一種基于以太網的電能量計費系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于控制領域，涉及一種基于以太網的電能量計費系統。
【背景技術】
[0002]電能量計費系統是集電能數據自動采集、數據傳輸、計費結算、用電分析及用電監測于一體的自動化系統。電量采集與計量是電力市場的基礎，它直接關系到交易各方的利益，是電網推行商業化運營和管理，電力走向市場的技術保障之一。傳統的電能量計費系統，一般由電能量表采集數據，通過RS485等串接口方式與電能量采集器進行數據通信。電能量采集器的數據則通過光纖、電力載波等通信方式上傳給主站相應的通信工作站。但這些信道的通信規約五花八門，不同廠家生產的電能量采集器也各不相同。
[0003]國內發電廠或變電所現行的電能量計費系統普遍采用由電能量表采集數據，通過RS485等串接口方式與電能量采集器進行數據通信，數據在電能量采集器轉儲后，上傳調度端。這種傳統結構模式雖然簡單直觀，但結構上卻存在著先天性的缺陷，尤其是擴建工程工作帶來很多困難。主要表現在以下方面:(1)傳統結構模式中，無論電能量表布置的多么分散，相互間距離有多遠，最終都得與唯一的電能量采集器相連。而一座電廠和變電所的電表往往布置在不同的幾個區域，尤其是多臺機組和有多個等級升壓站的電廠和變電所的更是如此。因此在這種傳統結構模式中，電能量表的布置存在著很大的局限性。(2)傳統結構模式中，系統可連接電能量表數量的上限，取決于電能量采集器RS485接口的數量。如若一座電廠的電能量計費系統要增加新的電表，就必須要求電能量采集器有備用的RS485接口。因此這種結構模式的擴展性較差。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種基于以太網的電能量計費系統，系統擴展性良好，數據傳輸功能強大，可靠性高。改善電能量計費系統的底層通信結構型式。增強了電能量計費系統的可靠性和靈活性。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]包括有多個電能量表，每塊電能量表中內均含有一個單片機和一個網卡芯片，一路電能量表在第一臺網絡交換機上并聯；另一路電能量表在第二臺網絡交換機上并聯，第一臺網絡交換機與第二臺網絡交換機間使用光纖連接。
[0007]第一臺網絡交換機與電能量小主站連接，路由器與第一臺網絡交換機連接，路由器與調度進行通信。
[0008]電能量表、網絡交換機、電能量小主站和路由器組成的局域網采用以太網接口和協議。
[0009]本實用新型具有以下有益效果:
[0010]1、在結構上，此系統有著傳統模式不可比擬的網絡優勢，比如電能量表布置自由，可做到完全分散分布式，系統擴展性良好，數據傳輸功能強大等。
[0011]2、在經濟性上，比起傳統模式，僅需增加配置局域網的費用和電能量表的以太網功能費用，但卻省去了配置電能量采集器的費用。以太網還可以使用發電廠或變電所已有的以太網絡，例如NCS的以太網絡，免去重復性配置。
[0012]3、在可靠性上，基于以太網模式的電表是單獨與以太網連接，電表間相互沒有連線，可靠性較好。且如若需要，還可以將以太網布置成雙網冗余配置，這樣電能量計費系統的可靠性就大大增強。
【附圖說明】
[0013]圖1本實用新型基于以太網的完全分散分布式電廠電能量計費系統結構圖；
[0014]圖中，電能量表(Ml?M6)，單片機(PLC)，網卡芯片(RJ45)，第一臺網絡交換機(S1)，第二臺網絡交換機(S2)，光纖(0P)，電能量小主站(C)，路由器(R)，局域網(LAN)。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述:
