(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111092487 A(43)申请公布日 2020.05.01
(21)申请号 201911237965.1(22)申请日 2019.12.06
(71)申请人 国网河北省电力有限公司电力科学
研究院
地址 050000 河北省石家庄市体育南大街
238号
申请人 国家电网有限公司
(72)发明人 王鸿玺 李飞 高波 武超飞
石振刚 李梦宇 李涵 张林浩 (74)专利代理机构 石家庄新世纪专利商标事务
所有限公司 13100
代理人 杨钦祥 董金国(51)Int.Cl.
H02J 13/00(2006.01)
权利要求书2页 说明书10页 附图6页
(54)发明名称
宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用
(57)摘要
本发明涉及宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用，包括基于宽带载波的低压用电设备电压监测方法、基于宽带载波的实时线路阻抗计算方法、基于宽带载波的台区识别方法、基于宽带载波的停电事件类型研判方法、基于宽带载
本发明可以广泛应用波的三相相序识别方法等；
于用电信息采集系统，用以提升用电采集数据应用质量，深入挖掘了数以千万计的智能电能表非计量功能应用空间，以及满足电网各专业日益增多的实时性、互动性业务需求。
CN 111092487 ACN 111092487 A
权 利 要 求 书
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1.宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用。
2.根据权利要求1所述的宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用，其特征在于其包括在低压用电设备电压监测上的应用，检测方法包括利用宽带载波过零检测方法，提取市电峰值变化信息特征，分析市电波动情况，以监测低压用电设备电压。
3.根据权利要求1所述的宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用，其特征在于其包括在实时线路阻抗计算上的应用，检测方法包括：
建立线路阻抗及负载等效模型，在轻负载时，UAC=IA×Z线路+ IA×Z负载其中，IA×Z负载=UA；
当计量点后负载发生变化，从轻负载切换到重负载，在变化时刻，交流电压源的输出保持不变，即
UA+IA×Z线路=UB+IB×Z线路因此Z线路=（UA-UB）/（IB-IA）。
4.根据权利要求1所述的宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用，其特征在于其包括在台区识别上的应用，具体方法为：
组网流程使用SNR方法进行快速评估，实现初期的快速入网以及台区归属识别；启动台区识别后CCO周期性的发送过零NTB信息，使得CCO或STA的过零NTB值能进行传递；
节点在本地进行过零 NTB 相似度分析并结合 SNR 数据计算得出所归属的台区，如果节点不在当前路由的档案中，则可自由离网并选择所识别的归属台区入网；如果在档案中，等待 CCO 查询台区识别结果；
CCO 查询节点台区识别结果，节点回复后，CCO 将结果上报集中器；组网阶段节点上电后进行监听，在监听期间统计每个网络的SNR值，优先向 SNR 最大的网络入网，如果失败，选择次大，以此类推。
5.根据权利要求1所述的宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用，其特征在于其包括在停电事件类型研判上的应用，所述停电事件类型包括整台区停电事件、台区断相停电事件以及台区分支停电事件。
6.根据权利要求5所述的宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用，其特征在于整台区停电事件的研判方法包括：
判断终端是否掉电，如果为否，则判断是否是收到户表停上电上报，若是则上报户表停电至主站，若否则重新判断终端是否掉电；
若判断终端掉电，则再判断是否等待超过30秒，若超过30秒则上报终端正常无效停电，判断结束；若没有超过30秒，则判断是否收到户表停上电上报，若为是则再判断是否超过5块，不足5块按最大块数，若超过5块则上报终端正常有效停电，判断结束；若不超过5块，则上报户表停电至主站。
