串口通信網口通信和光纖通信混合採集的電能量採集終端的製作方法

2023-05-28 01:20:11 1

本實用新型涉及配電網中的電能量採集終端領域，尤其涉及各式樣電能表混合使用的配電網電能量採集終端領域。

背景技術：

在配電網中，電能量採集終端採用各種通信通道，完成電能表數據的採集、存儲和遠方數據的傳送。伴隨著新一代數位化變電站和智能電廠的發展，出現了一大批乙太網口，光口為主的配網組網設備，在電錶領域也相繼出現了國電南自、威勝、北京煜邦等新一代數位化電能表，相應的數位化電能量採集終端應運而生，各級電網以及各種用戶對電能量採集終端設備能否滿足複雜的現場運行環境，以及成本，現場安裝，易維護性，調試的可操作性，可擴展性等方面的要求也越來越高。

電能量採集終端是系統的重要環節，它的技術性能直接影響到系統的運行水平。在實際應用中，由於現場施工環境的複雜性，終端的實現方式各有差異。這就對企業生產製造，各級電網以及各種用戶的維護擴展提出了更高的要求。

但是，目前的電能量採集終端對下行各式樣電能表數據採集功能的易維護性和可擴展性存在一定的不足。為了滿足複雜的現場運行環境，提高電能量採集的易維護性和可擴展性，一種串口通信、網口通信和光纖通信混合採集的新型電能量採集終端應運而生。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的是為了克服現有技術中的電能量採集終端面對現場複雜的運行環境，可擴展性以及易維護性存在一定的不足，提供一種串口通信、網口通信和光纖通信混合採集的新型電能量採集終端。

本實用新型的技術解決方案是重新對電能量採集終端進行了升級改造，使電能量採集終端能夠實現對各式樣電能表採集和通訊。

本實用新型採用的技術方案為：一種串口通信、網口通信和光纖通信混合採集的新型電能量採集終端，其特徵在於，它包括：

串口通信接入模塊，接入串口通信電能表，所用的通信協議包括DL/T645-2007通信協議和DL/T645-1997通信協議，和外部電能表連接形式採用星形總線方式；

光口通信接入模塊，接入光纖通信電能表,以及IEC618500-9標準規範下的數位化計量設備；

網口通信接入模塊，接入網口通信電能表，用於接收基於IEC61850-9的數位化多功能電能表乙太網雙絞線數字量信號輸出，在IEC618500-9標準規範下的數位化變電站採用基於IEC61850-9的數位化電能表，以及基於IEC618500-9標準規範下的計量設備，接入數據處理模塊；

電能量處理模塊，實現對接收到來自所述串口通信接入模塊、光口通信接入模塊、網口通信接入模塊的電量數據幀的分析，分類存儲；

人機互動模塊，與所述電能量處理模塊相連，實現人機互動；

串口接口模塊，與所述電能量處理模塊相連，實現電量數據以串口接口方式上送；

網口接口模塊，與所述電能量處理模塊相連，實現電量數據以網口接口方式上送；

MODEN接口模塊，即數據機的電話接口，與所述電能量處理模塊相連，實現電量數據以MODEN接口方式上送；

光口接口模塊，與所述電能量處理模塊相連，實現電量數據以光口接口方式上送。

所述電能量處理模塊是一臺以SCM.6456模板為核心的CPU板，擴展一塊多功能擴展基板構成的X86嵌入式工業計算機。

所述串口接口模塊，和主站或者後臺連接形式採用RS-232方式，基於IEC60870-5-102規約；

所述網口接口模塊，和主站或者後臺連接形式為乙太網100Base-T4接口，採用器件為RJ45水晶頭和雙絞線製作的網口，發送或者接收依據IEC60870-5-102協議傳輸的數據報文幀；

所述光口接口模塊，和主站或者後臺連接形式為ST型100M光纖乙太網埠，發送或者接收電能表依據IEC 61850協議傳輸的數據報文幀。

有益效果：本實用新型提高了電能量採集終端的易維護性，可擴展性，控制成本，調試的可操作性，能夠滿足各種各樣的現場運行環境，使得電能量採集終端在功能、性能及通訊等方面有了很大的提高。它為電能量採集終端的建設和發展提供了技術支持，為電能量採集終端的完善和技術進步提供了幫助，保證了自動化系統的統一管理、可靠運行、易擴展、易維護。一種串口通信、網口通信和光纖通信混合採集的新型電能量採集終端的各種新技術應用，為電能量採集終端未來的發展積累技術和經驗。

附圖說明

為了更清楚的說明本實用新型專利和相關的技術方案，下面將對本申請描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例。

圖1為本實用新型的一種串口通信、網口通信和光纖通信混合採集的新型電能量採集終端的結構示意圖。

圖2為傳統電能量採集終端的傳統變電站電能量計費系統圖。

圖3為本實用新型的配置新型電能量採集終端的新型變電站電能量計費系統圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型中的附圖，對本實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型的保護範圍。

本實施例的串口通信、網口通信和光口通信混合採集的新型電能量採集終端可由電子式電能表、數位化電能表、網口式電能表任意組合接入，此新型電能量採集終端，從而滿足特殊的應用場合，該新型電能量採集終端不同於目前電能量採集終端，傳統電能量採集終端僅能單純的接入串口通訊的電能表，也即僅支持DL/T-1997和DL/T-2007通訊規約。綜上所述，該電能量採集終端是一種功能綜合性新型電能量採集終端，既適用於傳統的電廠或變電站，又適用於新一代的數位化變電站或智能電廠，更適用於適應各式樣電能表混合使用的變電站或電廠，迴避了目前混合計量使用情況下，必須加裝網口轉串口、光口轉網口、光口轉網口裝置的現狀，節約了建設投資，具有較好的工程實踐價值。

