基于微功率无线通信低压集抄系统技术规范广西讲解.docx

1、基于微功率无线通信低压集抄系统技术规范广西讲解广西电网有限责任公司技术规范前 言本标准对计量自动化基于微功率无线通信低压集中抄表系统的技术要求做出了规定，规范了低压集中抄表系统组网结构，抄表终端、电能表微功率无线通信模块及通信协议，是广西电网有限责任公司基于微功率无线通信低压集中抄表系统的终端、电能表招标采购、检验验收及质量监督等工作的技术依据。本标准由广西电网有限责任公司市场营销部归口。本标准由广西电网有限责任公司市场营销部提出并负责解释。本标准起草单位：广西电网有限责任公司电力科学研究院。本标准主要起草人：蒋雯倩、李刚、龙东、何艺、曾博、黄宗启、潘俊涛、陈俊、唐利涛广西电网有限责任公司基于

2、微功率无线通信低压电力用户集中抄表系统技术规范1 范围本部分描述了计量自动化基于微功率无线通信低压集中抄表系统的系统总体结构，规定了微功率无线抄表系统的术语和定义、基本概念、系统的结构体系、基本功能和性能指标，以及系统的开放性和数据操作流程本规范适用于广西电网有限责任公司计量自动化微功率无线通信低压集中抄表系统2 规范性引用文件 下列文件中，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB/T 9387.1-1998 信息技术 开放系统互连 基本参考模型 第1部分：基本模型GB/T 9387.2-1995信息处理系统 开放系统互连 基本参考模型 第2部分：安全体系结构GB/T 9387.3

3、-2008 信息技术 开放系统互连 基本模型 第3部分：命名与编址GB/T 9387.4-1996信息处理系统 开放系统互连 基本参考模型 第3部分：管理框架GB/T 17463 -1998 远动设备及系统 第4部分：性能要求GB/T 19882.1-2005 自动抄表系统 总则3 术语和定义3.1集中抄表终端 集中抄表终端是对低压用户用电信息进行采集的设备，包括集中器、采集器。集中器是指收集各采集器或电能表的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换的设备。采集器是用于采集多个或单个电能表的电能信息, 并可与集中器交换数据的设备。采集器依据功能可分为基本型采集器和简易型采集器。

4、基本型采集器抄收和暂存电能表数据，并根据集中器的命令将储存的数据上传给集中器。简易型采集器直接转发集中器与电能表间的命令和数据。3.2低压微功率无线抄表 在低压配电网内，使用微功率无线通信技术，对配网内的电能表计量数据进行非现场自动抄收，并将收到的的数据集中传送到远方主站。3.3主站 能通过远方通信网络收集无线集中器所采集的的电能信息和计量仪表的瞬时信息，并进行处理和管理的监控中心。3.4无线采集器 能通过RS-485通信方式或M-Bus通信方式收集多个用户电能表的计量数据，并将其以微功率无线通信方式传送到上一级设备（集中器）的装置简称为采集器3.5无线电能表能够以微功率无线为信道进行无线通信

5、从而实现数据交换的电能计量仪表3.6手持设备能够在现场与单台电能表、采集器、集中器或者主站进行数据交换的设备。手持设备也称手持装置3.7兼容性 在同一分布式应用中，两个或两以上设备能够一起工作的能力3.8共存性 不同制造商提供的两个或两个以上设备，在同一通信网路中相互独立地运行，或使用相同通信协议的部分或全部一起运行而不影响网络上其他设备的功能的能力3.9互连性 不同制造商提供的两个或两个以上设备，使用相同的通信协议和通信接口相互一起运行的能力。3.10协作性不同制造商提供的两个或两个以上设备，在拥有数据输入、数据输出和参数等数据类型的设备间支持设备参数传送的能力3.11互操作性 不同制造商提

