广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523000
摘要：随着人工智能、互联网+、大数据、云计算等概念与技术的兴起，电力体制改革不断推进，南方电网公司不断思考面临的问题和挑战，积极探索创新工作思路和想法，2016年11月南方电网市场营销创新工作座谈会上提出利用“互联网+”、大数据等多种方式加快推动市场营销工作创新，适应新形势下工作需要，助力公司早日建成“两精两优、国际一流”电网企业。
为开创“互联网+集抄建设”新思路，助推“三个一片”建设新成效东莞供电局摸索总结适应东莞局低压集抄建设的技术路线和技术方案。全面推进智能计量技术创新升级、优化提升营销管理信息系统、创新档案智能管理技术。提出了基于自动搜表、自动台区区分、自动上报等台区智能化载波深化应用管理技术，不断进取，勇于创新，为实现国家能源战略、公司发展战略提供技术支持和基础保障。
关键词：智能载波芯片；智能管理终端；计量自动化系统；应用管理平台
在用电信息采集建设过程中，台区基础档案不完整、台区负荷切割是常见问题，影响采集成功率、线损合格率等指标。传统的人工排查方法不仅工作量大、见效慢，而且带有盲目性，所以亟需通过技术手段来代替传统的人工排查。
利用自动搜表技术，可以准确梳理现场台区户变关系，识别台区新增用户、负荷切割用户、新换表用户。减少现场档案排查的工作量，提高自动抄表成功率，为台区户变关系排查、线损治理提供帮助。
本文将从“TCC081F芯片、智能管理终端、深化应用系统平台”三个方面论述东莞供电局电力线载波深化应用体系逐步建立与完善的过程。
1 TCC081F载波芯片——载波深化应用体系的血脉
1.1 TCC081F芯片在载波深化应用中的作用
TCC081F芯片可应用于鼎信电力线载波通信系统中的从节点模块，实现了基于电力线通信网络的电子终端设备之间可靠的数据交换，具备通信中继功能，可自动实现台区区分、自动搜表、分相管理、线路异常识别、L/N互易和逆向序识别、测量点瞬时冻结、低压线损治理、精确对时、载波快速组网、主动上报等功能。
在TCC081F芯片应用的基础上，东莞供电局在建立并完善载波深化应用体系的过程中，硬件与软件的搭配也尤为重要。例如，台区区分要求使用支持台区区分集中器，终端硬件版本3.0，软件版本日期为16年10月6日或更高版本。使用时先召测终端F9参数，然后再添加上ERC63 并下发到终端里。台区区分是终端自己通过抄表情况作出的档案判断，台区区分结果要等待终端抄表10次以后才会产生，然后以主动上报的方式上报到主站，主站要下发终端F1参数中的3类数据主动上报到终端中，也可以通过参数下面读取F310（新南网选择E1800102跨台区测量点信息、E1800103跨台区统计信息）将跨台区结果读回到系统中。
TCC081F芯片是鼎信自主研发的一款专门应用于电力线载波通讯的高性能、高集成度的窄带高速通信芯片。其应用主要集中在电表集抄、户内查询终端、路灯控制等领域，为电力行业或其它公共事业部门提供了一种优秀的可实现智能抄表的系统解决方案。
TCC081F芯片进行鼎信规约的电力载波信号和标准DL/T645-1997/2007协议的串口信号之间的转换，可支持DLMS等应用协议的数据透明传输；串口可以连接电表节点和电量显示模块，完成物理层、数据链路层、网络层、传输层四层网络功能。
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图1.1-1
1.2 TCC081F芯片功能特点
IECM调制，载波中心频率421kHz；
微分交流电时段，选择最有利于传输的时段通信；
高性能数字信号处理技术；
高效的帧中继转发机制，支持16级中继级别；
可编程的网络地址、地址过滤、提供有效的本地访问数据；
接收信号强度权重参数指示，为中继搜索算法提供支持，提高通信系统稳定性；
提供准确的节点相位信息及信道特征信息；
支持断电无过零情况下的电力线载波通讯；
支持事件上报；
支持快速组网；
支持下接芯片主发模式；
内部低功耗省电模式；
内置FSK数字解调；
内置FSK调制输出；
支持串口通信速率1200bps、2400bps、4800bps、9600bps；
支持标准DL/T645-1997/2007、支持DLMS等应用协议的透明传输；
自适应50Hz、60Hz用电环境；
上电自动读取从节点地址；
具备单节点、多节点管理功能；
登录未知表号电能表的表号。
2 智能管理终端——载波深化应用体系的心脏
2.1 智能管理终端在深化应用中的作用
深化应用集中器即智能管理终端，是载波深化应用系统的重要组成部分。青岛鼎信集中器符合中国南方电网有限责任公司 《低压电力用户集中抄表系统集中器技术规范》 《计量自动化终端外形结构规范》等相关标准，应用现代数字通信技术、嵌入式技术、计算机软硬件技术、低压电力线载波通信技术等进行用电需求侧信息采集与分析处理。集低压载波、RS485抄表、主动上报、防窃电等功能于一体。