7.根据权利要求5所述的宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用，其特征在于台区断相停电事件研判方法包括：
以台区为维度，结合终端断相事件、户表停电信息及其相位信息综合研判；
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主站接收到台区上报的第一条户表停电信息后开始计时，5分钟内若主站收到该台区同相位下10只或以上户表上报的停电事件，且该时间范围内同时收到终端断相事件，则主站判断该台区断相停电，并记录断相信息。
8.根据权利要求5所述的宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用，其特征在于台区分支停电事件的研判方法包括：
以台区为维度，结合终端断相事件、户表停电信息及其相位信息综合研判；主站接收到台区上报的第一条户表停电信息后开始计时，5分钟内若主站收到该台区同相位下10只或以上户表上报的停电事件，且该时间范围内未收到终端断相事件，则主站判断该台区分支停电，并记录分支信息。
9.根据权利要求1所述的宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用，其特征在于其包括在三相相序识别上的应用：
宽带载波通信模块配备过零检测电路，在正常入网、抄表过程中实现电能表相位的智能识别，集中器通过本地模块获取电能表相位信息，主站进行相关信息的召测。
10.根据权利要求9所述的宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用，其特征在于当三相表模块硬件上只具备单相过零检测电路时，以接过零电路的A相作为相位识别基准。
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说 明 书
宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用
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技术领域
[0001]本发明属于智能传感与智能终端领域，具体是宽带载波在智能电能表非计量 功能上的应用。
背景技术
[0002]宽带载波通信技术是一种高速电力线通信技术，电力线通信技术是利用电力 线作为通信介质进行数据传输的一种通信技术。由于电力线是最普及、覆盖范围 最为广阔的一种物理媒体，利用电力线传输数据信息，具有极大的便捷性，无需 重新布线，即可将所有与电力线相连接的电器组成一个通信网络，进行信息交互 和通信。这种方式实施简单、维护方便，可以有效降低运营成本、减少构建新的 通信网络的支出，因而已成为智能电网、能源管理、智慧家庭、光伏发电、电动 汽车充电等应用的主要通信手段。[0003]随着电网智能化水平的不断提高、管理精益化要求的突出，以及建设泛在电 力物联网总体规划的提出，对于已经实现“全覆盖、全采集”的智能电能表非计 量功能应用提出更高的要求，为营销、运检、调度等各专业提供更广泛的业务支 撑能力。发明内容
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种宽带载波在智能电能表非计量功能 上的应用，利用宽带载波通信技术实现丰富场景的智能电能表非计量功能应用， 为营销、运检、调度等各专业提供更广泛的业务支撑能力。[0005]本发明所采用的技术方案是：
[0006]宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用。[0007]进一步的，其包括在低压用电设备电压监测上的应用，检测方法包括利用宽 带载波过零检测方法，提取市电峰值变化信息特征，分析市电波动情况，以监测 低压用电设备电压。
[0008]进一步的，其包括在实时线路阻抗计算上的应用，检测方法包括：[0009]建立线路阻抗及负载等效模型，在轻负载时，[0010]UAC＝IA×Z线路+IA×Z负载[0011]其中，IA×Z负载＝UA；
[0012]当计量点后负载发生变化，从轻负载切换到重负载，在变化时刻，交流电压 源的输出保持不变，即
[0013]UA+IA×Z线路＝UB+IB×Z线路[0014]因此