6、供的两个或两个以上设备，在一个或多个分布式应用中一起工作的能力。设备的数据输入、数据输出、参数、它们的语义和设备间相关功能性的应用程序定义之后，如果其中任意一个设备被另一个制造商类似的设备所替换，除了动态响应可能会有不同外，包括被替换设备的所有分布式应用仍会替换前一样继续运行3.12数据完整性 指在信源和信宿之间的信息内容的不变性，它与有错报文残留概率（残留差错率）有前，包括有错报文残留概率和未发现的报文丢失概率。4 系统的体系结构集中器与系统主站的远程数据传输通信可采用专用光纤网络、无线公网(GPRS/ CDMA)、CATV等。集中抄表终端包括集中器和采集器两种设备：（1）集中器是指收集各采

7、集终端或电能表的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换的终端设备。集中器与系统主站之间的通信可供采用的数据传输通道有专用的光纤网络和GPRS/CDMA无线公网。（2）采集器是用于采集多个电能表电能信息, 并可与集中器交换数据的设备，采集器的基本功能是实现协助集中器完成对电能表数据的抄收。因此，居民用户的用电量信息的采集是由集中器、采集器、电能表以及各设备间的数传通信信道组成的数据采集网络实现。居民用户用电量信息采集网络如下图所示：图1 居民用电量信息采集网络示意图配变台区居民（含台区下单相和三相工商业用户）集中抄表本地数据采集网络有以下四种组网模式：无线信道的使用频率应有限选

8、用经无线委员会批准的当地符合控制装置使用的频率，使用其他频率的应经过有关无线电委员会批准。无线接收、发送单元的电性能应满足DLT533要求。采用微功率（短距离）无线电设备应符合电信主管部门的规定。5 系统的开放性要求在系统体系结构设计和功能实现各方面都做了充分考虑，以保证系统的可移植性、可伸缩性、互用性、网络连通性，从而保证系统的开放性。系统设计遵从相关的国际和工业标准，坚持可移植性原则，这样可以保证系统随时紧跟最新技术的发展。开放性使得电力公司IT环境下的应用集成更加容易。6 功能要求6.1系统功能系统主要功能包括系统数据采集、数据管理、控制、综合应用、运行维护管理、系统接口等，具体系统功能

9、见表1表1 系统功能配置表序号项 目备注1数据采集实时和当前数据必备功能历史日数据必备功能历史月数据必备功能事件记录必备功能2数据管理数据合理性检查必备功能数据计算、分析必备功能数据存储管理必备功能3控制功能功率定值控制必备功能电量定值控制必备功能费率定值制必备功能远方控制必备功能4综合应用自动抄表管理必备功能费控管理配合其他业务应用系统有序管理配合其他业务应用系统用电情况统计分析配合其他业务应用系统异常用电分析配合其他业务应用系统线损、变损分析配合其他业务应用系统增值服务配合其他业务应用系统5运行维护管理系统对时必备功能权限和密码管理必备功能终端管理必备功能档案管理配合其他业务应用系统通信管

10、理必备功能维护及故障记录必备功能报表管理必备功能6系统接口其他业务应用系统连接功能定义参考南网相关技术标准及规范6.2采集方式 主要采集方式有： a ）定时自动采集 按采集任务设定的时间间隔自动采集终端数据， 自动采集时间、 间隔、 内容、 对象可设置。 当定时自动数据采集失败时，主站应有自动及人工补采功能，保证数据的完整性。 b ）随机召测 根据实际需要随时人工召测数据。 如出现事件告警时， 随即召测与事件相关的重要数据， 供事件分析使用。 c ）主动上报在全双工通道和数据交换网络通道的数据传输中， 允许终端启动数据传输过程（简称为主动上报），将重要事件立即上报主站， 以及按定时发送任务设置

11、将数据定时上报主站。 主站应支持主动上报数据的采集和处理。 6.3增值服务 系统采用一定安全措施后，可以实现以下增值服务功能：系统具备通过 WEB 进行综合查询功能，满足业务需求。能够按照设定的操作权限，提供不同的数据页面信息及不同的数据查询范围。 WEB 信息发布，包括原始电能量数据、加工数据、参数数据、基于统计分析生成的各种电能量、线损分析、电能质量分析报表、统计图形（曲线、棒图、饼图）网页等。 系统应提供数据给相关支持系统， 实现通过手机短信、 语音提示等多种方式及时向用户发布用电信息、 缴费通知、 停电通知、 恢复供电等相关信息， 实现短信提醒、 信息发布等功能。 可支持网上售电服务，

