摘 要

目前國(guó)內(nèi)眾多的電力公司依然在使用人工抄錄的方式對(duì)用戶的用電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。這種傳統(tǒng)的人工抄表存在眾多的弊端，比如準(zhǔn)確性不高、時(shí)效性不強(qiáng)，并且往往會(huì)因?yàn)槌碓斐梢恍┎槐匾泥徖锫闊�。不僅如此，由于電表數(shù)量眾多，且分布的地點(diǎn)不是統(tǒng)一的，這樣極大地增加了工人的勞動(dòng)力，，不利于提高工人效率，進(jìn)而影響了企業(yè)的效益。
目前出現(xiàn)了一種全自動(dòng)的抄表系統(tǒng)，就是基于 電力線路載波（PLC）的載波通訊方式。這種自動(dòng)抄表裝置不需要重新鋪設(shè)電子通道，這樣就可以節(jié)約這一部分的費(fèi)用，目前這種方式已經(jīng)逐步取代人工抄表模式，慢慢被電力公司所取代。目前這種自動(dòng)抄表方式還不是很成熟，尚處于摸索階段，目前急需要解決的問(wèn)題是噪音和信號(hào)的問(wèn)題，解決這個(gè)問(wèn)題的有效方法是擴(kuò)頻處理相應(yīng)的信號(hào)或者增加信號(hào)發(fā)射的功率。本文將根據(jù)實(shí)際情況重點(diǎn)研究這種全新的抄表方式，從專(zhuān)業(yè)角度比較傳統(tǒng)方式與基于PLC的自動(dòng)抄表方式的不同。
采用這種全新的抄表方式，重點(diǎn)突出了數(shù)據(jù)信息的傳遞功能：將電表端得到的數(shù)據(jù)信息整理傳遞到主體部分是這種抄表方式的關(guān)鍵，為接下來(lái)的數(shù)據(jù)整理和加工做了充分的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)的傳輸?shù)耐ǖ乐饕侩娏�載波通信（PLC），這種方式舉要安全可靠的性能，這一點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)智能電表高效工作的基礎(chǔ)。這種智能電表可以準(zhǔn)確采集電流、電量、功率等具體的數(shù)據(jù)信息，減輕了工人的勞動(dòng)力。
關(guān)鍵詞：低壓電力載波；自動(dòng)抄表系統(tǒng)；擴(kuò)頻通信；智能電表 
 
ABSTRACT

Power system meter, mainly relies on manual meter basically completed. Manual meter reading accuracy, while it is difficult to guarantee. And because the meter locations scattered token number, so the huge workload of meter. At present, there are a variety of automatic meter-reading methods, makes the meter work load is greatly reduced.
Based on power line carrier (PLC) the communication mode of automatic meter reading device, because you do not need to be laying the communications channel, construction and line cost savings, a preferred way of modern electric power communication. Power line carrier communications in the, need solution of problem is noise and signal of effective transmission problem, used spread frequency and increases signal launches power of method can solution the problem, this papers according to actual project, research has based on PLC of automatically copy table way, and research has if mass installation automatically copy table device on electricity management modern of promoted meaning, from data application of aspects discusses has used automatically copy table way of superiority.
Information gathering data in power network planning, production, management, quality service and full application of the integration of energy supply. The data problem is particularly important, and reliable field data collection and transmission to the main station, is fundamental to achieving grid intelligence, the study of smart meter data transmission, effectively improve the collection rate, laying solid foundation for deepening application of electricity data acquisition and management system. Power line communication (PLC) is the main way of smart meter data transmission channels, data transmission reliability of direct response to deepening of smart metering applications and effects. Single residents of smart meters are needed in data transmission carrier, only to carrier and carrier and half points. By electric energy data acquisition and management system to collect the user's current, voltage, power, power factor, active total current electricity, power and other data last month, can greatly improve the ability to monitor the user's information.
Keywords：Low-voltage power line carrier；Automatic meter reading systems；Spread spectrum communication；Smart meters
 