[0015]Z线路＝(UA-UB)/(IB-IA)[0016]进一步的，其包括在台区识别上的应用，具体方法为[0017]组网流程使用SNR方法进行快速评估，实现初期的快速入网以及台区归属 识别；[0018]启动台区识别后CCO周期性的发送过零NTB信息，使得CCO或STA的过零 NTB值能进
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说 明 书
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行传递；
[0019]节点在本地进行过零NTB相似度分析并结合SNR数据计算得出所归属的 台区，如果节点不在当前路由的档案中，则可自由离网并选择所识别的归属台区 入网；如果在档案中，等待CCO查询台区识别结果；
[0020]CCO查询节点台区识别结果，节点回复后，CCO将结果上报集中器；组网 阶段节点上电后进行监听，在监听期间统计每个网络的SNR值，优先向SNR最 大的网络入网，如果失败，选择次大，以此类推。[0021]进一步的，其包括在停电事件类型研判上的应用，所述停电事件类型包括整 台区停电事件、台区断相停电事件以及台区分支停电事件。[0022]进一步的，整台区停电事件的研判方法包括：[0023]判断终端是否掉电，如果为否，则判断是否是收到户表停上电上报，若是则 上报户表停电至主站，若否则重新判断终端是否掉电；[0024]若判断终端掉电，则再判断是否等待超过30秒，若超过30秒则上报终端正 常无效停电，判断结束；若没有超过30秒，则判断是否收到户表停上电上报， 若为是则再判断是否超过5块，不足5块按最大块数，若超过5块则上报终端正 常有效停电，判断结束；若不超过5块，则上报户表停电至主站。
[0025]台区断相停电事件研判方法包括：[0026]以台区为维度，结合终端断相事件、户表停电信息及其相位信息综合研判；[0027]主站接收到台区上报的第一条户表停电信息后开始计时，5分钟内若主站收 到该台区同相位下10只或以上户表上报的停电事件，且该时间范围内同时收到 终端断相事件，则主站判断该台区断相停电，并记录断相信息。[0028]进一步的，台区分支停电事件的研判方法包括：[0029]以台区为维度，结合终端断相事件、户表停电信息及其相位信息综合研判；[0030]主站接收到台区上报的第一条户表停电信息后开始计时，5分钟内若主站收 到该台区同相位下10只或以上户表上报的停电事件，且该时间范围内未收到终 端断相事件，则主站判断该台区分支停电，并记录分支信息。[0031]进一步的，其包括在三相相序识别上的应用：[0032]宽带载波通信模块配备过零检测电路，在正常入网、抄表过程中实现电能表 相位的智能识别，集中器通过本地模块获取电能表相位信息，主站进行相关信息 的召测。[0033]进一步的，当三相表模块硬件上只具备单相过零检测电路时，以接过零电路 的A相作为相位识别基准。
[0034]本发明的积极效果为：[0035]1、经济效益明显
[0036]本发明可以广泛应用于用电信息采集系统，用以提升用电采集数据应用质量， 深入挖掘了数以千万计的智能电能表非计量功能应用空间，以及满足电网各专业 日益增多的实时性、互动性业务需求，同时又降低了由于各专业的对于用电数据 处理分析的资金、设备、人力投入，为“三型两网”建设节约成本。[0037]2、技术风险较低
[0038]通过对面向对象通信协议以及1376.2采集终端本地通信模块接口协议进行 相关
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功能扩展，即可满足理论需求。所得低压用电设备数据实时性高，数据处理 分析方法便捷、可靠，技术路线清晰，可行性高，并可以进行大规模推广。附图说明
[0039]图1为本发明线路阻抗及负载等效模型；[0040]图2为本发明线路阻抗计算简化模型；[0041]图3为本发明台区识别流程图；
[0042]图4为本发明整台区停电事件研判流程图；
[0043]图5为本发明台区分支停电事件或断相停电事件判断流程图；[0044]图6为本发明系统硬件设计原理框图；
[0045]图7为本发明电力线过零检测电路原理框图。
具体实施方式
