CN115189717A - 一种电力线载波通信问题诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力线载波通信问题诊断方法，包括下列步骤：在异常电能表处接入抄控器以及手掌机，根据抄控器到异常电能表的信号衰减情况、异常电能表到抄控器的信号衰减情况、抄控器到异常电能表的信噪比情况、异常电能表到抄控器的信噪比情况来进行故障判断；若异常电能表到抄控器的信号衰减情况出现异常，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障；若异常电能表接收到抄控器的信号强度出现异常，则判断异常电能表的接收电路存在故障；若异常电能表不存在故障问题，根据台区内电能表的中继路由结构、台区内异常电能表与集中器的通信状况，判断是否加装中继器或增加中继器。

Description

一种电力线载波通信问题诊断方法

技术领域

本发明涉及电力载波通信技术领域，尤其涉及一种电力线载波通信问题诊断方法。

背景技术

电力线载波通信是利用电力线作为传输通道的载波通信，是电力***特有的一种通信方式。它根据频率搬移、频率分割原理，将原始信号对载波进行调制，搬移到不同的线路传输频带，送到电力线上进行传输。由于通信所使用的频率一般在9kHz-12MHz以上，因此可以避开50Hz工频电流的干扰。和其他通信方式相比，具有投资少、施工期短、设备简单、通信安全、实时性好、无中继和通信距离长等一系列优点。目前电力线载波通信技术常用于低压台区的集中抄表场合。在实际应用中常采用中继路由技术，如图2所示：图2中DC为中心节点(低压电力线载波抄表***中常被称为集中器)。因节点12不能与DC直接通信，所以节点12先将信息发送给节点11，由节点11再将信息发送给DC。但是即使采用上述技术，仍然存在某些节点不能与DC正常通信的情况，例如上图中节点80，为了确定异常节点不能正常通信的原因，通常需要携带信号取样器、频谱仪、隔离电源、抄控器等仪器设备到现场进行测量分析。这些仪器设备价格昂贵、携带不便。并且很多仪器的采样数据，需要专业的人员才能分析，缺乏智能化的分析手段，并且需要对台区内线路进行排查，工作量大，操作麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力线载波通信问题诊断方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种电力线载波通信问题诊断方法，包括下列步骤：

在异常电能表处接入抄控器以及手掌机，通过所述手掌机获取异常电能表的信号幅度、衰减、噪声信息以及台区内电能表的中继路由结构、台区内异常电能表与集中器的通信状况；

所述手掌机根据异常电能表的信号幅度、衰减、噪声信息，获取抄控器到异常电能表的信号衰减情况、异常电能表到抄控器的信号衰减情况、抄控器到异常电能表的信噪比情况、异常电能表到抄控器的信噪比情况；

若异常电能表到抄控器的信号衰减情况出现异常，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障；

若异常电能表接收到抄控器的信号强度出现异常，则判断异常电能表的接收电路存在故障；

若异常电能表不存在故障问题，根据台区内电能表的中继路由结构、台区内异常电能表与集中器的通信状况，判断是否加装中继器或增加中继器。

可选的，所述手掌机获取异常电能表的信号幅度、衰减、噪声信息，具体过程为：

所述手掌机向所述抄控器发送第一请求指令，所述抄控器根据所述第一请求指令，向所述异常电能表发送第二请求指令，所述异常电能表接收到第二请求指令后，向所述抄控器回复异常电能表位置背景噪声M_N、异常电能表发送信号强度M_SS、异常电能表接收到抄控器的信号强度CTA_RS；

所述抄控器根据异常电能表位置背景噪声M_N、异常电能表发送信号强度M_SS、异常电能表接收到抄控器的信号强度CTA_RS，计算出抄控器位置背景噪声CTA_N、抄控器发送信号强度CTA_SS、接收到抄控器的信号强度为M_RS，并将计算结果上传至所述手掌机。

可选的，所述手掌机获取抄控器到异常电能表的信号衰减情况、异常电能表到抄控器的信号衰减情况、抄控器到异常电能表的信噪比情况、异常电能表到抄控器的信噪比情况的过程，通过下式进行计算，具体包括：

抄控器到异常电能表的信号衰减情况：CTA->M-ATT＝CTA_SS-CTA_RS；

异常电能表到抄控器的信号衰减为：M->CTA-ATT＝M_SS-M_RS

抄控器到异常电能表的信噪比为：CTA->M-S/N＝CTA_RS-M_N

异常电能表到抄控器的信噪比为：M->CTA-S/N＝M_RS-CTA_N

其中CTA、CTA-ATT、CTA-S/N均表示抄控器，M、M-ATT、M-S/N均表示异常电能表。

可选的，若异常电能表到抄控器的信号衰减情况出现异常，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障，具体包括：

