基于中压电力线通信的专变采集终端的研究与设计

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1、基于中压电力线通信的专变采集终端的研究与设计ResearchandDesignofAcquisitionTerminalBasedonMediumVoltagePowerLineCommunication工程领域：电气工程作者姓名：刘佳指导教师：姜惠兰副教授企业导师：王瑞军高级工程师天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十二月万方数据万方数据万方数据万方数据摘要根据我国智能电网建设的总体发展目标，实现用户用电信息采集全覆盖，无公网区域用户用电信息主动上送，采集系统数据与营销数据之间大数据库的共享，研制符合配电

2、网自动化系统要求的专变采集终端，该专变采集终端上行通信方式中压电力线通信，实现对无公网区域大用户用电信息的实时监测，对于促进智能电网建设具有重要意义。在研究国内外配电设备以及结合实际考察的基础上发现，目前我国计量用专变采集终端面临的主要问题有计量精度低、通信实时性差等，针对以上问题，本文根据我国配电、计量设备的相关标准研制了一种基于中压电力线通信的专变采集终端，该终端CPU控制器采用Cortex-M3的内核，工作数量可达到120MHz以上，以专用电能计量芯片ATT7022为数据采集核心，可精确的计算线路的用电信息

3、。上行通信为中压电力线通信，安全性高；下行通信配置有多路485通信，可配合计量三相表同时使用，两种通信方式独立运行，互不干扰。本方案设计的专变采集终端主要适用于GPRS公网通信弱或者盲区安装，比如条件比较恶劣的山区地势，矿区，采石场、地下室等，可达到计量精度高、通信实时性好等优点，更好的适应了采集全覆盖的要求以及对线损的统计。在硬件电路设计方，设备采用了模块化设计思路，便于后期的管理与维护，主要的模块有CPU中央处理单元、设备进线采集单元、设备出线采集单元、外设控制单元、外设通信单元、无功补偿单元以及上行通信单元

4、，除CPU处理单元是必备的以外，其他模块都可以独立运行，相互之间不存在干扰。在软件设计方面，加入了更多的算法，比如对采集数据做FFT算法，无功补偿的“九区图”算法等。另外，本设计中应用中压电力线通信作为主要的通信方式，需要考虑的是载波通信的路由问题，由于电力线阻抗和噪声的随机性，需要不断的改变通信的频率以及调试解调方式，以适应不断变化的线路状况。根据上述研制的基于中压电力线通信的专变采集终端，投运至今，中间经过了软硬件的不断升级，目前已完全满足现场对大用户用电信息监测的要求；根据不同省份对于计量的不同要求，修改了

5、部分软件通信协议，通过大量的理论数据分析说明，该设备的研发方案符合实际要求。关键词：配电网自动化，专变采集终端，数据采集，中压电力线通I万方数据万方数据ABSTRACTAccordingtotheoveralldevelopmentgoalsofChina'ssmartgridconstruction,theuser'selectricityconsumptionisfullycovered,andtheusersofthepublicnetworkwithoutelectricityareactivelysen

6、t,andthedatacollectionbetweenthesystemdataandthemarketingdataissharedanddevelopedinlinewiththedistributionnetworkautomationItisveryimportanttopromotetheconstructionofsmartgrid,whichcanrealizethereal-timemonitoringoflargeusers'electricityconsumptioninthenon-pu

7、blicnetworkarea.Itisofgreatsignificancetopromotetheconstructionofsmartgrid.Basedontheresearchofdomesticandforeignpowerdistributionequipmentandtheactualinvestigation,itisfoundthatthemainproblemsfacedbymeteringandsamplingterminalsarelowmeasurementprecisionandpo

8、orreal-timecommunication.Inviewoftheaboveproblems,accordingtothedistributionandmeteringequipmentOftherelevantstandardsdevelopedamediumvoltagepowerlinebasedonthespecialvariablecollectionte