[0046]本发明主要涉及宽带载波在智能电能表非计量功能上的应用，包括：[0047]a、利用宽带载波过零检测方法，提取市电峰值变化信息特征，从而可以进 一步分析市电波动情况，用于低压用电设备电压监测。[0048]b、提供一种分段线路阻抗等效计算模型，利用宽带载波高频特性，实现低 压台区实时线路阻抗计算。[0049]c、提供一种多特征值结合判别的台区识别方法，提取台区过零NTB与SNR 等特征信息量，有效提高台区识别准确率与识别效率。[0050]d、提供一种配网停电事件类型研判方法，支持整台区停电事件、台区分支 停电、台区断相、单户停电的识别与上报，为配网故障抢修提供精准定位。[0051]e、利用宽带载波过零同步传输技术以及三相并发技术，准确识别载波模块 (电能表)的供电相位，并通过上报电能表接线异常事件，辅助现场运维人员发 现电能表接线错误。
[0052]f、系统硬件设计，系统硬件构成主要由PLC处理单元、宽带载波通信单元、 计量单元、数据存储单元、过零检测单元等部分组成。其PLC处理单元负责设备 运行与数据处理等工作，载波通信单元负责宽带载波STA与路由设备宽带载波 CCO模块通信，计量单元负责数据测量与采集，数据存储单元负责计量数据、负 荷记录数据、事件记录数据等数据的存储，过零检测单元可实现实取用电设备工 频周期信息和相位信息，并额外提供市电峰值变化信息特征。
[0053]1.基于宽带载波的低压用电设备电压监测方法
[0054]1.1可反馈低压用电设备电压波动的过零点检测方法[0055]电力线过零检测电路在电力载波通讯、功率设备和家电接入切换等领域都有 广泛应用。GS1102是一款专用于过零检测电路的芯片，通过检测输入端电压， 当输入端电压小于阈值时，驱动光耦芯片，得到电力线过零检测信号，提供给应 用控制系统，当输入端电压大于阈值时，输出端呈现高阻态。
[0056]当前的过零点检测电路均只是检测交流市电的过零点，提供了工频周期信息 和相位信息。但是基于GS1102，可以实现额外提供市电峰值变化信息特征，从 而可以进一步
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分析市电波动情况，形成台区特征信息。[0057]1.2电压波动获取方法
[0058]当交流电的某个周期电压峰值发生变化，可以在过零点上产生向左或者向右 的偏移，当市电峰值变大，过零点会向右偏移，峰值电压变小，会向左偏移。通 过计算前后过零点的相对位置，可以得到相邻两个工频周期内电压波动信息。从 而可以用于电网用电质量、台区识别等应用。
[0059]2.基于宽带载波的实时线路阻抗计算方法[0060]2.1等效数学模型[0061]低压台区供电电源，线路阻抗及负载等效模型如附图1所示(其中虚线框可 以是电表)，图1中左半部分为轻负载时的等效图，图1中右半部分为重负载时 的等效图。[0062]UAC＝IA×Z线路+IA×Z负载；[0063]其中，IA×Z负载＝UA。[0064]如假设轻负载时，为上式。[0065]而当计量点后负载发生变化，从轻负载切换到重负载，在变化时刻，交流电 压源的输出保持不变，即
[0066]UA+IA×Z线路＝UB+IB×Z线路[0067]因此
[0068]Z线路＝(UA-UB)/(IB-IA)[0069]上述等式成立的前提，为前后两次电压电流采集时刻差均等于0，即同时刻 的电压和电流。
[0070]2.2应用举例[0071](1)假设某用户轻负载时电流IA＝0.5A，交流电压输出为220V，则：Z轻负 载＝440欧；[0072](2)假设重负载时电流IB＝22A，交流电压源保持220V输出，则：Z重负载 ＝10欧；[0073](3)假设高负载情况下线路损耗为1％，则：Z线路＝Z重负载×1％＝0.1欧。[0074]因此轻重负载时，计量点处电压分别是[0075]UA＝220V×440欧/(440+0.1)＝219.95V，UB＝220V×10欧/(10+0.1)＝217.82V， 实际电表电压采样精度0.1V(通信协议数据格式单位0.1V)，则UA＝220.0V， UB＝217.8V。[0076]通过电表电压、电流读值，计算出的线路阻抗为：
[0077]Z线路＝(UA-UB)/(IB-IA)＝2.2V/21.5A＝0.102欧。(根据瞬时量计算与实际 基本一致)
[0078]2.3线路阻抗计算简化模型[0079]低压台区走线可以简化为如附图2的模型，基于等效模型，可实现台区供电 线路分段阻抗计算，即在台区内同时采集U1，U2，U3，U4，I1，I2，I3，I4，假 设交流电压源输出为U0，依据拓扑关系各个分段线路阻抗如下：[0080]ZL1＝(U0-U1)/(I1+I2+I3+I4)[0081]ZL2＝(U1-U2)/(I2+I3+I4)[0082]ZL3＝(U2-U3)/(I3+I4)[0083]ZL4＝(U3-U4)/(I4)