作为电力线载波深化应用当中必不可少的一部分——智能终端，在整个应用中发挥着承上启下的作用。智能管理终端作为主节点存在于深化应用台区中：子节点数据需要汇总至主节点端，通过智能管理终端自身系统的对比分析，将有用的数据通过主动上报或者被动召测的方式回传至深化应用管理平台，这一环节尤为重要。
2.2 智能管理终端性能指标
◆参比电压（以铭牌标识为准）
3×220V/380V（三相四线），允许偏差：-30%～+30%
◆频率范围
50Hz，允许偏差-5%～+5%。
◆外型尺寸
290mm×180mm×95mm
◆电气参数
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表2.2-1电气参数要求
◆时钟参数
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表2.1-2时钟参数要求
◆气候条件
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表2.2-3气候条件要求
◆技术参数
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表2.2-4技术参数要求
2.3 终端内部系统连接图
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图 2.3-1产品系统连接图
2.4 终端工作原理框图
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图 2.4-1集中器系统工作原理示意图
2.5 智能终端外观
2.5.1 外观结构图
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图 2.5-2集中器外观结构示意图
3 计量自动化系统载波深化应用平台——载波深化应用体系的大脑
3.1 自动化平台系统在深化应用中的作用
广东电网公司东莞供电局载波深化应用体系建设项目，其计量自动化系统深化应用管理平台利用现代通信技术，对远程电表、集中器等终端设备进行数据读写，实现电能数据的抄读和终端设备的控制。
在整个电力线载波深化应用系统中，平台系统起着战略指挥部的关键作用。物理结构层面上，平台系统直接控制着智能终端，而系统的数据来源又依赖于主节点终端，终端的数据取决于子节点TCC081F芯片，三者从下而上从上而下者亦是相辅相成。整个载波深化应用系统在数据传输层面上又可以分为上行与下行两部分，上行即为终端数据通过4G无线上传至主站平台这一部分，下行为主节点终端数据通过电力线载波与子节点TCC081F芯片进行数据交互这一部分。
3.1.1 系统安装配置
操作系统：window 7/server2003/server2008/win7等
数据库：sqlserver 2008 R2
兼容浏览器：IE8/IE9/火狐/谷歌等，在IE8上效果较好。如果使用IE浏览器，为了避免缓存的影响需要做以下配置：工具→internet选项→设置→检查所存网页的较新版本→每次访问网页时。
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图 3.1-1 IE浏览器配置图
3.1.2 登陆界面
Internet浏览器，输入登录地址，进入深化应用管理平台系统的登录界面，点击中英文切换下拉框可分别显示中英文版，如下图所示：
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图 3.1-2 系统登陆界面
3.1.3 系统树的显示和使用
系统树主要包含了三个功能模块：
1）查询刷新功能：在输入框中，可以对数据采集点名称，或者终端地址进行模糊查询。
2）按终端类型显示结构：可以根据终端类型的选择来显示出树中包含的所属类型的终端以及上层的线路与部门。
3）树状结构的显示：能够把电力局→供电所（变电站）→线路→终端分层次的显示出来。一般绿色为终端正常上线，红色为终端掉线，黄色为终端刚刚掉线。
3.2 载波深化应用平台功能简介
一般操作步骤如上顺序执行，首先进入系统管理模块创建单位，登录用户名并进行权限的分配；然后在运行维护中创建各种档案信息（线路，台区、终端、电表），并把表档案下发到终端里面或者对终端下发一些控制命令；再次进入到数据采集模块中可以通过配置任务或者直接抄读的方式抄读终端电表数据；最后在综合应用中（包含费控，线损统计）和统计查询中（包含日数据、曲线数据）查询出召测回的数据，以及通过数据计算统计出结果，并用一些图表进行展示。
3.2.1 系统管理
本部分主要是对主站系统创建访问用户、对访问用户指定为不同的角色和分配不同的访问权限、对系统中显示的编码值的配置、参数的配置和开发模块的配置以及系统的相关维护。