若异常电能表到抄控器的信号衰减大于阈值，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障；

若异常电能表到抄控器的信号衰减与抄控器到异常电能表的信号衰减之间的差值超过阈值，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障。

可选的，所述若异常电能表接收到抄控器的信号强度出现异常，则判断异常电能表的接收电路存在故障，具体包括：若异常电能表接收到抄控器的信号强度低于阈值，则判断异常电能表的接收电路存在故障。

可选的，若所述所异常电能表无法向所述抄控器回复异常电能表位置背景噪声M_N、异常电能表发送信号强度M_SS、异常电能表接收到抄控器的信号强度CTA_RS信息，则判断电能表整体存在故障。

可选的，根据台区内电能表的中继路由结构、台区内异常电能表与集中器的通信状况，判断是否加装中继器或增加中继器，具体包括：

所述手掌机获取台区内电能表的中继路由结构，并控制抄控器依次与台区内除异常电能表外的其他电能表进行通信，获取其他电能表的信号幅度、衰减、噪声信息；

如存在抄控器到电能表的信噪比大于设定阈值的电能表，且该电能表与集中器能够正常通信，则不需要加装中继器或增加中继器；

如抄控器不能与台区内的其他电能表进行通信，则异常电能表为孤点，需要加装中继器或增加集中器。

可选的，若异常电能表无法实现抄读且异常电能表为孤点，则仅需要加装集中器，确定集中器的安装位置包括：根据选位规则，初步确定新的集中器安装位置，在新位置处接入抄控器，将抄控器依次与台区内所有的电能表进行通信，获取抄控器与每个电能表的信噪比，若抄控器到电能表的信噪比均大于设定阈值，则新位置处合适安装新的集中器，否则需要重新选择安装集中器的位置。

可选的，若异常电能表可以实现抄读且异常电能表为孤点，则仅需要加装中继器，通过下列步骤确定中继器的安装位置：

根据台区内电能表的中继路由结构以及异常电能表与已有集中器的距离，在异常电能表与已有集中器的一定距离处初步选定安装中继器的位置；

在新位置处接入抄控器，将抄控器与异常电能表进行通信，获取抄控器与异常电能表的信噪比，若抄控器与异常电能表的信噪比大于设定阈值，则判定该位置与异常电能表的通信正常，否则重新选择中继器位置；

将抄控器依次与台区内除异常电能表外的其他电能表进行通信，获取其他电能表的信号幅度、衰减、噪声信息，获取抄控器与每个电能表的信噪比，若抄控器到电能表的信噪比均大于设定阈值，且抄控器与集中器的通信正常，则新位置处合适安装中继器，否则重新选择中继器位置。

与现有技术相比，本发明达到的有益效果如下：

本发明提供的一种电力线载波通信问题诊断方法，能快速实现对异常电能表的故障情况分析，无需对台区的物理线路进行排查，排查速度快；仅需抄控器、手掌机即可进行排查，无需复杂设备或仪器；除噪声外，可对台区内噪声、衰减、信噪比以及通信拓扑进行排查，排查更全面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种电力线载波通信问题诊断方法的流程图；

图2为中继路由结构示意图；

图3为本发明提供的连接示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

参见图1，一种电力线载波通信问题诊断方法，能实现对异常电能表无法进行正常通信的原因进行分析，其具体包括下列步骤：

S1、在异常电能表处接入抄控器以及手掌机，通过所述手掌机获取异常电能表的信号幅度、衰减、噪声信息以及台区内电能表的中继路由结构、台区内异常电能表与集中器的通信状况；

S2、所述手掌机根据异常电能表的信号幅度、衰减、噪声信息，获取抄控器到异常电能表的信号衰减情况、异常电能表到抄控器的信号衰减情况、抄控器到异常电能表的信噪比情况、异常电能表到抄控器的信噪比情况；

S3、若异常电能表到抄控器的信号衰减情况出现异常，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障；

S4、若异常电能表接收到抄控器的信号强度出现异常，则判断异常电能表的接收电路存在故障；

S5、若异常电能表不存在故障问题，根据台区内电能表的中继路由结构、台区内异常电能表与集中器的通信状况，判断是否加装中继器或增加中继器。

集中器负责形成台区内电能表的中继路由结构，如图2所示(在图2中，11-80均为电能表，其电能表80为无法与集中器进行通信的异常电能表)，并抄读台区电能表实时数据，主站获取集中器中内保存中继路由结构以及其抄读的电能表数据。抄控器是一种可以直接电能表进行通信的设备，用于测试抄控器与电能表之间的通信状况。手掌机与抄控器之间采用有线通信，用于抄读告知抄控器抄读某个电能表哪些数据。手掌机通过4G与主站通信，用于获取台区内电能表的中继路由结构，以及台区内电能表与集中器的通信状况。抄控器可通过与电能表之间进行通信，获取信号幅度、衰减、噪声等信息。

