一種實現(xiàn)電力寬帶載波互聯(lián)互通的評估檢測系統(tǒng)

華立電力科技 陳惑翠

摘要：如何解決寬帶高頻段載波，需要建立一個與實際工作環(huán)境相匹配的測試背景，提前掃描出不同寬帶載波模型可能出現(xiàn)的問題，并測試出不同廠家之間能否完全實現(xiàn)不同層級之間的互聯(lián)互通，在整體數(shù)據(jù)采集工程實施前，給與前瞻性的正確指導(dǎo)，以避免出現(xiàn)無法預(yù)測的結(jié)果發(fā)生。

關(guān)鍵詞：寬帶電力載波;互聯(lián)互通;檢測評估

1現(xiàn)狀描述

在人工智能和大數(shù)據(jù)的信息背景下，低壓電力載波用于自動抄表行業(yè)已經(jīng)全面推廣和實施，為電業(yè)行業(yè)用戶用電的第一手?jǐn)?shù)據(jù)采集，提供了實時和完整的支持。然而，原來的窄帶低頻載波存在一系列現(xiàn)實的問題：如同一區(qū)域內(nèi)，載波方案太多，增加了物質(zhì)管理難度和管理成本;不同載波方案之間無法互聯(lián)互通，在測試、生產(chǎn)和現(xiàn)場需要針對每種方案各自準(zhǔn)備設(shè)備和工具;載波技術(shù)的差異化發(fā)展造成一些廠商頻繁升級技術(shù)方案，表廠無法與其同步，導(dǎo)致現(xiàn)場使用效果不良。等等諸多的各類問題。

為此，國家電網(wǎng)公司為了避免載波制造廠家太多、各自為政、技術(shù)方案都自成一套、并各自設(shè)置技術(shù)壁壘，提出了在寬帶范圍內(nèi)，不同的載波方案之間，必須做到互聯(lián)互通，以避免在現(xiàn)場工程上不能互換帶來的重復(fù)投資和建設(shè)的弊端;并為互聯(lián)互通規(guī)范了電力載波通訊行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，于2017年下半年提出了《低壓電力線寬帶載波互聯(lián)互通測試系統(tǒng)測試規(guī)范》，對單個的載波模塊進(jìn)行技術(shù)性的入網(wǎng)測試，以此作為評定不同廠家的合格指標(biāo)。

然而，單個模塊或者表計的測試，并不能完全替代實際使用過程中的真實工況。特別是在同一區(qū)域，很多不同廠商之間，需要混裝不同方案的載波模塊，以及現(xiàn)場存在衰減、噪聲、頻率凹點時，能否真實實現(xiàn)不同深度的中繼路由的互聯(lián)互通，需要建立一個有效的模型設(shè)備，來考核多個方案之間的真實通訊狀態(tài)，并記錄每個廠家的模塊抄表效率。

本文就此提出一個全新的系統(tǒng)檢測和評估方案，并在相應(yīng)的省局進(jìn)行了技術(shù)驗證，取得了良好的效果。

2檢測內(nèi)容

除了在模塊測試?yán)锇男阅軠y試和協(xié)議一致性測試之外。我們還包含以下幾大類測試：

2.1基本互聯(lián)互通測試

通過改變集中器和載波表內(nèi)部的不同載波方案，在沒有中繼和路由的情況下，混合不同載波表的載波模塊(至少三家以上)，讓不同方案之間進(jìn)行兼容性的測試，以驗證是否具備該項功能。

2.2深度中繼互聯(lián)互通測試

建立一個多層中繼的載波網(wǎng)絡(luò)，在不同層級的中繼層面，使用不同的廠家表計模塊，用一個標(biāo)準(zhǔn)的集中器模塊，抄讀所有的表計模塊，是否可以依靠別家的模塊，中繼路由后，送數(shù)據(jù)到最終的集中器內(nèi)部。

2.3搶占式通訊測試

在電力系統(tǒng)中，有些重要的事情發(fā)生時，系統(tǒng)要主動上報發(fā)生事情的時間和名稱。假如在同一時間段內(nèi)，發(fā)送同樣的事情，表計都要及時上傳(如電壓跌落)。對于不同廠家之間的載波方案，就存在信號競爭和退出的協(xié)議處理。如何快速的避免信號競爭，并及時搶占空閑的載波頻域，是考核不同廠家之間協(xié)議合適與否的關(guān)鍵。

2.4混合組網(wǎng)抄表效率比對

在6級不同中繼層面，同時放置各自不同的表計載波模塊，用同一集中器模塊，抄讀所有的表計。考核不同廠家利用自家組網(wǎng)以及他家的組網(wǎng)能力，把最后一級表計的數(shù)據(jù)抄到為依據(jù)，判定每個廠家所需要的不同時間。以時間選最短的為最優(yōu);

3實現(xiàn)途徑

圖1總系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)建立7個串聯(lián)相接的表架，每個表架72個表位，內(nèi)部可以自由通訊，通過人工電源網(wǎng)絡(luò)把載波信號分離，并在通訊線路上增加衰減和白噪聲干擾的方式，使得每個相鄰的表架之間可以建立載波通訊，而間隔的表架之間不能跨區(qū)域通訊，這樣就建立了具有6級中繼的測試模型。

一般來說，載波模塊大于90 dB的信號衰減，就可以保證不能互相通訊，因此用隔離度大于90Db的電源濾波器當(dāng)做信號隔離器，能很好的保證每個表架之間不會通過電源供電互相之間串?dāng)_。

調(diào)節(jié)每節(jié)的步進(jìn)衰減器，使得相鄰的衰減值大約在50-70dB之間，而跨級的衰減就大于90 dB。

在上述功能一和功能三測試時，把所有表計的載波模塊都集中放置到第一個表架上，以保證沒有中繼和路由發(fā)生。

在功能二的測試項中，不同表架需要放置不同的載波模塊。同一表架放置相同廠家的模塊。并且做完一輪測試后，需要更換代表中繼深度的表架模塊位置。

在功能四的測試中，每個表架需要放置相同數(shù)量的各自廠家的模塊，并且是間隔放置，以避免信號的不一致。

4結(jié)論

在山西省電力計量中心，我們按照上述模型，建立了一個504個表位的載波現(xiàn)場模擬測試系統(tǒng)，并對虛需求，設(shè)計了主站控制系統(tǒng)分析軟件，每次可以安排7家不同載波方案的互聯(lián)互通功能檢驗，把測試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，提供給相關(guān)的決策部門，在整個工程實施前期，剔除功能落后的對應(yīng)廠家，并改進(jìn)有部分漏洞的設(shè)計方案，取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]《低壓電力線寬帶載波通信互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范》 .Q/GDW 11612.1-2016

[2]《低壓電力線寬帶載波互聯(lián)互通測試系統(tǒng)測試規(guī)范》.國家電網(wǎng)公司計量中心

[3]《省級計量中心寬帶載波通訊測試系統(tǒng)設(shè)計方案》，國家電網(wǎng)公司計量中心

[4]《寬帶載波通訊現(xiàn)場互聯(lián)互通測試方案》，山西省電力計量中心

[5]《低壓電力線載波通信測試環(huán)境的研究》.劉恩福，哈爾濱理工大學(xué).2007

[6]《一種載波通信路由測試裝置的研制>孫洪亮，侯興哲，葉君，《電測與儀表》2013