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通过同时采集(或上报)电表内的U1/I1，U2/I2，U3/I3，U4/I4)，可以分段 计算阻
抗。
3.基于宽带载波的台区识别方法
[0086]宽带载波信号在多个台区间存在串扰的原因主要有两个，一是共零线导致， 二是空间耦合。邻居网络串扰信号强度通常要比本网络弱，利用这一特性，可以 优先的进行台区归属识别。利用不同变压器下用电负载不同而导致的工频零点 变化趋势不同的特性，通过收集过零NTB值并进行数据分析，CCO与STA工频 零点的变化趋势相关性最高的即拥有正确的隶属关系。SNR识别快速高效但有 些场景识别率偏低，过零NTB识别准确但耗费时间长，两者可取长补短有机的 结合在一起实现更准确的户变关系识别。识别流程如附图3所示。
[0087]3.1识别流程[0088](1)组网流程使用SNR方法进行快速评估，实现初期的快速入网以及台区 归属识别。[0089](2)启动台区识别后CCO周期性的发送过零NTB信息，使得CCO或STA 的过零NTB值能进行传递。[0090](3)节点在本地进行过零NTB相似度分析并结合SNR数据计算得出所归 属的台区。如果节点不在当前路由的档案中，则可自由离网并选择所识别的归 属台区入网；如果在档案中，等待CCO查询台区识别结果。[0091](4)CCO查询节点台区识别结果，节点回复后，CCO将结果上报集中器。 组网阶段节点上电后侦听一段时间，在监听期间统计每个网络的SNR值，优先 向SNR最大的网络入网。如果失败，选择次大，以此类推。[0092]3.2识别阶段[0093](1)集中器启动台区识别命令，CCO周期发送全网过零NTB告知信息。[0094](2)STA入网后根据SNR和NTB信息不断修正识别结果，确定自己所属 的真正台区。[0095](3)STA不在路由的白名单内，识别自己不属于当前入网台区时可离网并 选择自己所属台区入网；STA在路由的白名单内，识别自己所属台区后等待 CCO查询结果。[0096](4)CCO查询在网节点台区识别结果，STA上报识别结果。CCO判断识别 结果，如果识别完成，上报结果；如果未完成，间隔一段时间后查询。[0097](5)台区识别结束，CCO停止发送过零NTB信息。[0098]4.基于宽带载波的停电事件类型研判方法[0099]4.1停电事件上报原理
[0100]基于宽带载波通信的高速通信机制，电能表断电后通过从节点模块在规定的 时间内上报停电信息。
[0101]集中器主节点模块和电能表从节点模块均配备超级电容，超级电容容量不低 于10F/2.7V。通信模块采用12V直流供电，超级电容给通信模块供电时需要切 断充电回路。当载波模块电源低于12V时，仍由电能表供电。超级电容只向通信 模块供电，不向电能表反向供电。当停电发生时，通信模块在待机状态下，能够 维持供电时长为不低于60s。集中器断电后，备用电池应能继续维持供电，供电 时长应满足国网标准，确保能够接收主节点模块上报的信息，并上报电能表的停 电事件。
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4.2停电事件分类判断功能
[0103]支持以下停电事件类型的判断，并上报主站：整台区停电事件、台区分支停 电、台区断相、单户停电。
[0104]4.3停电事件类型研判规则[0105]4.3.1停电事件触发条件[0106](1)检测是否有工频过零信号；[0107](2)直流12V电压跌落；[0108](3)检测模块是否插入；[0109]“检测是否有工频过零信号”是检测停电的主要条件，如果连续3个工频周 期没有检测到过零信号和12V跌落到9.5V则判断为停电，但判断是电表停电还 是因误插拔引起的停电则还需要“检测模块是否插入”这一条件进行判断，只有 当模块满足以上条件，才产生停电事件。
[0110]4.3.2整台区停电事件[0111]终端自身停电事件定义：当供电电压低于终端正常工作临界电压(60％参比 电压)，产生终端停电事件(无效、正常)。[0112]整台区停电事件定义：当集中器产生终端自身停电事件后，30s内接收到本 台区上报的5条以上电表停电事件，及生成终端停电事件(有效、正常)。[0113]实现对台区停电状况的监测，需要以终端停电事件记录信息为基础，结合台 区内电能表掉电信息进行综合研判，判断规则描述参照2.1技术方案中停电功能 要求。台区停电综合研判，实现流程图如附图4，如果终端停电期间，一次性收 到的户表停电事件超过5块，也如数上报主站。