如图3所示，在步骤S1中，在异常电能表处接入抄控器，并建立手掌机与所述抄控器的通信连接，通过所述手掌机向所述抄控器发送第一请求指令，所述抄控器根据所述第一请求指令，向所述异常电能表发送第二请求指令，所述异常电能表接收到第二请求指令后，向所述抄控器回复异常电能表位置背景噪声M_N、异常电能表发送信号强度M_SS、异常电能表接收到抄控器的信号强度CTA_RS；

所述抄控器根据异常电能表位置背景噪声M_N、异常电能表发送信号强度M_SS、异常电能表接收到抄控器的信号强度CTA_RS，计算出抄控器位置背景噪声CTA_N、抄控器发送信号强度CTA_SS、接收到抄控器的信号强度为M_RS，并将计算结果上传至所述手掌机。

进一步的，所述手掌机获取抄控器到异常电能表的信号衰减情况、异常电能表到抄控器的信号衰减情况、抄控器到异常电能表的信噪比情况、异常电能表到抄控器的信噪比情况的过程，通过下式进行计算，具体包括：

抄控器到异常电能表的信号衰减情况：CTA->M-ATT＝CTA_SS-CTA_RS；

异常电能表到抄控器的信号衰减为：M->CTA-ATT＝M_SS-M_RS

抄控器到异常电能表的信噪比为：CTA->M-S/N＝CTA_RS-M_N

异常电能表到抄控器的信噪比为：M->CTA-S/N＝M_RS-CTA_N

其中CTA、CTA-ATT、CTA-S/N均表示抄控器，M、M-ATT、M-S/N均表示异常电能表。

对于异常电能表的情况，通过以下过程进行分析：

若所述所异常电能表无法向所述抄控器回复异常电能表位置背景噪声M_N、异常电能表发送信号强度M_SS、异常电能表接收到抄控器的信号强度CTA_RS信息，则判断电能表整体存在故障。

若异常电能表到抄控器的信号衰减情况出现异常，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障，具体包括：

若异常电能表到抄控器的信号衰减大于阈值，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障；

若异常电能表到抄控器的信号衰减与抄控器到异常电能表的信号衰减之间的差值超过阈值，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障。

所述若异常电能表接收到抄控器的信号强度出现异常，则判断异常电能表的接收电路存在故障，具体包括：若异常电能表接收到抄控器的信号强度低于阈值，则判断异常电能表的接收电路存在故障。

进一步的，本发明实施例还能对异常电能表的噪声进行排查，其具体包括：

若异常电能表位置的噪声M_N超过了设定阈值，则可判断电能表位置的噪声偏高，应查找噪声来源；

移动抄控器位置，再次获异常电能表的信号幅度、衰减、噪声等信息，如抄控器位置噪声CTA_N逐步变大，则说明距离噪声源越近，通过此方法可逐步找到噪声源，并指导对噪声源进行治理。

当异常电能表自身无问题，但依旧无法与集中器进行通信，可根据台区内电能表的中继路由结构、台区内异常电能表与集中器的通信状况，判断是否加装中继器或增加中继器，具体包括：

因抄控器与异常电能表位置接近，如其他电能表与抄控器能够正常通信，可近似等效于异常电能表与其他电能表通信正常；

手掌机通过4G通信在主站内获取台区内所有电能表的通信地址以及台区内电能表的中继路由结构，并控制抄控器依次与台区内除异常电能表外的其他电能表进行通信，获取其他电能表的信号幅度、衰减、噪声信息；

如存在抄控器到电能表的信噪比大于设定阈值的电能表，且该电能表与集中器能够正常通信，则不需要加装中继器或增加中继器，例如当图3中的电能表35符合要求时，则手掌机通过主站告知集中器，将电能表35作为电能表80与集中器的中继节点

