用电信息采集系统无线通信组网研究

用电信息采集系统无线通信组网研究
郭庆瑞，王旭，李峰，李阳
(国网新疆电力公司电力科学研究院,新疆乌鲁木齐830011)
摘要:文章分析了用电信息采集系统架构，对常见的无线通信方式进行了对比分析，针对不同场景设计了基于L T E及北 斗短报文技术的用电信息采集系统无线通信组网方案。

试点结果显示，文章给出的方案可以满足用电信息采集系统对 通信的实时性要求。

关键词:用电信息采集;通信;无线组网
中图分类号:TM76 文献标识码:A文章编号:1673-1131(2017 )07-0162-02
0引言
近年来，国内能源格局的日益变化，经济发展对电力的依 赖不断加强，依靠现代信息、通信和控制技术积极发展智能电 网，已经成为未来电力发展的共同选择11]。

为构建智能电网与 电力用户电力流、信息流、业务流实时互动的新型供电关系，实现用电信息的自动采集、处理和监控，国内供电企业已逐步 开始用电信息采集系统的建设。

在用电信息采集系统建设过程中，如何实现主站与计量 终端之间稳定可靠的通信，对整个系统的安全运行，起到至关 重要的作用。

近年来，光通信技术发展迅速，成为用电信息采 集系统通信的首选。

但是，计量运行资产分布面太广，受制于 光缆敷设的高成本，难以实现计量终端的全面覆盖。

寻求可 靠的无线通信手段，作为光通信的有效补充，是用电信息采集 系统建设的必然选择。

1用电信息采集系统架构
用电信息采集系统是集现代数字通信技术、计算机技术、电能计量技术、电力负荷管理技术和电力营销技术为一体的准 实时信息采集与分析处理系统。

通过与营销业务应用系统的 业务集成，及时、完整、准确地为营销业务应用提供实时用电信 息数据，实现自动抄表、预付费管理、计量设备在线监测、用电 异常报蝥、线损统计分析等功能，提升供电服务水平和能力。

用电信息采集系统，通常由采集设备、通信通道和主站组 成，每层作用如下：
采集设备层主要负责电表数据的采集、存储、处理、上传 以及对用户用电的控制。

通信通道层主要负责终端与主站之间的数据传输。

主站层主要负责对上传行处理'分析、存储、交换、发 布，功能甜赖荷管理、酿剖《测、低厂站计量遥测等。

2用电信息采集无线通信方式对比分析
在电力系统中，常用的无线通信方式有卫星通信、GPRS 无线公网、LTE1.8GHZ及LTE230MHZ无线专网[2,3]。

卫星通信方面,在中国，民用的卫星通信方式主要是北斗 短报文，其传输速率较低，但覆盖范围最广，可覆盖偏远山区、牧区等通信手段匮乏的地区。

GPRS无线公网通信方式，主要租用运营商的电路，具有 覆盖范围广的优点，但是具有一定的信息安全隐患，且信息传 输速率较低，实际应用中仅有20〜40kbit/s。

无线专网在信息安全方面，明显高于无限公网，且具有资 源独享、实时性髙的特点。

目前，随着4G技术的普及，中国主 导的LTE1.8GHZ及LTE230MHZ技术发展成熟，在用电信息 采集系统建设中具有良好的应用前景。

LTE230M H Z技术覆 盖范围可达30km，其峰值速率为14.96Mbps。

LTE1.8GHZ技术覆盖范围最大为6km，但其峰值速率可达lOOMl^ps。

两种技术各有优缺点，却完美适应城市和农村用电信息 采集系统建设。

在城市，台区分布密集，计量表计分布比较集 中，需要较高的上行速率，可采用LTE1.8GHZ技术组网。

在 农村计量表计分布相对分散，对速率的要求也相对较小，可采 用LTE230MHZ技术组网。

综上所述，在进行用电信息采集系统建设时，城市可采用 LTE1.8GHZ技术，农村可采用LTE230MHZ技术，偏远山区、牧区等可采用北斗短报文技术。

3用电信息采集系统无线组网方案
LTE无线网络通常由LTE终端和基站组成。

LTE终端主 要负责有线、无线数据的转换。

在进行用电信息采集系统无 线网络建设时，可定制电力专用LTE终端，定制终端应具备以 太网接口、RS485接口，能够与计量采集设备无缝对接。

基站 主要实现多路用户的的接入，一方面通过空中接口与定制终 端进行信息交互，另一方面通过光接口与电力光纤骨干网相 连，将用电信息最终传送至主站。

卫星通信网络由北斗卫星、卫星终端组成。

卫星终端部 署于主站及采集设备安装现场，实现有线、无线数据的转换。

在进行用电信息采集系统无线网络建设时，也需要定制专用 的北斗终端。

北斗卫星主要实现无线信息的转发，将用电信 息由用电信息采集现场传送至主站。

用电信息采集系统无线网络拓补如图1所示。

图1电信息采集系统无线网络拓扑图
如图1所示，在采用LTE技术组网时，计量采集设备通过 RS485线与LTE终端相连，上行数据可由计量采集设备发送 给LTE终端。