[0114]4.3.3台区断相停电事件[0115](1)断相phase failure，在三相供电系统中，当某相电压低于设定的断相 事件电压触发上限，同时该相电流小于设定的断相事件电流触发上限，且持续 时间大于设定的断相事件判定延时时间，此种工况称为断相。[0116]注1：三相三线情况下，电压用Vab和Vcb参与运算，不判断B相断相。[0117]注2：当“断相事件电压触发上限”设定为“0”时，表示“断相事件”不 启用。[0118](2)台区断相停电判断规则：以台区为维度，结合终端断相事件、户表停 电信息及其相位信息综合研判。主站接收到台区上报的第一条户表停电信息后开 始计时，5分钟内若主站收到该台区同相位下10只以上(含10只)户表上报的 停电事件，且该时间范围内同时收到终端断相事件，则主站判断该台区断相停电， 并记录断相信息。[0119](3)终端断相判断规则：当终端识别到断相后，应具备产生电能表断相事 件(3003)，并上报主站的能力。(参考《智能电能表企业标准宣贯材料》)[0120]4.3.4台区分支停电事件[0121]台区分支停电判断规则：以台区为维度，结合终端断相事件、户表停电信息 及其相位信息综合研判。主站接收到台区上报的第一条户表停电信息后开始计时， 5分钟内若主站收到该台区同相位下10只以上(含10只)户表上报的停电事件， 且该时间范围内未收到终端断相事件，则主站判断该台区分支停电，并记录分支 信息。[0122]台区分支停电/断相停电判断流程如附图5所示。
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4.3.5单户停电事件
[0124]1)配置事件采集方案，直接存储通知事件数据，如果未配置该方案则默认 存储事件，存储深度默认配置，上报标识为立即上报。[0125]2)路由上报掉电事件，终端根据事件采集方案存储掉电事件，存储条数依 赖于事件采集方案中的存储深度，存储事件为电能表掉电事件。[0126]3)终端存储掉电事件记录时，需要自己生成事件相关数据，事件记录序号 (顺序生成)，事件发生时间为路由上报时间，事件发生源为载波/微功率无线端 口，事件上报状态的通道为载波/微功率无线。
[0127]4)终端根据事件采集方案的上报标识确认是否需要上报，未配置时默认上 报。[0128]5)路由上报的掉电事件，终端不能根据事件采集方案的电能表集合进行过 滤筛选存储，而是存储所有掉电事件。
[0129]5.基于宽带载波的三相相序识别方法
[0130]采用过零同步传输技术以及三相并发技术，三相交流市电每个物理信道上的 时间基准相隔3.3ms，通过三相交流市电按照各自的时间基准并发载波信号，三 相信号在不同时间时隙里进行传输，载波模块根据各相过零时刻对比集中器命令 下发时刻，准确识别载波模块(电能表)的供电相位。[0131]5.1技术方案
[0132]主站可通过集中器主节点模块召测查询智能电能表的准确相位信息，针对支 持进行电能表接线异常进行判断的宽带载波方案，可在主站中显示电能表接线异 常信息。[0133]宽带载波通信模块配备过零检测电路，在正常入网、抄表过程中可实现电能 表相位的智能识别，集中器通过本地模块获取电能表相位信息，主站可进行相关 信息的召测。[0134]对于目前三相表模块硬件上只具备单相过零检测电路的设计方案，要求以A 相作为相位识别基准(A相接过零电路)。[0135]5.2通信协议扩展
[0136]5.2.1集中器与主站的698.45协议[0137]载波/微功率无线接口
[0138]
[0139]
节点相位信息单元
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[0140]
[0141][0142][0143]
5.2.2集中器本地通信模块接口协议(Q/GDW 1376.2)扩展10F31查询相线信息，下行报文数据单元格式：
数据内容 数据格式 字节数 节点起始序号 BIN 2 节点总数量n BIN 1
