[发明专利]一种居民小区的电能计量系统

说明书

本发明涉及一种居民小区的电能计量系统，包含集中控制器和各电能计量表，采用电力线通信方法，向电网周波电压过0区特定点发送宽脉冲信号产生突变电流，作为信号的位取值，集中控制器接收各电能计量表采集的数据，不同变压器台区的集中控制器之间利用路灯电缆线路实现电力线半波通信，由提供电力线半波通信电源的变压器台区内的集中控制器汇总通信数据。

(一)技术领域：

本发明涉及一种居民小区的电能计量系统，包含集中控制器和各电能计量表，采用电力线通信方法，向电网周波电压过0区特定点发送宽脉冲信号产生突变电流，作为信号的位取值，集中控制器接收各电能计量表采集的数据，不同变压器台区的集中控制器之间利用路灯电缆线路实现电力线半波通信，由提供电力线半波通信电源的变压器台区内的集中控制器汇总通信数据。

(二)背景技术：

当前电力线通信主要指电力线载波通信和双向工频通信。电力线载波通信PLC利用现有电力线通过载波方式传输信号。但是配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，同时在三相电力线间传送又有很大信号损失，所以电力载波信号只能在一个配电变压器台区内传送，并且只能在单相电力线上传输。实际应用中，电力线空载时点对点载波信号可传输到几公里，但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米，因此目前电力线载波通信只应用在远程抄表上，还需配合其它通信手段。

双向工频通信TWACS利用在工频电压基波过零区加入调制信号，用这一区域的电压或电流波形的畸变信号携带信息。TWACS系统设备只存在于变电站和用户端。其中由变电站向用户端传输的通道为输出通道，利用电压波形的调制携带信息，由用户端向变电站传输的通道为输入通道，利用电流波形的变化传输信息。其收发信号均通过耦合变压器与电力网交联。

TW A CS信号的检测主要是基于时域差分技术，这些方法大都数据处理复杂，实时性差，设备成本高，需要采集多个周波大量的信号比较并分别进行A/D转换，再进行复杂计算，才能确定该信号位是“1”还是“0”，由于计算的严谨性，干扰信号会严重影响所检测信号的判定结果，因此原有方法很难在我国应用。

本发明设置时钟计时器和同步计时器，其同步计时器及周波信号的真假判定甄别参考本人2016年相关专利。

(三)发明内容：

电力线双向工频通信是当调制电路的可控硅在过零点前30°触发导通时,通过隔离变压器产生调制信号，使电网周波发生短路畸变，其输出调制信号的频率在200～600Hz范围变化，接收端通过对多组周波畸变信号的采集、A/D转换和一系列计算解调出有用信息。但是我国电力网采用中性点不接地或小电流接地系统，用电情况复杂，电力线双向工频通信在我国很难得到实际应用。

本发明涉及一种居民小区的电能计量系统，由采集用户电能信息的电能计量表、集中控制器、电力线通信组成。电能计量表采集各用电户的用电数据，通过电力线通信方法上传至集中控制器，不同变压器台区的两个集中控制器之间利用路灯电缆线路实现电力线半波通信，由提供电力线半波通信电源的变压器台区内的集中控制器汇总电能计量数据，电力线通信与电力线半波通信是两种完全不同的通信方式。

所述电力线通信是通过对电网周波电压设定的信号发送点和信号接收点的精确定位实现通信，在设定的信号发送点发送通信用正极或负极的一个矩形波宽脉冲从而产生突变电流，该突变电流在配电变压器的短路阻抗上引起一个电压降叠加于电网电压波形上，从而完成一次信号调制过程，接收端在电网周波电压设定的信号接收点解调信号；所述一个正极矩形波宽脉冲是指脉冲的高电平部分即从0到高再回到0。因为仅发送单个矩形波宽脉冲对电网影响很小，并且结构简单信号检出率高。系统的微控制器用STC15F2K60S，采用外部晶振，频率35MHz，通信程序用汇编语言编写，以减少通信指令占用时间。或采用其它型号高速微控制器。