LTE终端接收到计量采集设备的数据后，将有 线数据转换为无线数据发送给基站。

基站接收到LTE终端发 送的无线数据后，可将信号转换为光信号，通过光纤骨干网发 送至主站。

下行数据传输过程与上行数据过程恰恰相反。

在采用卫星网络组网时，计量采集设备通过RS485线与 北斗终端相连，北斗终端收到数据后，将有线信数据转换为无 线数据，并发送给北斗卫星。

北斗卫星负责将用电数据发送
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铁路信号系统中远程控制通信技术的应用探讨
李玉超
(中交机电工程局有限公司，北京100088)
摘要:铁路信号系统控制对铁路运行和调度具有重要作用，在经过机械联锁和继电联销发展阶段后，容错技术、电子技术 的快速发展使得计算机联锁系统应用曰益广泛，通过远程控制通信模块的增加实现了远程通信、故障的分析和判断等诸 多工作。

因此,需要加强远程控制通信技术的研究，优化功能模块设置。

文幸首先分析了铁路信号系统远程控制通信要求，然后阐述了铁路信号系统远程控制通信系统的应用，并结合实例进行分析。

关键词:铁路信号;远程控制;通信技术
中图分类号:U284.92 文献标识码:A文章编号:1673-1131( 2017 )07-0163-02
0引言
远程控制通信技术采用专业的计算机程序对被控端和主控端进行运行调控，通过一台计算机变实现了被控端服务器的控制，对铁路信号系统进行远程监控，这样可提高通信管理 效率，减少人工劳动量。

与传统控制工作相比，该技术的稳定 性更高，管控误差出现可能性较小，对于提高铁路运行质量十 分有利。

1铁路信号系统远程控制通信需求
1.1基本结构
计算机联锁系统充分应用当前的工业控制计算机、现场总 线、远程通信等多种技术类型形成的一个专用硬件与软件系联锁系统中主要采用主控与远程I/O通信模块,为主从结构。

⑵监挪和控制设备层的通信。

棚连锁及和PLC 的串口相连接，负责传送安全数据，所以连锁及和P L C总线控 制系统间需要建立安全性较髙的工业级协议-C C M传输协议，连锁机是主局，P L C为从局，由连锁机定期读取P L C系统数 据。

为了保证数据的完整性和及时性，需读数两次，并对PLC 内部寄存器进行检査，保证其性能良好。

该寄存器值主要是 由连锁机置位P L C置位，在检査过程中，如果P L C没有按照 规定时间置位，则表明P L C系统存在故障。

按照上述原理，如 果P L C连锁机没有按照规定时间置位，则说明连锁机运行存 在故障，需及时发出安全警报并立即处理，保证系统运行的安 全和稳定。

统，其加强了铁路信号控制、近路以及道岔间的联锁关系，就其 本质来说其满足了故障安全信号原则的联锁逻辑运算系统。

本次主要是对计算机联锁系统中的关联通信模块进行分析。

1.2通倍设计要求
(1)控制设备层的远程通信。

因为现场的I/O设备较多，传统控制方法需要在铁路沿线设置多个多路器，并通过端子 排和输入/输出模块相连接。

通过现场的总线技术，现场的1/ 0模块均被设置与工业现场，而接收到的信号通过分布式智能 模块就可在现场完成信号的转换。

采用一根电缆将现场子站 连接在一起，并将现场监控信号传送至监控中心显示屏上。

在2远程控制通信技术在铁路信号系统中的应用
2.1在交道口中的应用
主控中心可以按照规定的时间间隔对铁路道口的运行情 况进行监督，并对采集的数据进行采集和整理,并将有效的信 息上传至与道口较近的列车，主控中心采集列车位置信号以 及列车行驶速度信息时，可以按照列车通过道口后的时间，并 结合列车的形式特征，如最大行驶速度或累计运行线路等对 列车的实际运行状态进行计算与评估。

通过远程控制通信技术可以快速收集列车通过道口的相关数据，从而保证了铁路
至主站端侧北斗终端。

主站侧北斗终端将无线数据转换为有线数据，并发送给用电信息采集系统。

4试点应用
本文设计的方案，在新疆得到成功应用，在乌鲁木齐市中心 试点建设了 LTE1.8G H Z网络，接入台区3个,用户数828户:在 郊区试点建设了 LTE230M H Z网络，接入台区2个，用户数252 户。

同时,在乌鲁木齐县，采用北斗短报文技术接入牧民32户。

试点工程小区终端接入和召测情况见表1:
表1试点工程小区终端接入和召测情况
通信技术台区名称用户数/户终端召测/S
L T E1.8G H Z 昆仑小区4320.5-2汇芳园1800.2-1悪和园2160.5-2
LTE230M H Z
御园印象1441-2
戈壁春天1081-2北斗短报文南山牧K325-15
从测试结果来看，采用LTE1.8GHZ、LTE230M H Z及北斗
短报文技术进行无线组网，满足用电信息采集系统对通信实
时性的要求。

5结语
采用LTE1_8GHZ、LTE230M H Z及北斗短报文技术组网,
满足了用电信息采集系统靠可靠性和实时性要求，为不同地
理条件下用电信息采集系统通信组网提供了解决思路，具有
很好的参考意义。

参考文献：
[1]胡江溢，祝恩，杜新纲.用电信息采集系统应用现状及发展
趋势[J].电力系统自动化》2014,38(2):131-135.
[2]翟章•无线通信技术在电力通信中的应用[J].电力系统通
信，2006,27(163>:1-2_
[3]妙红英.基于北斗卫星通信的偏远地区用电信息采集[J].
电子设计工程,2015,23(10): 152-155.
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