一种实现电力宽带载波互联互通的评估检测系统

一种实现电力宽带载波互联互通的评估检测系统

华立电力科技 陈惑翠

摘要：如何解决宽带高频段载波，需要建立一个与实际工作环境相匹配的测试背景，提前扫描出不同宽带载波模型可能出现的问题，并测试出不同厂家之间能否完全实现不同层级之间的互联互通，在整体数据采集工程实施前，给与前瞻性的正确指导，以避免出现无法预测的结果发生。

关键词：宽带电力载波;互联互通;检测评估

1现状描述

在人工智能和大数据的信息背景下，低压电力载波用于自动抄表行业已经全面推广和实施，为电业行业用户用电的第一手数据采集，提供了实时和完整的支持。然而，原来的窄带低频载波存在一系列现实的问题：如同一区域内，载波方案太多，增加了物质管理难度和管理成本;不同载波方案之间无法互联互通，在测试、生产和现场需要针对每种方案各自准备设备和工具;载波技术的差异化发展造成一些厂商频繁升级技术方案，表厂无法与其同步，导致现场使用效果不良。等等诸多的各类问题。

为此，国家电网公司为了避免载波制造厂家太多、各自为政、技术方案都自成一套、并各自设置技术壁垒，提出了在宽带范围内，不同的载波方案之间，必须做到互联互通，以避免在现场工程上不能互换带来的重复投资和建设的弊端;并为互联互通规范了电力载波通讯行业标准，于2017年下半年提出了《低压电力线宽带载波互联互通测试系统测试规范》，对单个的载波模块进行技术性的入网测试，以此作为评定不同厂家的合格指标。

然而，单个模块或者表计的测试，并不能完全替代实际使用过程中的真实工况。特别是在同一区域，很多不同厂商之间，需要混装不同方案的载波模块，以及现场存在衰减、噪声、频率凹点时，能否真实实现不同深度的中继路由的互联互通，需要建立一个有效的模型设备，来考核多个方案之间的真实通讯状态，并记录每个厂家的模块抄表效率。

本文就此提出一个全新的系统检测和评估方案，并在相应的省局进行了技术验证，取得了良好的效果。

2检测内容

除了在模块测试里包含的性能测试和协议一致性测试之外。我们还包含以下几大类测试：

2.1基本互联互通测试

通过改变集中器和载波表内部的不同载波方案，在没有中继和路由的情况下，混合不同载波表的载波模块(至少三家以上)，让不同方案之间进行兼容性的测试，以验证是否具备该项功能。

2.2深度中继互联互通测试

建立一个多层中继的载波网络，在不同层级的中继层面，使用不同的厂家表计模块，用一个标准的集中器模块，抄读所有的表计模块，是否可以依靠别家的模块，中继路由后，送数据到最终的集中器内部。

2.3抢占式通讯测试

在电力系统中，有些重要的事情发生时，系统要主动上报发生事情的时间和名称。假如在同一时间段内，发送同样的事情，表计都要及时上传(如电压跌落)。对于不同厂家之间的载波方案，就存在信号竞争和退出的协议处理。如何快速的避免信号竞争，并及时抢占空闲的载波频域，是考核不同厂家之间协议合适与否的关键。

2.4混合组网抄表效率比对

在6级不同中继层面，同时放置各自不同的表计载波模块，用同一集中器模块，抄读所有的表计。考核不同厂家利用自家组网以及他家的组网能力，把最后一级表计的数据抄到为依据，判定每个厂家所需要的不同时间。以时间选最短的为最优;

3实现途径

图1总系统框架结构建立7个串联相接的表架，每个表架72个表位，内部可以自由通讯，通过人工电源网络把载波信号分离，并在通讯线路上增加衰减和白噪声干扰的方式，使得每个相邻的表架之间可以建立载波通讯，而间隔的表架之间不能跨区域通讯，这样就建立了具有6级中继的测试模型。

一般来说，载波模块大于90 dB的信号衰减，就可以保证不能互相通讯，因此用隔离度大于90Db的电源滤波器当做信号隔离器，能很好的保证每个表架之间不会通过电源供电互相之间串扰。

调节每节的步进衰减器，使得相邻的衰减值大约在50-70dB之间，而跨级的衰减就大于90 dB。

在上述功能一和功能三测试时，把所有表计的载波模块都集中放置到第一个表架上，以保证没有中继和路由发生。

在功能二的测试项中，不同表架需要放置不同的载波模块。同一表架放置相同厂家的模块。并且做完一轮测试后，需要更换代表中继深度的表架模块位置。

在功能四的测试中，每个表架需要放置相同数量的各自厂家的模块，并且是间隔放置，以避免信号的不一致。

4结论

在山西省电力计量中心，我们按照上述模型，建立了一个504个表位的载波现场模拟测试系统，并对虚需求，设计了主站控制系统分析软件，每次可以安排7家不同载波方案的互联互通功能检验，把测试结果进行统计分析，提供给相关的决策部门，在整个工程实施前期，剔除功能落后的对应厂家，并改进有部分漏洞的设计方案，取得了良好的效果。

参考文献：

[1]《低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范》 .Q/GDW 11612.1-2016

[2]《低压电力线宽带载波互联互通测试系统测试规范》.国家电网公司计量中心

[3]《省级计量中心宽带载波通讯测试系统设计方案》，国家电网公司计量中心

[4]《宽带载波通讯现场互联互通测试方案》，山西省电力计量中心

[5]《低压电力线载波通信测试环境的研究》.刘恩福，哈尔滨理工大学.2007

[6]《一种载波通信路由测试装置的研制>孙洪亮，侯兴哲，叶君，《电测与仪表》2013