用电信息采集系统中用户侧停电状态检测技术探讨.docx

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摘要:为了更好地保障对用户侧停电状态的检测,根据实际安装条件,并在节约成本的要求下,使用超级电容作为电表后备供电元件,能够给电表提供长达三十秒的后备供电时间,在后备供电时间中,有足够的时间促使电表间接判断用户侧停电的状态,实现对电信息准确、快速的采集而提高电力企业的快速发展。
关键词:用电信息采集系统;侧停电状态检测;技术探讨
引言:随着社会的发展,将物联网技术应用到电力系统中,能够实现电力企业向着自动化、信息化以及智能化的方向发展,借助用电信息采集系统,可以快速实现对用户用电量的记录,避免传统手抄表出现的各种数据错误和不准确信息等情况发生,但在用电信息采集系统中如果出现用户侧停电,那么会导致信息采集和上传过程中电表也出现掉电现象,为了避免出现用户侧停电的情况发生,就必须对侧停电装配后备电源系统,才能提高用电信息采集系统对数据的
准确采集,防止数据的不准确,基于此,本文就用电信息采集系统用户侧停电状态检测技术进行深入探讨,从而为供电企业提供必要的技术参考借鉴。


电表在使用中,因为不具备智能化停复电判断功能,因此想要确保电表可以做到对用户侧停电状态的检测,只能利用电表VT回路的电气参数进行预判。借助这种方式不需要改变电表的接线状态就可以实现对用户侧停电的预判,通常可以从以下四个方面对其进行判定,首先是信号源的获取中,由于VT回路使用的交流电压一般是220V,经过交流光耦后能够得到周期性的方波信号,所以可以利用两个光耦从而得到交流信号的零方波信号。其次是停电状态的采集中,只有得到零方波后,通过74LVC123的单稳电路将方波信号转变为电平信号,实现单稳输出的延时宽度需求,其计算公式为t=,公式中的REXT选择为470kΩ,,那么单稳输出延迟一般只有1秒左右。当电表外部停电1秒后,检测出来的电路稳定输出低电平并采用单稳电路提高了停电状态检测的可靠性,也能避免信号上的毛刺对单稳电路的输出不会造成影响[1]。然后是防止误报策略中,停电信号在通信小板上产生,会通知小板接插入不好时导致的停电状态错误报警,因此想要改善错误报警的情况,就必须增加通信小板接插状态的检测,并使用相关连接器才能实现防接插不牢固而出现的错误报警。最后是复电状态的检测中,在出现停电状态时,恢复供电状态需要承包给用电信息系统,才能避免复带你状态出现抖动的情况发生,同时只有采集到复电状态后,并采用延迟确认的方式,最终能够解决这些
问题,整个停电状态的电路检测如图1所示。
交流信号过零检测原理过零信号单稳检测电路防接插不牢固错误报停电状态
图1:用电信息采集系统中用户侧停电状态检测电路

在用电信息采集系统中,针对用户侧停电的解决方案是使用超大电容器作为电表的后备能源。因为从现实技术角度进行分析,当电表设备停电后继续工作的的方式有较多的方法,如蓄电池、太阳能充电等方式都可以给电表提供电力需求。但由于区域内的用电用户数量非常庞大,一旦出现区域性的大面积停电事故后,后备供电也无法支持大面积的电表用电需求,再加上受到安装条件以及安装成本的限制,蓄电池、太阳能电池的充电方式都不可取。而随着超级
电容技术的不断发展并应用于自动化终端推广中,可以有效帮助电表停电后实现对数据信息的采集和上传。


如果用户的电表末端抄表网络以HPLC和ZigBee这两种模式为主,那么为了提高末端网络通信链路的健壮性,就需要在停电上传中考虑到数据信息上传的成功率[2]。一般情况下,底层通信网络属于完全互为备用的资源,就算出现两者同时应用时也不会发生冲突的现象,所以信息上传机制通常也分为两套链路进行同时工作处理。而数据在采集到终端后,以先收到的信息数据事件为准,后续收到的形式数据过滤为辅的方式,实现自然、冗余的配置,这也使得信息数据上传的成功率得到了有效提高。

当用户电表使用的网络以ZigBee模式为主而出现停电事件时,ZigBee因为具备射频通信技术的无线传感器网络通信技术,所以可以借助访问控制的MAC以及冲突检测机的方式实现灵活的物联网终端无线组网技术。如果电表出现停电的情况下,在无法确定单个节点停电或者是区域性停电时,在数据信息上传时必须采取单播和广播上传这两种不同的上传阶段。首先是单播报告单点停电中,信息数据的上传必须要进行冲突性的检测,才能防止出现主动上传的冲突性,其次是广播报告区域性停电信息中,为了避免广播前完成对区域信息数据的合并,就必须做好信息的压缩上传,才能提高上传的效率,这也是信息主动上传的必要条件。

由于高速电力载波HPLC通常是一种电压为400V的线路,因此在使用低电力载波技术中,可以被用于电能表自动抄表的通信连接。如果电能表出现停电状态的采集情况下,还需要及时利用现有的通信将停电状态进行上传,然而自动抄表技术中,原有的抄表协议采取的问答机制,既上传机询问而下传机回答[3]。但用户侧停电往往需要下位机主动上传,而下位机必须在主动传送数据信息时对接口电路做出必要的冲突检测,而HPLC的MAC具有冲突检测和随机避错机制的原因,这也使得链路层往往具有信息转发以及回避网络风险的机制。在HPLC模式的电路中使用12V电压作为工作电源,,这也能更好地降低供电电路切换逻辑的复杂性需求。
结束语:在用电信息采集系统中,针对用户侧停电状态进行检测时,通过提供后备电源的方式,能够实现电表对数据信息的及时上传,电力企业针对停电事件采集和上传业务的设计与实现,能够更好的实现对终端用电信息的快速收集与处理,促使电力企业向着更好的方向发展。
Reference:
[1]黄国兵等."用电信息采集系统中用户侧停电状态检测技术研究."(2021):4.
[2]杨林."探析电力用户用电信息采集系统大数据在客户行为研究中的应用."(2019):92-93.
[3]孙元凯,张海玲,and毛畅乐."基于智能化用电信息采集系统的中低压供电可靠性研究."农村电气化2(2021):3.

-全文完-