—、R+、R—；两个RS422串口对接时接口方法如图二。

RS422总线通信的速率一般最大只可以达到100K左右，而且随着速率的提高，其稳定性，通信距离都会成反比的相应发生变化。

RS—422采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A，B 两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。

由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以又极强的抗共模干扰的能力。

结构示意图如图三：
优点：
1）一般情况传输速率是modem拨号方式的2—4倍。

2）抗干扰能力、稳定性比modem拨号方式好。

缺点：
1）站端和主站端需从通信机房布线，信号有四根，转换环节多，易出错。

注意事项：
通信不成功时检测以下几点：
a、检测RS422接口的连接是否正确。

b、检测各通信设备的设定是否一致，如有无校验。

c、检测数据通信设备两端的数据速率是否一致，格式是否一致。

d、若误码率过大，可尝试降低两端的波特率。

2.3 2M网络通道
2M网络通道是在光纤环网覆盖到变电站的情况下，利用主站端通信设备光端机和站端通信设备PCM机提供EI接口进行2M线路传输的。

EI转换器主要功能是把10Base—T/100Base—TX的网络数据转换成非成帧的TDM数据，通过EI接口，利用2M传输线路进行延伸，用于利用2M传输线路实现二地网络的连接。

结构示意图如图四：
考虑到一些变电站站端通信机房距离站端采集器位置比较远，5类双绞线传输距离不够的特殊情况，可在两端各加一个光电转换器，中间用光纤传输。

结构
示意图如图五：
优点：
1）传输速率高2Mbps，实际应用中速率是数字通道的50—100倍，可达到准实时系统的条件。

2）网络的数据传输质量和稳定性较好。

缺点：
1）成本比较高。

注意事项：
a、同样也要注意主站端和厂站端的EI转换器的型号要尽量一致，不同厂家生产的E1转换器之间可能不通。

另外，要了解EI转换器上的指示灯代表的意思，这在调试通道时很有用处。

b、一般EI转换器转换器都是需有交流电源供电，但在有的变电站主控室里没有交流电源，购买时可买几台直流EI转换器备用。

c、在排查网络通道问题时，可在两端先接上笔记本，用ping命令进行测试。

3.总结
以上几种通信方式可根据单位实际情况而定，郑州供电公司因光纤都已覆盖到站，对该系统的准实时性要求比较高，所以采用了以网络为主通道，数字通道为备用通道的方式。

另外，现在GPRS无线通信技术作为各种自动化系统数据通信信道，在电力系统内已经越来越广泛地被使用。

目前，一些相关生产厂家已生产出内置GPRS模块的采集器。

不久的将来，就可以选择有线通讯与无线通讯互为主备通道的采集模式，数据的安全性、可靠性、实时性将会得到更为有效的保障。

参考文献：
[1] 曹宁胡弘莽编著，电网通信技术，北京：中国水利水电出版社，2003.
[2] 鲜继清张德民主编，现代通信系统，西安：西安电子科技大学出版社，2003.
远方（1981—），女，河南郑州人，工程师，从事电力自动化工作。