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随着坚强智能电网建设的深入和全球能源互联网的发展要求,作为坚强智能电网重要环节之一的用电信息采集系统被赋予了新的、更高的技术和应用要求。现有用电信息采集系统所采用的通信技术类型多样,通信效果参差不齐,系统功能实用化效果也存在一定程度的差异,这对用电信息采集系统应用造成了一定影响。为了解决以上问题,文章提出了一种基于新型LTE-230MHz 无线专网的用电信息采集技术以及系统解决方案。该方案充分运用新型LTE-230MHz 无线专网的技术优势,可提升配用电专用无线通信的通信速率、系统容量、覆盖范围以及可靠性,为用电信息采集业务提供有力支撑。
0引言
随着坚强智能电网的不断发展,全球能源互联网作为智能电网的高级阶段,在业界形成了广泛的共识。全球能源互联网的特征是网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动。通过电网广泛互联,实现能源资源全球配置,各级电网协调发展,各类电源和用户灵活接入的坚强智能电网。顺应能源互联网的大趋势,国家电网公司“信息化、自动化、互动化”坚强智能电网建设稳步推进,极大促进了能源结构和利用效率不断完善,以满足未来电力应用的各种需求。
用电信息采集系统是坚强智能电网建设用电环节的重要内容,为智能用电服务提供了业务支撑,成为坚强智能电网建设的重要基础之一。为了在智能电网与电力用户之间构建“电力流、信息流、业务流”实时互动的新型供用电关系,满足电力企业各层面、各专业对用电信息的新需求,迫切要求形成统一的技术标准和方案,全力推进用电信息采集系统建设。
作为用电信息采集系统的业务传输载体,通信技术必须满足高可靠性、广域的覆盖性、恶劣环境的适应性等要求,并且要具备灵活的扩展性和互联互通性。而现有的用电信息采集系统所采用的通信技术类型多样,通信效果参差不齐,各单位使用的通信方式差异性较大,系统功能实用化效果也存在一定程度的差异。因此,智能用电业务的发展急需建设高性能、高可靠性和安全性的电力无线宽带通信系统。
针对上述问题,根据目前无线宽带技术的发展状况,本文在现有研究成果的基础上,采用自研产品TDLTE230终端基带芯片,提出了基于LTE-230MHz电力无线专网的用电信息采集系统,设计出系统解决方案并进行试点应用。应用效果表明,LTE-230MHz电力无线基于电力专用230MHz频谱资源,采用频谱聚合技术,实现离散窄带宽带传输的目的,承载实现用电信息采集业务,提高了电力无线宽带通信系统服务智能电网的能力。
1、用电信息采集系统组成
用电信息采集系统综合了计量、通信和自动控制等技术,能够及时采集分析电力用户的用电信息,实现数据采集、数据管理、电能质量数据统计、线损统计分析等功能,从而在技术上为实现阶梯电价、智能费控等营销业务策略奠定基础。
用电信息采集系统主要由众多智能电能表与采集器、一部或多部集中器、本地/远程通信信道、主站及其他管理系统构成(见图1)。智能电能表是用电信息采集系统中最基本的计量和采集装置,具有高精度计量、数据采集、智能费控、用电基本信息存储、远程通信等功能。用电信息采集系统中,集中器是用电信息采集系统的关键设备之一。一方面,集中器通过本地信道与采集器或电能表进行本地通信,以获取并存储电力用户的用电数据信息;另一方面,集中器通过远程信道与主站进行数据信息和控制指令的交互,根据主站下达的指令,进行数据上报和控制指令下发。主站是以在局端的数据库系统为核心,负责整套用电采集子系统的数据采集任务,并进行各类用电数据等信息的集中存储、实时控制和在线分析。此外,主站提供相应接口,为营销管理系统等提供电费统计查询和管理、线损计算和分析等有力支撑。
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