傳統電能量遠方終端(ERTU)是電能量計量計費系統的核心設備之一，它與下位設備的通訊連接大多採用外部連接形式採用RS-485通訊方式，示意圖如圖2所示。

一種串口通信、網口通信和光口通信混合採集的新型電能量採集終端(ERTU)是電能量計量計費系統的核心設備之一，它與上下位設備的通訊連接示意圖如圖3所示。

圖1為本實用新型的一種串口通信、網口通信和光纖通信混合採集的新型電能量採集終端的模塊結構示意圖，如圖所示：一種串口通信、網口通信和光纖通信混合採集的新型電能量採集終端的模塊結構示意圖包括串口通信接入模塊，接入串口通信電能表，所用的通信協議包括DL/T645-2007通信協議和DL/T645-1997通信協議，和外部電能表連接形式採用星形總線方式；光口通信接入模塊，接入光纖通信電能表,以及其他IEC618500-9標準規範下的數位化計量設備；前端網口通訊接入模塊，用於接收基於IEC61850-9的數位化多功能電能表乙太網雙絞線數字量信號輸出，在IEC618500-9標準規範下的數位化變電站多採用基於IEC61850-9的數位化電能表，以及其他基於IEC618500-9標準規範下的計量設備，接入數據處理模塊；電能量處理模塊，實現對接收到的電量數據幀的分析，分類存儲；人機互動模塊，實現人機互動；串口接口模塊，實現電量數據以串口方式上送；網口接口模塊，實現電量數據以網口方式上送；MODEN接口模塊，即數據機的電話接口，實現電量數據以MODEN接口方式上送；光口接口模塊，實現電量數據以光口接口模塊上送。

前端串口通信接入模塊，用於接收傳統的電子式電能表模擬量信號輸出，傳統的電子式電能表採用DL/T-1997和DL/T-2007通訊規約等以及RS-485總線標準的通訊方式接入採用LPC2366晶片和8bitADC器件的串口數據處理模塊；

前端網口通訊接入模塊，用於接收基於IEC61850-9的數位化多功能電能表乙太網雙絞線數字量信號輸出，在IEC618500-9標準規範下的數位化變電站多採用基於IEC61850-9的數位化電能表，以及其他基於IEC618500-9標準規範下的計量設備，接入數據處理模塊；

前端光口口通訊接入模塊，用於接收基於IEC61850-9的數位化多功能電能表光纖通信模擬量信號輸出，在IEC618500-9標準規範下的數位化變電站多採用基於IEC61850-9的數位化電能表，以及其他基於IEC618500-9標準規範下的計量設備，接入數據採集模塊；

電力電量數據處理模塊，用於數位訊號數據採集模塊和模擬信號數據採集模塊以串行IO口線的方式發出的信號，電力電量數據處理模塊對採集到的數據進行數據分析，以及對採集到的數據進行分類存儲在4M～2G字節工業級FlashDisk。

人機互動模塊由顯示屏、鍵盤、系統運行指示燈組成。支持中/英文、字符和圖形顯示。支持26個英文字符大、小寫和0～9數字的輸入。

顯示屏：冷陰極背光320x240點陣液晶顯示屏。

鍵盤：一共23個按鍵，其中18個按鍵的小鍵盤用於實現輸入英文字符、數字，方向控制(上、下、左、右)，確認，取消，開顯示等諸多操作。5個快捷功能鍵用來實現快捷操作。

所述前端串口通信接入模塊，和外部連接形式採用RS-485或者RS-232方式。

所述前端網口通信接入模塊，和外部連接形式為乙太網100Base-T4接口，採用器件為RJ45水晶頭和雙絞線製作的網口，可接收電能表依據IEC 61850協議傳輸的數據報文幀。

所述前端光口口通信接入模塊，和外部連接形式為ST型100M光纖乙太網埠，採用器件為HFBR5803，可接收電能表依據IEC 61850協議傳輸的數據報文幀。

串口通信、網口通信和光口通信混合採集的數據包括：電壓數據、電流數據、有功功率數據、無功功率數據、正向有功數據、正向無功數據、反向有功數據、反向無功數據、電能累積量數據和/或時間數據。

所述電能量處理模塊，它的硬體本質上是一臺以SCM.6456模板為核心的CPU板，擴展一塊多功能擴展基板構成的X86嵌入式工業計算機。它和裝置的軟體一起用於實現電能量遠方終端所需求的各項功能。其中：

a.CPU板。CPU板採用了SCM.6456系統核心模板。該板上集成有32M內存、DOC2000固態盤等。

b.多功能擴展基板。它是本文以SCM.6456系統核心模板為基礎設計的一塊多功能擴展模塊，其主要用於擴展串行通信、薄膜鍵盤、液晶顯示器和撥號MODEM等功能。

所述串口接口模塊，和主站或者後臺連接形式採用RS-232方式，基於IEC60870-5-102規約。

所述網口接口模塊，和主站或者後臺連接形式為乙太網100Base-T4接口，採用器件為RJ45水晶頭和雙絞線製作的網口，可發送或者接收依據IEC60870-5-102協議傳輸的數據報文幀。

所述光口接口模塊，和主站或者後臺連接形式為ST型100M光纖乙太網埠，可發送或者接收電能表依據IEC 61850協議傳輸的數據報文幀。

以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更改或修飾進行等同變化的等效實施例，但該等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的權利保護範圍內。