12、 通过银电联网， 费控费数据与系统进行实时交换。 可以提供相关信息网上发布、 分布式能源的监控、智能用电设备的信息交互等扩展功能。 6.4系统对时系统具有与标准时钟对时的功能，并支持从其它系统获取标准时间。主站可以对系统内全部终端进行广播对时或批量对时，也可以对单个终端进行对时。主站可以对时钟误差的电能表进行远程校时。 无线抄表通信网的要求（1）集中器上的节点为主节点，采集器、电表节点为从节点，网络必须具备自动组织、自路由、自恢复、自愈合特性。（2）微功率无线网络节点数庞大维护困难，要求其软硬件必须具有鲁棒性和容错性。（3）微功率无线网络具备自动跳频的机制，各从节点归属的主节点可指定。（4）微

13、功率无线抄表选用470-510Hz频段。6.5费控管理费控投入调试查询费控购电信息，投入或解除购电控制，并提供操作记录。费控参数下发对于本地费控（负荷控制终端）的客户，终端根据客户费控情况按照预先设置的跳闸轮次，通过购电控制投入或购电控制解除命令进行控制对于远程费控的客户，主站向电能表下发遥控跳闸或允许合闸命令进行控制，同时提供操作记录用户余额查看召测用户终端剩余余额或电量并显示。费控执行对主站费控的客户，根据客户费控情况按照预先设置的跳闸轮次，通过费控投入或费控解除命令进行控制，同时提供操作记录。催费控制查询催费控制通知及停复电通知，根据欠费管理的要求，投入或解除催费告警、催费限电，并提供操

14、作记录。电价参数管理从营销业务应用系统获取用户电价信息，对需要下发的电价方案进行维护，能够进行增、删、改、查相关操作。同时能够对电价信息进行比对，下发的电价方案信息应与从营销业务应用系统获取的电价信息保持一致。电价参数下发能够利用远程通信信道对本地费控电能表下发电价参数，正常下发电能表能够给予确认，对于下发失败的电能表能够及时进行补发或者触发人工下发流程。能够按日期、供电单位等汇总电价参数下发情况。费控工况信息查询用户费控工况信息，并发布用户费控工况数据。费控情况统计对费控情况进行统计，查看费控用户数量，以及已消费金额，余额总数，终端工况等信息，导出或打印信息。接口管理管理用计量自动化采集系统

15、与外部系统之间的数据和业务交互过程。7、系统的性能要求7.1微功率无线通信单元 7.1.1工作频率和发/收电性能按照微功率（短距离）无线电设备管理暂行规定，推荐表 2的工作频率及收/发电性能。表2 工作频率和收/发电性能工作频率MHz发射功率限值接收灵敏度47051050 mW误码率小于1%，优于-106dBm,通信速率10kbps7.1.2 微功率无线通信参数7.1.2.1 无线通信工作频段 上行使用微功率无线时，无线通信工作于470MHz510MHz，属于微功率免申请计量频段，无需额外授权费用或网络第三方支持。7.1.2.2 微功率无线通信方案 调制方式：GFSK。 数据速率：10kbps

16、。 ERP有效发射功率：17dBm。 接收灵敏度：-106dBm(10kbps)。7.1.2.3 频道组划分 微功率无线工作在33个频道组，每个频道组2个频点，频点定义如表5所示。 表5 工作频率表信道组号信道0（MHZ）信道1(MHZ)信道组号信道0（MHZ）信道1（MHZ）0476.3484.717474.7482.51471.5479.318474.9482.72471.7479.519475.1482.93471.9479.720475.3483.14472.1479.921475.5483.35472.3480.122475.7483.56472.5480.323475.9483.7

