9、费控业务解决方案20130310

费控业务通信解决方案背景费控业务应用需求费控业务解决方案结束语12433内容提要国家电网公司下发了《关于加快用电信息采集系统深化应用的意见》，对费控业务提出了以下总体工作目标：健全费控功能业务管理体系；智能电能表用户远程购电、远程停复电等费控功能实现率100%，费控业务应用率80%以上；费控业务执行正确率95%以上。背景远程费控本地费控费控费控业务是指根据测算规则从采集主站获取抄表数据进行电费测算，或者将购电信息、基准值、费率信息下发到智能表中;与用户实时缴费信息比较，计算剩余电费实现剩余电费测算，达到对客户进行用电控制的目的。费控业务概述预付费或远程购电远程下发缴费信息远程设置费控参数实时测算电费余额不足预警拉闸告警拉闸停电合闸复电本地费控预付费或远程购电远程集抄并测算预警催费通知下发拉闸停电命令下发合闸复电命令下发远程设置费控参数接收主站控制命令，并执行接收主站采集命令，并响应上报远程费控高可靠采集系统信息传输技术强实时

高安全支撑费控业务应用需求费控业务要求费控策略能够及时下发,并实时地对用户进行预警、停电或复电控制；避免因延误拉合闸或电费的不及时下发而造成的客户纠纷、投诉及舆情等情况发生；采集系统常用的本地通信技术有：互联互通微功率无线电力线窄带载波RS-485总线RS-485总线布线成本，前期安装和后期维护量比较大，在此不作对比论述。费控业务网络支撑技术业务类型数据类型应用模式响应时间数据完整性安全性实时费控费控指令基本应用费控指令响应时间<5s。残留差错率<10-14高高级应用费控指令响应时间<5s。残留差错率<10-14高远程阶梯电价下发基本应用实时数据召测响应时间<15s；实时数据采集成功率>95%。残留差错率<10-6较高高级应用实时数据召测响应时间<10s；实时数据采集成功率>99%残留差错率<10-14高实时费控性能要求通信方式通信速率bps开销（字节）中继（秒）一级二级三级四级五级六级七级载波11003016.9833.2249.4665.7081.9498.18114.4载波2330305.6610.5915.5020.4325.3530.2735.19载波3500303.997.2410.4913.7416.9820.2323.48微功率无线10K1001.021.291.571.842.122.392.67各厂家实时性比较以安全身份认证指令（下发90字节，上报53字节）为例安全身份认证是实时数据查询业务流程的第一步,由上表可知:载波1和载波2一级路由就无法满足要求;

载波3在二级路由无法满足要求;

微功率无线一级路由至七级路由都满足了实时性要求。通信实时性比较1000台电表阶梯电价下发时间对比：互联互通微功率无线(一级路由)1台：1.02*13=13.26秒10台：10*13.26=132.6秒=2.21分钟1000台：100*2.21=221分钟=3.7小时窄带电力载波(一级路由)10台：所需时间为42.9分钟（数据来源于国网资料）1000台：100*42.9=715小时=3天综上所述，窄带载波通信技术在费控业务中具有明显的局限性，无法满足费控业务实时性要求；互联互通微功率无线具有明显的实时性优势，本解决方案使用互联互通微功率无线自组网作为费控业务强有力的支撑网络。

费控业务网络支撑解决方案技术原理本地信道采用互联互通微功率无线自组织网络进行通信。主站集中器集中器无线模块无线模块无线模块电表采集器GPRS/以太网/专网串口从节点串口串口主节点:集中器无线模块网络管理（组网）；收集数据并上传；主站数据下发监管；实现网内节点同步。中心节点从节点从节点:电表、采集器无线模块进行数据收集；数据的上传；网络协同管理。互联互通微功率无线

MESH网络拓扑结构高可靠性通信实现方法频分复用技术支持对10组40个频点的频分复用，相邻微蜂窝小区使用互不相同的频点组。高可靠性通信实现方法跳频技术采用固定慢速跳频模式；在每个微蜂窝小区内，模块和电表模块在四个频点间跳转；如果出现通信失败，自动跳到另一频点。高可靠性通信实现方法8M带宽干扰8M带宽干扰频点1频点2频点3频点4技术原理互联互通微功率无线工作在470MHz～510MHz频段，数据传输率为10kbps，传输速率快；采用TDMA（时分多址）机制控制多突发性事件上报，保证了通信的实时性。强实时性通信实现方法阶梯电价参数下发类型单帧成功率帧数总成功率备注（单帧成功率）载波96.1%2635.54%数据来源于国网资料微功率无线99.9%2697.43%来源于北京运行的150多万户无线费控项目应用实例验证-可靠性成功率等于P的n次方电费参数远程下发类型单帧成功率帧数总成功率备注（单帧成功率）载波96.1%485.29%数据来源于国网资料微功率无线99.9%499.60%来源于北京运行的150多万户无线费控项目应用实例验证-可靠性成功率等于P的n次方计算依据：Q/GDW376.1-2009规范;计算模型：微功率无线自组网一般有三层，每增加一层传输时间约增加1倍（估算）；

计算步骤：

下发报文：190字节响应报文：153字节

传输速率：10Kbps

响应时间=（190+153）*8/（10*1000）*3=0.82秒<<5秒下发报文字节响应报文字节信息码90信息码53前导码64前导码64同步头2同步头2帧定义2帧定义2地址域6地址域6其他开销24其他开销24CRC校验2CRC校验2共计190共计153远程费控安全身份认证应用实例验证-实时性阶梯电价参数下发下行报文（字节）上行响应报文（字节）响应时间（秒）远程设置阶梯电价1901370.78远程设置阶梯数1901370.78远程设置阶梯切换时间1901340.77远程阶梯电价参数下发应用实例验证-实时性远程电费参数下发下行报文（字节）上行响应报文（字节）响应时间（秒）远程费控安全身份认证1901530.82远程查询表状态1661670.80远程查询表剩余金额1611450.73远程下发电费1891410.79远程电费参数下发应用实例验证-实时性本解决方案以高可靠、