陈孙甫

摘 要：对于HPLC通信技術而言，如今已经拥有一个较为成熟的技术体系，且拥有一个较长的应用时间，因此其被广泛应用到电力行业当中。本文将分别从整体架构、硬件体系、通信协议以及主站软件等层面出发，对基于HPLC通信技术的用电信息采集系统展开设计，以期为有关部门提供可靠参考。

关键词：HPLC通信技术;用电信息;采集系统设计;用电控制;OFDM

引言：当前我国电力全采集以及全覆盖已经得以实现。在采集用电信息阶段，以电力线载波通信为基础的用电采集，由于自身在成本、通信传输的速率等方面具有一定优势，在如今电力传输的研究领域中，属于重点研究问题。对于广大电力企业来说，其在运维管理越来越多智能电表的过程中，应当对此技术加以充分利用来采集数据信息。

1整体架构

文中所构建系统的重要目的便是利用电力线通信载波技术来传输智能电表信息数据。在以往的构建过程中，此类系统主要包括以下3部分，即主站系统层、采集设备层以及通信信道层：

（1）主站系统层重点包含了前置服务器以及磁盘阵列;

（2）采集设备层包含了各种多功能表、采集器、转变终端设备、集中器以及电能表等;

（3）通信信道层为终端通信与主站的信道，重点运用了GPRS/CDMA公用网络信道、光纤通信、以及230MHz的电力专用信道使通信得以完成。

文中系统关键目标即借助OFDM+DSSS技术来采集电力信息数据，因此把主站系统层视为一类以PC为基础的软件，并且于采集设备层使通信协议得以实现[1]。

2设计硬件体系

2.1整体设计

系统的主要硬件包含了载波模块以及集中器控制模块。

2.2设计载波模块

在所设计的载波通信模块当中，系统的载波信号经由耦合电路与电力线进行连接，信号将由电力线想无缘低通滤波传送，随后通过有源滤波，向主控芯片传送信号。

3设计通信协议

通信协议属于文章分析重点，所以在分析通信协议各类问题的时候，文章的设计重点即物理层的通信协议，在此过程中主要的算法为OFDM+DSSS。运用以上方法的关键原因在于低压配网自身传输的特点，一旦其对较宽直序的扩频信号加以占用，便会导致明显的失真，所以一般会对多载波通信加以运用，以便使所有载波只对较窄信道占用，并且对宽带进行全面利用。

3.1设计OFDM调制

将一帧信号（64个OFDM符组成）从工频过零点位置发送，1/6周期为其发送时间。将有关参数相结合，便能够获得OFDM实际调制的参数。比如其最大工频偏差是±2Hz，设定19.2ms为其周期，便能得到一周期中传输所耗时间是3.2，一共要传输的OFDM符号为64个，便能将每一个符号费时计算出来，进而按照以上数据得到OFDM调制方式多项参数。

3.2设计DSSS算法

若想使传输效率得以提升，则应展开直接序列的扩频调制操作。文章运用的一帧信号（64个OFDM符组成），其扩频码长便是64。BPSK所有子载波就能获得其所包括的一个码片。需要注意的是，扩频之后OFDM含有信号64个，所以也应该扩解接收端的64个信号。

4设计主站软件

4.1构成软件的功能模块

4.1.1用电控制

此功能模块的基础为借助数据采集功能得到的动态数据来管控用户的整体用电流程。利用此模块可以使系统动态供电管理功能得以实现。总体来看，此功能模块重点包含了4个组成部分，即负荷控制管理、限电控制管理、电费控制管理与供电质量控制管理。经由分析用电数据信息可以明确用户是否违法用电或者存在各种用电故障，同时利用此模块对用户展开限电管控。另外，利用此模块管理供电质量，可以使供电质量跟踪和调整得以实现。开展电费管理工作的关键凭证，源自数据采集而得的电量信息数据，基于此数据来计算用户的电费。

4.1.2采集管理

此功能模块属于采集用电信息系统的关键功能，处于核心地位，其对系统关键数据的输入会产生决定性影响。所以，要求系统采集数据的功能应当拥有实时性以及精准性等特征，方能使系统采集用电信息时输入数据信息的实际需求得到满足。此项功能重点包含了两类采集数据的方式，即定时采集以及实时采集：

（1）定时采集：借助对采集的间隔进行设定，从而让采集用电信息的系统能够对数据展开自动采集，随后加以储存;

（2）实时采集：获得当前终端设施的具体数据，多被用到定点采集用电信息操作中。

然而应该注意，第二种采集方式应该在采集操作正式开始前预先设定此次采集数据的开采时间、周期以及采集点等重要参数，同时还要控制采集时间超过15min。如果因为通讯问题或者网络故障导致系统不能自动对数据进行采集，该模块还能支持人工进行补录。

4.1.3数据管理

此功能模块的关键作用是管理系统所采集用电信息数据。通常系统在采集完数据信息后，该模块会经由筛选、储存和统计分析数据，从而得到数据的高层语义，进而将其提供给跟踪分析数据变化状况的工作当中。此功能模块在采集用电信息的系统当中属于最为关键的输出数据模块，其可以引导操作人员对大数据相应规律加以掌握。该功能模块构成部分包括数据表报管理、数据筛查管理、数据储存管理和数据的统计分析等[2]。

4.2结构整体设计

对于采集用电信息的系统而言，其软件部分主要包括了表现层、应用层、服务层以及数据层。

结论：总体而言，以上设计思路能够为广大电力企业用电信息采集工作的顺利开展提供可靠参考。将以上设计分析思路应用于采集某个小区的用电信息过程中，不仅使小区的智能电表全面信息采集得以实现，更提升了自动化的超表率，同时也能精准定位偷用电的用户，进而使用电采集工作的效率得以提升。

参考文献：

[1]安飞霏.电力用户用电信息采集系统优化设计研究[D].河北科技大学，2019.

[2]高辉，虞小辉，孟显海，等.基于用电信息采集系统的一体化多表集采方案设计[J].电器与能效管理技术，2018（21）：18-22.