17、7472.7480.524476.1483.98472.9480.725476.5484.19473.1480.926476.7484.310473.3481.127476.9484.511473.5481.328477.1484.912473.7481.529477.3485.113473.9481.730477.5485.314474.1481.931477.7485.515474.3482.132477.9485.716474.5482.37.1.3 杂散发射最大功率发射时杂散辐射限值：频率范围30MHz1GHz时-36dBm，频率范围1GHz5GHz时-30dBm；待机或空闲状态的杂散

18、辐射限值：频率范围30MHz5GHz时-47dBm。8系统技术指标8.1 系统可靠性系统（或设备）可靠性是指系统（或设备）在规定的条件和规定的时段内完成预定功能的能力，一般用“平均无故障工作时间MTBF”的小时数表示。系统可靠性MTBF用于考核可修复系统的可靠性，它取决于系统设备和软件的可靠性以及系统结构。 （1）式中：T（t） 系统工作时间（从开始正常运行到考核结束时系统正常运行的累积间隔时间），h； r 考核时间内故障数，次。为易于验证，仅规定电能信息采集终端的MTBF，MTBF2104h。8.2 系统可用性系统可用性A可由下列公式计算： （2）不工作时间包括故障检修和预防性检修的时间和。

19、系统可用性以运行和检修记录提供的统计资料为依据进行计算。记录所覆盖的时限应不少于6个月，并应从第一次故障消失并恢复工作时起算。一般统计年可用率，并按主站年可用率和终端年可用率分别统计，如下式计算： （3） （4）主站的年可用率应不小于99.9，终端的年可用率应不小于99.5%。8.3 数据完整性数据完整性是指在信源和信宿之间的信息内容的不变性。它与有错报文残留概率（残留差错率）有关，包括有错报文残留概率和未发现的报文丢失概率。数据完整性分级规定有错报文残留率的上限值，它取决于由信源到信宿的整个传输信道上的比特差错率。GB/T 174631998给出了数据完整性分级和在比特差错率P=104的条件

20、下的残留差错率R，见表 3。电能信息采集系统属于循环更新系统，错误信息易于发现和纠正，可选择级别I1，而遥控命令可选择级别I3。提高数据完整性的措施有：传输信号质量的监视；采用高冗余度的传输编码（检错、纠错编码）；功能很强的差错捡出设备；控制命令采用选择和执行的命令步骤；同一信息的重复传输等。 表3 数据完整性分级数据完整性级别残留差错率R未检出差错的平均时间aTI11061dI2101026aI31014260 000aa R和T计算的条件是传输100bit的报文块，传输速率1200bit/s，信道比特差错率p10-4。8.4 响应时间8.4.1 信息传输响应时间响应时间一般指系统从发送站发

21、送信息（或命令）到接收站最终信息显示或命令执行响应所需的时间。它是信息采集时间、信息传递时间、发送站处理时间和接收站处理时间的总和。各种类型信息的响应时间要求：a）遥控操作响应时间5s；b）重要信息（如重要状态信息及总功率和电能量）巡检响应时间15min；c）常规数据召测和设置响应时间（指主站发送召测命令到主站显示数据的时间） 15s；d）历史数据召测响应时间（指主站发送召测命令到主站显示数据的时间）30s； e）用户事件响应时间30min。8.4.2数据库查询响应时间a）常规数据查询响应时间5s；b）模糊查询响应时间15s。8.5 数据采集成功率8.5.1 一次数据采集成功率一次数据采集成功

22、率指在特定时刻对系统内指定数据采集点集合（如不同类型用户）的特定数据（如总功率和电能量）一次采集的成功率。 （5）8.5.2 周期数据采集成功率周期数据采集成功率指在指定时间段内（如1d）按系统日常运行设定的周期采集系统内数据采集点数据的采集成功率。 （6）系统数据采集成功率可作为系统数据传输稳定性考核指标，数据采集成功率可根据不同终端和数据类型分类统计。系统数据采集成功率可综合系统规模、通信信道类型分成表4所列等级。 表4 系统数据采集成功率分级数据采集成功率等级一次采集成功率周期采集成功率C199%100%C297%99.5%C395%99%C490%98%附件1广西电网有限责任公司低压集

23、中抄表系统上行通信协议微功率无线扩展协议5.9 居民集抄设置参数（AFN=84H）F19：设置无线通信参数数据单元格式见表83：表83无线通信参数数据单元格式数据内容数据格式字 节 数无线信道组BIN1无线网络发射功率BIN1a） 无线信道组：063，64253：保留，254：自动选择，255：保持不变。b） 无线网络发射功率：00：最高发射功率，01：次高发射功率，02：次低发射功率，03：最低发射功率，04254：保留，255：保持不变。5.10 居民集抄控制命令（AFN=85H）F50: 启动网络维护进程无数据内容。该命令主要用于控制集中器向集中器主模块发起“网络维护命令”。与1376.