[0144]数据内容的含义说明如下：[0145]节点起始序号：集中器下发查询相线信息报文中首帧必须从1开始。[0146]节点数量n：集中器下发查询相线信息报文中查询的节点数量，主节点在第 一帧。上行帧中最大支持查询64个节点。[0147]注：这里的相线信息是指物理相线，而不是通信用的逻辑相位。[0148]10F31查询相线信息，上行报文数据单元格式：
[0149]
数据内容
节点总数量 节点起始序号
本次应答的节点数量n 数据格式
BIN BIN BIN
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字节数
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节点1地址 BIN
节点1相位信息 BIN …… …… 节点n地址 BIN 节点n相位信息 BIN 数据内容的含义说明如下：a)节点序号从1开始，其中1为主节点，后续为从节点。b)每次查询必须从序号1起始查询。c)节点相位信息如表所示：
[0154]
[0155]
D2～D0：相位信息，按位依次表示电表实际相位C相、B相、A相；置“1” 有效，置“0”
无效。
D3：电表类型，0表示单相表、1表示三相表。(主节点此项填0)
[0157]D4：接线异常，0表示从节点线路无异常或不支持识别功能，1H表示从节 点线路有异常。当电能表为单相供电时，表示零火线反接；当电能表为三相供电 时，表示三相表相序异常。
[0158]D7～D5：三相表相序类型，见下表
[0156]
D7 D6 D5 相序表示
0 0 0 ABC(正常相序) 0 0 1 ACB 0 1 0 BAC 0 1 1 BCA 1 0 0 CAB 1 0 1 CBA 1 1 0 保留 1 1 1 保留
[0160]主节点相位：D0-D2都置1。[0161]6.硬件设计
[0162]6.1系统硬件设计原理[0163]如附图6所示，系统硬件构成主要由PLC理单元、宽带载波通信单元、计 量单元、数据存储单元、过零检测单元等部分组成。其PLC处理单元负责设备运 行与数据处理等工作，载波通信单元负责宽带载波STA与路由设备宽带载波CCO 模块通信，计量单元负责数据测量与采集，数据存储单元负责计量数据、负荷记 录数据、事件记录数据等数据的存储，过零检测单元可实现实取用电设备工频周 期信息和相位信息，并额外提供市电峰值变化信息特征。
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说 明 书
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6.2过零检测电路设计原理
[0165]电力线过零检测电路在电力载波通讯、功率设备和家电接入切换等领域都有 广泛应用。GS1102是一款专用于过零检测电路的芯片，通过检测输入端电压， 当输入端电压小于阈值时，驱动光耦芯片，得到电力线过零检测信号，提供给应 用控制系统，当输入端电压大于阈值时，输出端呈现高阻态。芯片自身具有极 低的功耗，静态工作电流小于10uA，从而可将电能大部分用于驱动光耦，获得 较宽的过零检测脉冲，使系统更容易检测。芯片输入采用施密特触发器，输入低 电压VIL最低0.6V，输入高电压VIH最高2.5V，具有较高的检测精度，内部的迟 滞处理也使芯片可以更容易将电力线上的毛刺滤除，有效防止电力线上噪声导致 的错误过零检测信号。芯片内部集成了芯片和光耦供电所需电源的整流二极管， 输入端集成稳压二极管。只需外接一个电容即可由输入端为过零检测电路进行供 电，整体解决方案所需外围器件较少。[0166]如附图7所示，通过调节R5，可以在靠近过零点附近产生过零点信号，从 而可以提供交流电的工频周期和相位信息，但是因为R1-R5是分压关系，因此当 交流电的某个周期电压峰值发生变化，可以在过零点上产生向左或者向右的偏移， 当市电峰值变大，过零点会向右偏移，峰值电压变小，会向左偏移。通过计算前 后过零点的相对位置，可以得到相邻两个工频周期内电压波动信息。从而可以用 于电网用电质量、台区识别等应用。
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图1
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图3
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图6
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