目    錄

摘 要 I
ABSTRACT II
目    錄 1
第一章 緒論 1
1.1 選題背景及意義 1
1.1.1 目前抄表方式的缺點(diǎn) 1
1.1.2 自動(dòng)抄表的優(yōu)點(diǎn) 1
1.2 我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展對(duì)集中自動(dòng)抄表的需求 3
1.2.1 我國(guó)電力營(yíng)銷(xiāo)的現(xiàn)狀 3
1.2.2 電力市場(chǎng)對(duì)集中抄表系統(tǒng)的要求 4
1.3 國(guó)內(nèi)外研究就現(xiàn)狀 5
1.3.1 低壓電力載波抄表系統(tǒng)的組成 5
1.3.2 數(shù)據(jù)傳輸方式對(duì)比 5
1.4 低壓載波自動(dòng)抄表可行性分析 6
1.5 自動(dòng)抄表的應(yīng)用和發(fā)展前景 7
1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容 9
第二章 相關(guān)技術(shù)分析 11
2.1 PLC及其基本理論 11
2.1.1 PLC概述 11
2.1.2 PLC的發(fā)展過(guò)程 11
2.1.3 PLC的特殊技術(shù)問(wèn)題 12
2.1.4 PLC的研究現(xiàn)狀 13
2.2 智能計(jì)量技術(shù) 13
2.2.1 智能計(jì)量結(jié)構(gòu) 13
2.2.2 智能計(jì)量對(duì)通信的要求 15
第三章 電力載波通信技術(shù)的發(fā)展 17
3.1 電力載波通信發(fā)展的歷史 17
3.2 研究配電網(wǎng)的分支對(duì)低壓載波通信的影響 18
3.3 低壓配電網(wǎng)絡(luò)情況分析 19
3.3.1 低壓電網(wǎng)的阻抗特性分析 20
3.3.2 噪聲干擾特性 21
3.4 解決方案 22
3.4.1 擴(kuò)頻通信 22
3.4.2 相移鍵控PSK 23
3.5 本章小結(jié) 23
第四章 智能電表數(shù)據(jù)傳輸方案設(shè)計(jì) 24
4.1 自動(dòng)抄表核算 24
4.2 遠(yuǎn)程停復(fù)電 25
4.3 用電稽查 26
4.4 配電監(jiān)測(cè) 27
4.5 上位機(jī)及下位機(jī)設(shè)計(jì) 28
4.5.1 上位機(jī)設(shè)計(jì) 28
4.5.2 下位機(jī)設(shè)計(jì) 31
第五章 低壓電力載波通信方案設(shè)計(jì) 34
5.1 擴(kuò)頻方案分析 34
5.1.1 擴(kuò)頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 34
5.1.2 直接擴(kuò)頻方法簡(jiǎn)述 35
5.2 中繼方案設(shè)計(jì) 35
5.2.1 線路編號(hào)的規(guī)則 36
5.2.2 中繼規(guī)則 37
5.3 低壓載波集中抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 37
5.3.1 載波抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 37
5.3.2 用戶界面功能的設(shè)計(jì) 40
5.3.3 集抄系統(tǒng)運(yùn)行的設(shè)計(jì) 41
5.3.4 繼續(xù)安裝計(jì)劃的設(shè)計(jì) 42
5.4 本章小結(jié) 42
第六章 改進(jìn)智能電表數(shù)據(jù)傳輸研究 43
6.1 研究目標(biāo)和技術(shù)原則 43
6.1.1 提高載波高速通訊能力 43
6.1.2 改進(jìn)的中繼方案 44
6.2 改進(jìn)智能電表載波數(shù)據(jù)傳輸可靠性的設(shè)計(jì) 45
6.2.1 上位機(jī)軟件系統(tǒng)的安裝 45
6.2.2 下位機(jī)系統(tǒng)的安裝 45
6.2.3 性能測(cè)試 46
6.3 服務(wù)啟動(dòng)模塊 48
6.4 數(shù)據(jù)處理模塊 52
6.4.1 消息 52
6.4.1 數(shù)據(jù)處理 54
6.5 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊 57
6.6 智能電表數(shù)據(jù)傳輸研究后的評(píng)估 61
第七章 總結(jié)與展望 62
7.1 總結(jié) 62
7.2 展望 63
參考文獻(xiàn) 64
致謝 68
 
