摘要：本文提出基于北斗短报文功能的电力用电数据远程采集技术，该技术可在电力用电信息采集系统原有基础上增加北斗通信功能，可实现对公网覆盖盲区的用电数据采集。针对电力协议与北斗短报文帧的数据进行处理与转换。系统加入设备状态监测与召测机制解决北斗通信频度限制问题，并且加入丢包情况的处理机制，增加数据召测完整性，该技术通过仿真试验与试点运行测试验证可行。 关键词：北斗卫星系统；短报文技术；电力用电信息采集系统
Design and Application of Beidou Electric Power Data Collection Technology
Li Hu 1，Li Shulin电视机转盘1，Liu Beihan1，Lu Huafeng 1，Zhanghong烟卷引流2
(1. State Grid Gansu Electric Power Company Marketing Service Cente, Lanzhou 730000, China;
2. State Grid ShenWang LBS(BeiJing)CO.,LTD, Beijing 102209, China)
Abstract:This paper proposes the remote collection technology of power consumption data based on the Beidou short message function,this technology can increase the Beidou communication function on the original basis of the electric power information collection system ,and can realize the collection of electricity data for blind areas covered by the public network. Processing and converting data for power protocol and Beidou short message frames. The system incorporates equipment status monitoring and summoning mechanism to solve the problem of frequency limitation of Beidou communication. In addition, the processing mechanism of packet loss is added to increase the integrity of data call measurement. The technology is verified to be feasible through simulation experiments and pilot operation tests.
Keywords: Beidou satellite system; short message technology; power consumption information collection system
引言
当前电力用电信息采集领域已通过无线公网基本实现了智能化远程采集，但在部分偏远地
势复杂的通信盲区，无线公共网络、有线光纤等通信手段均难以覆盖[1-2]，仍然依靠着人工读取表数的方式进行数据采集。为解决该问题，本文提出一套基于北斗卫星短报文通信的用电信息采集方案，方案可在用采系统原有基础上增设北斗设备实现无缝接入，无需额外铺设通信线路即可让用采主站具备北斗通信功能。北斗卫星导航通信系统由我国自主研发，具备其他卫星导航系统没有的短报文通信功能[3]，电力数据可承载在短报文中实现双向通信，且卫星系统通信安全可靠，并在国内信号已稳定覆盖山地单轨运输车[4]。该方案通过试点测试验证可行，且根据现场实际运行中遇到的问题已提出相应处理措施与策略机制，有效提高系统数据传输成功率。
1北斗用电数据采集技术与特点
1.1 技术架构
本方案需由两大部分组成来实现数据接入电力用采系统，分别是北斗用采终端与北斗通信前置，结构如图1所示。其中北斗用采终端由北斗天线以及转接设备组成，通过RJ45网线与电力采集设备（集中器、专变终端）的通讯模块进行连接，通过以太网实现通信。电力采集设备的下行通信抄表采用载波或485线通信。电力采集设备冻结表数后存储于本地，
北斗用采终端将会向电力采集设备逐条取出数据，数据经过处理封装为符合北斗短报文协议[5]的格式后转发回用采主站。
用采主站端接入北斗通信前置设备，设备包括北斗指挥机、多卡机以及前置服务器，北斗指挥机具备稳定收发功能，主要负责数据的并发接收；北斗多卡机由于具备较快的通信频度负责用采主站端下发指令；北斗前置服务器负责运行前置软件，将北斗数据与电力1376.1用电数据[6]进行相互转换，并处理数据入库，响应数据查询。
图1 系统架构图
1.2 技术特点imerj
（1）通信成本低，北斗设备通信带宽充足[7]，且无额外通信费用，设备接收与上报短报文数量无限制，并且不额外占用电力系统的网络地址资源即可增设新设备；
（2）通信安全可靠，北斗短报文通信不会受到灾害，天气等环境影响，信号稳定覆盖，且由于北斗是我国自主研发的战略性基础设施，通信具备较高的安全性，系统不易受到攻击；
拉线塔（3）现场设备安装便捷，只需将北斗设备固定后将网线与电力采集设备进行连接即可，无需牵引其他线路,安装维护方便；
异形（4）用采主站端插件式增加北斗通信功能，前置软件负责北斗设备与原电力用采主站的兼容与数据传输。
2技术原理与设计
2.1 通信及制作设计
（1）为了保证采集成功率，设计北斗采集终端与北斗主站之间的上行通信协议，建立支持多次重传机制；
（2）长报文分包、组包处理，由于北斗短报文数据长度的限制，将上行与下行通信中的长报文进行分包和组包处理而不影响数据完整性；
（3）远程维护功能，可以通过北斗指挥机的前置机软件对现场的采集终端进行远程通信参数设置，简化偏远地区的设备维护工作，提高维护效率与长期运行稳定性。上行通信采用北斗采集终端定时采集上送电能表数据的方式，减少对北斗前置端通信频度限制问题，带来的召测指令下发不及时问题。
2.2 设备状态控制
由于北斗短报文通信存在1分钟的通信频度，接入用采主站与数据传输的方式不同于无线公网[8]。现场电力采集设备接入北斗采集终端后，电力采集设备登录至北斗采集终端建立TCP连接，北斗采集终端则可向电力采集设备进行数据采集以及指令的下发，当用采主站北斗前置成功接收到完整的数据后，将会在前置创建相应的模拟对象并保持与用采主站进行实时通信，流程如图2所示。在北斗设备可正常通信的情况下，北斗前置可监测到设备现场与电力采集设备的联通情况，以及北斗采集终端的功率、召测参数、重启次数与版本等信息，对设备的当前状态进行监测。且远程可控制北斗设备的重启并可操作恢复出厂设置。
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