24、2协议“启动网络维护进程”命令对应！5.1.2 居民集抄请求1类数据（AFN=8CH）F171查询微功率无线从节点（网络）信息数据内容数据格式字节数从节点总数量BIN2本次应答的从节点数量nBIN1从节点1地址BCD6从节点1信息BS2从节点1软件版本信息BIN3从节点n地址BCD6从节点n信息BS2从节点n软件版本信息BIN3备注：软件版本信息占3个字节长度，其中高1个字节为bootloader程序版本，低2个字节为应用程序版本。节点信息：D7D6D5D4D3D2D1D0侦听信号品质中继级别D15D14D13D12D11D10D9D8备用通信协议类型相位相位：D8、D9、D10置“1”依次表

25、示第1、2、3相。通信协议类型：00H透明传输；01HDL/T645-1997；02HDL/T645-2007；03H-07H保留。F172查询微功率无线节点台区信息数据内容数据格式字节数从节点总数量BIN2本次应答的从节点数量nBIN1从节点1地址BCD6从节点1台区号BCD2从节点1台区信息BS1从节点n地址BCD6从节点n台区号BCD2从节点n台区信息BS1备注：从节点台区号为2字节；台区信息：D7D6D5D4D3D2D1D0保留相位相位：2bit，其中0：未知；1：A相；2：B相；3：C相。F173查询微主节点运行状态数据内容格式字节数运行状态字BIN1从节点总数BIN2已抄从节点数量

26、（在网节点总数）BIN2中继抄到从节点数量（故障节点总数）BIN2工作开关BIN1通信速率BIN2第1相中继级别BIN1第2相中继级别BIN1第3相中继级别BIN1第1相工作步骤BIN1第2相工作步骤BIN1第3相工作步骤BIN1运行状态字：D7D6D5D4D3D2D1D0纠错编码备用上报事件标志1为有从节点上报事件0为无从节点上报事件工作标志1为正在工作0为停止工作路由完成标志1为路由学习完成0为未完成附件2广西电网有限责任公司基于南网2013标准上行通信协议微功率无线扩展协议A.19微功率无线参数表A.19微功率无线参数数据标识编码数据格式字节数单位功能数据标识名称DI3DI2DI1DI0

27、读写FC000000 BIN，BIN22*BIN无线信道组无线信道组：063，64253：保留，254：自动选择，255：保持不变。BIN无线网络发射功率无线网络发射功率：00：最高发射功率，01：次高发射功率，02：次低发射功率，03：最低发射功率，04254：保留，255：保持不变。FC000001NN1*00 启动网络维护进程199 备用C.1终端特有数据格式定义见表C. 1：表C.1终端特有数据定义数据标识编码数据格式字节数单位功能数据标识名称DI3DI2DI1DI0读写FC800001BINNNNNNNNNNNNNBSBINBIN.NNNNNNNNNNNNBSBINBIN26223*微功率无线/双模异构/载波从节点（网络）信息BIN 在线从节点数量 2字节NNNNNNNNNNNN 从节点1地址 6字节BS 从节点1信息 2字节D7D6D5D4D3D2D1D0侦听信号品质中继级别D15D14D13D12D11D10D9D8通信协议类相位BIN从节点1软件版本信息 3字节软件版本信息占3个字节长度，其中高1个字节为bootloader程序版本，低2个字节为应用程序版本。NNNNNNNNNNNN 从节点1地址 6字节BS 从节点n信息BIN从节点n软件版本信息FC800002