[0016]參照附圖，一種基于以太網技術的完全分散分布式電能量計費系統，系統內每塊電能量表Ml?M6中內均含有一個單片機PLC和一個網卡芯片RJ45。A區域內的電能量表Ml?M3在第一臺網絡交換機S1上并聯;B區域內的電能量表M4?M6在第二臺網絡交換機S2上并聯。第一臺網絡交換機S1與第二臺網絡交換機S2間使用光纖0P連接。電能量小主站C與第一臺網絡交換機S1連接。路由器R與第一臺網絡交換機S1連接，路由器R與調度N進行通信。電能量表Ml?M6，網絡交換機S1、S2、電能量小主站C和路由器R組成的局域網LAN采用以太網型式。
[0017]—種底層基于以太網技術的電能量計費系統，此系統不使用傳統的電能量采集器，采用分散分布式布置，不同區域間的網絡交換機采用光纖連接。系統內每塊電能量表中內嵌一個單片機系統和一個網卡芯片，電能量表均使用以太網接口和協議在網絡交換機上并聯接入局域網。電能量小主站作為維護終端使用以太網接口與網絡交換機連接，網絡交換機與路由器連接，使用互聯網與調度端通信。
[0018]從結構上講，此系統是集電能量表、遠程數據傳輸網絡、主站系統于一體，全面實現發、輸、配電網用戶電能數據的自動采集、分析與計費功能的自動化系統。具體在底層(電廠和變電所)我們考慮把傳統的電能量采集器的功能完全下放到電能量表中。電能量表中內嵌一個單片機系統和一個網卡芯片，可以完成分時計能(平期、峰期、谷期)，并對數據進行加工處理及分類存儲。電能量通過網絡接口連入局域網，并經過互聯網向安裝在電力公司的系統主站傳送所需數據及接受主站的控制命令。電能量之間通過局域網通信，局域網我們采取以太網的形式，可以方便地與互聯網連接，并保證數據傳輸的穩定性及實時性。設在電力公司的主站系統包括數據庫服務器、通信工作站、數據備份設備等。整個系統可通過互聯網與設在銀行的服務器連接，由銀行向各用戶自動完成轉帳收款、電費結算、打印收據等工作。
[0019]在電能量計費系統的底層結構上，使用TCP/IP協議直接將內嵌單片機的電能量表接入以太網，從而省去了電能量采集器這個環節，實現了完全分散分布式的電能數據采集和控制。電能量表采用16位的單片機加一塊網卡芯片，對簡化后的TCP/IP協議進行處理。為了保證電能量計費系統的穩定運行，我們只要保留HTTP協議、TCP協議、IP協議、Ping協議、C s M A / C D協議、A R P協議等幾個主要的子協議。電能量表計內選用集成以太網口的MC9S12NE64型或同功能單片機來實現電能量表與以太網連接，使其構成一個完整的終端接點。
【主權項】
1.一種基于以太網的電能量計費系統，其特征在于:包括有多個電能量表，每塊電能量表中內均含有一個單片機和一個網卡芯片，一路電能量表在第一臺網絡交換機上并聯;另一路電能量表在第二臺網絡交換機上并聯，第一臺網絡交換機與第二臺網絡交換機間使用光纖連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于以太網的電能量計費系統，包括有多個電能量表，每塊電能量表中內均含有一個單片機和一個網卡芯片，一路電能量表在第一臺網絡交換機上并聯；另一路電能量表在第二臺網絡交換機上并聯，第一臺網絡交換機與第二臺網絡交換機間使用光纖連接。電能量表中內嵌一個單片機系統和一個網卡芯片，對數據進行分加工處理及分類存儲。電能量表通過網絡接口連入以太局域網，并經過互聯網向安裝在電力公司的系統主站傳送所需數據及接受主站的控制命令。本實用新型擴展性良好，數據傳輸功能強大，可靠性高。改善電能量計費系統的底層通信結構型式。增強了電能量計費系統的可靠性和靈活性。
【IPC分類】G08C19/00, H04L29/08, H04L12/28
【公開號】CN205158621
【申請號】CN201520804610
【發明人】辛楊, 楊月紅, 唐艷茹, 孫進, 唐華, 高華, 汪洪諾
【申請人】中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年10月16日