第一章 緒論

1.1 選題背景及意義

1.1.1 目前抄表方式的缺點(diǎn)
近年來(lái)，國(guó)家出臺(tái)了一系列關(guān)于電力改革的措施，到目前為止，全國(guó)各地區(qū)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了“一戶一表”。越來(lái)越多的用戶使用電力資源，給國(guó)家電網(wǎng)帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，各相關(guān)電力部門(mén)的壓力同樣變得巨大[1]。
 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各行各業(yè)都在逐步使用高新技術(shù)提高工作效率，電力部門(mén)同樣如此。國(guó)家相關(guān)部門(mén)對(duì)電力部門(mén)以及眾多用戶的管理同樣變得越來(lái)越嚴(yán)格，目前城市已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“一戶一表”，為了保證眾多的用戶都能安全用電，國(guó)家電力部門(mén)需要面對(duì)更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)�，F(xiàn)代社會(huì)，人們?cè)絹?lái)越重視服務(wù)質(zhì)量，原本的挨家挨戶統(tǒng)計(jì)電量的情況，不僅效率低下，而且影響用戶生活，這種舊服務(wù)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代用戶，適應(yīng)時(shí)代需要的高質(zhì)量服務(wù)必須盡快完善[2]。
在經(jīng)濟(jì)時(shí)代的大背景下，國(guó)家關(guān)于電力的改造同樣需要適應(yīng)時(shí)代背景，隨著國(guó)家在相關(guān)領(lǐng)域的資金與技術(shù)通入，全新的運(yùn)營(yíng)模式目前已經(jīng)具備前期的各種需求，隨著科技的不斷進(jìn)步，新時(shí)期的新形式即將到來(lái)[3]。原先的人工挨家挨戶統(tǒng)計(jì)電量的形式已經(jīng)逐漸被取代。現(xiàn)代社會(huì)中，電力資源的使用隨處可見(jiàn)，小到每家每戶，大到各類(lèi)企業(yè)，都離不開(kāi)電力的支持，這樣就會(huì)形成明顯的用電高峰與低峰時(shí)間段，新型設(shè)備需要能夠適應(yīng)這種常見(jiàn)的情況。

第七章 總結(jié)與展望

7.1 總結(jié)

通過(guò)本文的研究，取得了一下幾個(gè)方面的成果：
（1）進(jìn)行了低壓電力載波通信方案設(shè)計(jì)
首先，采用直接擴(kuò)頻方法（DS-Direct Sequence），就是利用高碼率的擴(kuò)頻碼序列在信息發(fā)送端直接去擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，在接收端直接使用相同的擴(kuò)頻碼序列對(duì)擴(kuò)展的信號(hào)頻譜進(jìn)行解調(diào)，還原出原始信息。其次，為以提高通信效率，提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃裕苊庋h(huán)中繼、無(wú)效中繼情況出現(xiàn)，規(guī)定相應(yīng)的中繼規(guī)則，例如：中繼級(jí)數(shù)限制：中繼的最大級(jí)數(shù)不能超過(guò)4 級(jí)；不能出現(xiàn)循環(huán)中繼； 另外的約束條件，比如：相同表箱號(hào)的電表不能互做中繼、相同模塊號(hào)的電表不能互做中繼、接在不同相上的電表不能互做中繼。最后，選擇低壓載波集中抄表系統(tǒng)，利用集中器作為整個(gè)集抄系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，連接著上位管理計(jì)算機(jī)和下位多個(gè)電表或抄表模塊，負(fù)責(zé)采集并存儲(chǔ)全部電能表的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行上行下行通道的管理。

本文編號(hào)：164794