西安艾寶物聯網科技有限公司

西安艾寶物聯-工業無線測控專家

艾寶物聯 工業無線測控專家

以技術創新為生命,以卓越品質求生存

當前位置:主頁 > 成功案例 > 解決方案 >

艾寶物聯智能電網末端采集通信解決方案

文章出處:未知 瀏覽次數:發表時間:2019-04-08

1 背景與現狀分析

  1.1 智能電網關鍵特征

  1.1.1. 智能電網:分布式發電;雙向的電力流與信息流;遍布的傳感設施

圖1

  1.1.2 智能電網的低壓末端區域

   (1)節點、終端數量多,分布廣,部署環境復雜;

  l(2)業務種類繁多,需求各異,智能電網主要的新型業務都集中或起源于這個區域;

   (3)是“十三五”期間國家能源電力改革及建設相關政策重點關注的區域

  國家能源局2015年9月公布《配電網建設改造行動計劃(2015—2020 年》2015-2020 年,配電網建設改造投資不低于2萬億元,其中2015年投資不低于3000億元,“十三五”期間累計投資不低于1.7萬億元。國家科技部2016年2月公布《國家重點研發計劃智能電網技術與裝備專項實施方案》重點研究多元用戶供需互動用電,重點突破城區用戶與電網供需友好互動系統,多元用戶互動的配用電系統關鍵技術研究與示范等。

  1.2 政策背景:2015-2020 配網建設改造目標

  2015年7月國家能源局印發《配電網建設改造行動計劃(2015-2020年)》,提出了十三五期間我國的配網建設目標:

  表1

  1.3 AMI:智能電網的核心組件

圖2

  1.4 數據采集與通信技術是AMI 的基礎

圖3

  隨著智能電網的發展,未來AMI系統在滿足基本抄表業務的基礎上,還需要擴展“全費控”、計算臺區線損、分布式能源系統并網監測、實時能效管理等業務,甚至還可能使電表終端成為智能家居的通信入口,實現電力需求側的雙向互動與響應。因此,AMI系統的通信技術將朝著更高帶寬、更低時延以及支持數據IP化,傳輸安全化,海量終端節點可管可控等方向發展,相關領域的科學研究與技術換代正方興未艾。

  1.5 電網末端計量系統及其通信通道現狀

   相對于AMR,AMI對通信信道的要求更高,傳輸數據種類大大增多(包括電壓、電流、頻率、功率因數、諧波、電網運行狀態、設備工作狀態,電價信息,系統下發升級等),帶來了更高的可靠性與吞吐量需求,同時,實時雙向需求側響應與互動需要實時的電價控制,對通信信道的時延也帶來了更高要求國內現有的以AMR為基礎的用電信息采集系統在通信指標上遠遠不能達AMI雙向信息流動的需求,尤其在節點終端數量多,分布廣,部署環境復雜的電網末端區域。

圖4

  (1)目前,國內的AMR的主要通信通道均以FSK 窄帶電力線載波,基于zigbee的RF Mesh,RS485等為主,這是造成當前數據采集成功率低的主要原因。

  (2)電網末端的數據采集與通信具有節點,終端數量多,分布廣,部署環境復雜等特點,相對來說,電力線載波PLC技術具有先天優勢。

  2.1 電力線載波通信技術標準綜述

  表2


  2.2 電力線載波通信技術概述

  (1)適用于智能電網末端采集與通信的主要PLC技術

  表3

  (2)傳統窄帶電力線載波在實際應用中遇到的問題

  一是,傳輸速率低,時延高。抗干擾能力與自適應性較差

  二是,近年來,投入運行的部分集采臺區(采用傳統FSK窄帶載波方案)出現采集成功率逐漸降低和大幅波動的現象,經廠家技術人員多次現場升級維護,仍然沒有明顯提升,因此,造成區域性集采成功率指標整體下降,電力公司運維成本大幅升高,阻礙了用電信息采集系統的推廣應用及后續業務的發展。

  三是,無論是對現有集抄業務,還是未來新興業務,傳統窄帶FSK載波已難以勝任。

圖5 中國與歐洲典型的低壓電力線載波信道特征

  3.1 G3-PLC技術

  表4

圖6

  3.2 G3-PLC示范應用案例:低壓本地通信(NAN)

  中部某市低壓G3-PLC載波應用測試:掛表大樓共計17層,全部為小戶型,每層樓有16戶住戶;在2-17層設有表箱,32塊iMeter100智能電表分別安裝在2-17層的A,B兩相上,總計272 塊表,采用全載波組網方案。

圖7 小區配電示意圖

圖8

  (1)相對于中壓及高壓側,低壓用電側更靠近用戶負載,噪聲時變性大,因此在抄通率指標上存在明顯的動態性

  (2)以日凍結抄讀為指標,在本案例下G3-PLC可長時間穩定在98-99%左右,相對傳統FSK載波已有明顯提升。但對15分鐘凍結,實時電價,用戶需求響應等。AMI典型業務,以及后續的大帶寬電力增值業務,G3-PLC顯得依然力不從心。

  3.3 G3-PLC亦可用于中壓遠程接入(WAN)

圖9

  部分測試運行結果:吞吐率與輪詢時間

  表5

  表6

  測試結果:

  (1)負載高的時段下,線路底噪較大

  (2)在負載低的時段下,將使用更高效率的編碼調制方式(自適應)

  (3)設備在低頻段(A頻段)比高頻段(FCC頻段)具有更小的線路衰減,因而能傳輸更遠距離;

  (4)在信噪比較好的情況下,設備可使用FCC頻段和D8PSK編碼方式,鏈路層速率可達170kbps 。

  (5)輪詢時間、收包成功率能滿足主站召測數據的規范要求,并比傳統的載波設備有較大的提高(傳統FSK窄帶載波設備輪詢時間約為15s)。

  4 新一代B-PLC技術及應用案例

  4.1 新一代低壓寬帶PLC

  國內高層小區典型用電設備噪聲頻域特性:2MHz以上是用于低壓本地通信理想的工作頻段。

  表7

  4.2 寬帶載波示范應用案例:低壓本地通信(NAN)

  南方某市試點小區:

  (1)典型老舊低層住宅小區,居民用電與商業用電混裝。臺區規模97戶,臺區半徑150米,走線為架空線,桿變,集中器安裝在變壓器下的配電箱中,電表箱安裝在各單元樓道里或者商鋪前。

  (2)現場安裝的電能表為97規約電子表,通訊方式為RS485。原采集方案為半載波,采用FSK窄帶載波,抄通率(數據采集成功率)僅為30%左右。

圖10 現場實時自適應路由拓撲

  (1)項目上線以來,日凍結抄讀成功率穩定在100%,已經穩定運行約1年。

  (2)單次抄讀成功率基本穩定在98%以上,大部分情況在100%,對15分鐘凍結指標有明顯優勢

  (3)在傳輸帶寬及并發抄讀技術的支持下,單表抄讀時延降到毫秒級(全載波),對費控,實時電價等業務支持性較好。

  5 新一代B-PLC的應用前景與當前問題

  伴隨著寬帶電力線通信技術的發展,電力線載波在比特速率,傳輸時延,穩定性等指

  標上不斷演進。而PLC 以其不需要額外布線的獨特優勢,將具有廣寬的應用前景,助推電力新興業務與增值服務的發展。

圖11

  當前問題

  (1)推動寬帶電力線載波技術標準化,實現互聯互通與互操作

  (2)明確寬帶電力線載波的頻譜使用與分配問題,是否存在政策阻礙

回頂部

日月夜夜男人的天堂,久久丁香香蕉天堂精品,一夜a爱视频