●单位管理：用于创建系统中电力局下属的供电所和变电站档案。
●用户管理：用于创建登陆访问主站用户，可以创建到各个供电所下面，这样用户就只能访问到该供电所的相关模块信息。
●权限管理：为用户分配不同的权限功能，这样就限定了用户只能访问一个特定的模块，或者只能操作一个模块的特定功能。如：对一个用户开通了实时抄读模块的查看功能，那么他只能看到该模块，不能进行召测功能。
●角色管理：为用户分配一个角色，例如有管理员角色，局领导角色。管理员角色可以对整个主站功能进行管理，而局领导角色只能查看想关注的一些报表功能。
●编码管理：程序中一些编码字段的维护，这些字段即方便开发又便于页面显示。如终端类型，在创建采集点档案的时候进行选择的字段：专变、公变、采集、变电站。需要在这部分进行维护。
●模块管理：为系统配置要显示的模块，或者屏蔽一些不需要开放的模块。
●系统参数管理：该模块便于系统开发和系统运行程序的配置，例如系统中一些电压，电流阈值的设定，电表跳闸阀控密码的设定等。
●系统维护：包括修改系统密码，为主页添加快捷菜单，下载系统帮助文档等功能。
3.2.2 运行维护
该模块主要是用于创建系统中档案信息；对终端进行设置、读取等操作；鼎信终端所特有的一些功能使用和展示；系统访问日志文件以及配置系统运行任务。
●档案管理：用于创建系统的档案信息。
包括：线路管理、台区管理、电表管理。
●终端参数管理：用于主站对集中器读取下发相关参数，以及对集中器中表档案进行管理。
包括：终端参数管理、终端电表档案管理、重点表管理、终端参数批量管理、终端搜表、电表相位读取。
●系统维护：对系统运行任务（比如计算终端上线任务，计算电量任务）进行管理；访问TOMCAT服务日志；系统操作访问日志统计。
包括：后台任务管理、模板管理、系统日志文件、终端操作日志、系统访问日志、系统详细日志。
3.2.3 数据采集
该模块主要通过配置任务或者手动实时召测电表数据，然后通过抄读回的数据分析成功率或者异常信息。
●采集任务管理：可以让系统自动运行配置任务来定期抄读配置的数据项或者手动执行补抄相关数据。
包括：自动采集任务、手动采集任务。
●采集结果分析：对抄读回来的数据进行结果分析，统计出成功和失败的数据。
包括：采集成功率统计、采集抄通率统计、电表示值维护、电表异常信息统计、台区采集成功率、终端异常信息统计。
●实时通信：对终端电表数据项的读取和配置；对终端电表数据直接下发命令进行抄读。
包括：电表数据读取、配置、电表参数批量管理、数据召测。
3.2.4 综合运用
在该模块中，主要是对主站相关功能模块的介绍包括费控管理，线损计算分析等。
●线损分析：通过召测回来的数据对线损进行分析与展示，其中还包括鼎信特有的分相线损功能。
●包括：台区线损、线路线损、自定义线路、台区日线损报表、线路日线损报表、分相线损。
4 结束语
载波深化应用体系的建立与完善
根据网公司“十三五”改革发展重点工作部署，结合‘广东电网2018年率先实现低压集抄全覆盖’、‘加快“三个一片”建设’的要求，要全面实现营销服务转型，提升营销装备水平。
自动搜表技术，以低压电力线为通信介质，配合特定集中器及载波芯片程序，实现自动搜表可以准确梳理现场台区户变关系，识别台区新增用户、负荷切割用户，减少现场档案排查的工作量；自动台区区分技术，基于低压电力线载波通讯技术，在抄表过程中实现跨台区电能表的信息上报，实现台区档案的区分，利用台区区分技术，可给出准确可靠的电能表台区归属，区分台区的户变对应关系；瞬时冻结技术，可对电能表电压、电流等数据项精准的同一时刻点瞬时数据抄读，实现对台区末端电压监测、台区负荷监测等的需求；精确对时技术，能够确保采集主站可以采集到同一时刻的电能表数据，在电网质量监测、线损治理方面都具有深远的意义；分相管理技术，可优先区分电能表的相位，分相治理线路线损，降低整个台区线损治理的难度，为台区负荷调整提供参考。
载波深化应用系统的提出，从根本上面对台区档案混乱等现状，能实时、高效、准确的对台区档案进行区分，并主动上报给计量自动化系统载波深化应用主站，有效解决因低压供电台区变压器负荷切换、现场换表、台区改造等原因引起的集中器、计量自动化系统档案无法及时更新的问题。实现割线、负荷切换过程的现场问题早发现、准确解决，台区基础档案维护智能化，提高抄表成功率。为其他后续深化应用服务提供稳定的基础数据，为台区智能化管理、运行和推广积累宝贵经验。
参考文献：
[1]李博. 基于载波技术的用电信息采集系统应用研究[D].大连理工大学，2014.
[2]冯际辉. 智能用电技术的应用研究[D].华北电力大学，2012.
[3]吴新玲，田传波. 探究宽带电力载波技术在智能用电系统的应用[A]. 中国电力科学研究院.2017智能电网发展研讨会论文集[C].中国电力科学研究院：北京市海淀区太极计算机培训中心，2017：4.