如抄控器不能与台区内的其他电能表进行通信，则异常电能表为孤点，需要加装中继器或增加集中器。

进一步的，若异常电能表无法实现抄读且异常电能表为孤点，则仅需要加装集中器，确定集中器的安装位置包括：根据选位规则，初步确定新的集中器安装位置，在新位置处接入抄控器，将抄控器依次与台区内所有的电能表进行通信，获取抄控器与每个电能表的信噪比，若抄控器到电能表的信噪比均大于设定阈值，则新位置处合适安装新的集中器，否则需要重新选择安装集中器的位置。

可选的，若异常电能表可以实现抄读且异常电能表为孤点，则仅需要加装中继器，通过下列步骤确定中继器的安装位置：

根据台区内电能表的中继路由结构以及异常电能表与已有集中器的距离，在异常电能表与已有集中器的一定距离处初步选定安装中继器的位置；

在新位置处接入抄控器，将抄控器与异常电能表进行通信，获取抄控器与异常电能表的信噪比，若抄控器与异常电能表的信噪比大于设定阈值，则判定该位置与异常电能表的通信正常，否则重新选择中继器位置；

将抄控器依次与台区内除异常电能表外的其他电能表进行通信，获取其他电能表的信号幅度、衰减、噪声信息，获取抄控器与每个电能表的信噪比，若抄控器到电能表的信噪比均大于设定阈值，且抄控器与集中器的通信正常，则新位置处合适安装中继器，否则重新选择中继器位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种电力线载波通信问题诊断方法，其特征在于，包括下列步骤：

在异常电能表处接入抄控器以及手掌机，通过所述手掌机获取异常电能表的信号幅度、衰减、噪声信息以及台区内电能表的中继路由结构、台区内异常电能表与集中器的通信状况；

所述手掌机根据异常电能表的信号幅度、衰减、噪声信息，获取抄控器到异常电能表的信号衰减情况、异常电能表到抄控器的信号衰减情况、抄控器到异常电能表的信噪比情况、异常电能表到抄控器的信噪比情况；

若异常电能表到抄控器的信号衰减情况出现异常，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障；

若异常电能表接收到抄控器的信号强度出现异常，则判断异常电能表的接收电路存在故障；

若异常电能表不存在故障问题，根据台区内电能表的中继路由结构、台区内异常电能表与集中器的通信状况，判断是否加装中继器或增加中继器。

2.根据权利要求1所述的一种电力线载波通信问题诊断方法，其特征在于，所述手掌机获取异常电能表的信号幅度、衰减、噪声信息，具体过程为：

所述手掌机向所述抄控器发送第一请求指令，所述抄控器根据所述第一请求指令，向所述异常电能表发送第二请求指令，所述异常电能表接收到第二请求指令后，向所述抄控器回复异常电能表位置背景噪声M_N、异常电能表发送信号强度M_SS、异常电能表接收到抄控器的信号强度CTA_RS；

所述抄控器根据异常电能表位置背景噪声M_N、异常电能表发送信号强度M_SS、异常电能表接收到抄控器的信号强度CTA_RS，计算出抄控器位置背景噪声CTA_N、抄控器发送信号强度CTA_SS、接收到抄控器的信号强度为M_RS，并将计算结果上传至所述手掌机。

3.根据权利要求2所述的一种电力线载波通信问题诊断方法，其特征在于，所述手掌机获取抄控器到异常电能表的信号衰减情况、异常电能表到抄控器的信号衰减情况、抄控器到异常电能表的信噪比情况、异常电能表到抄控器的信噪比情况的过程，通过下式进行计算，具体包括：

抄控器到异常电能表的信号衰减情况：CTA->M-ATT＝CTA_SS-CTA_RS；

异常电能表到抄控器的信号衰减为：M->CTA-ATT＝M_SS-M_RS

抄控器到异常电能表的信噪比为：CTA->M-S/N＝CTA_RS-M_N

异常电能表到抄控器的信噪比为：M->CTA-S/N＝M_RS-CTA_N

其中CTA、CTA-ATT、CTA-S/N均表示抄控器，M、M-ATT、M-S/N均表示异常电能表。

4.根据权利要求3所述的一种电力线载波通信问题诊断方法，其特征在于，若异常电能表到抄控器的信号衰减情况出现异常，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障，具体包括：

若异常电能表到抄控器的信号衰减大于阈值，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障；

若异常电能表到抄控器的信号衰减与抄控器到异常电能表的信号衰减之间的差值超过阈值，则判断异常电能表的电力线载波通信的发送能力存在故障。

5.根据权利要求4所述的一种电力线载波通信问题诊断方法，其特征在于，所述若异常电能表接收到抄控器的信号强度出现异常，则判断异常电能表的接收电路存在故障，具体包括：若异常电能表接收到抄控器的信号强度低于阈值，则判断异常电能表的接收电路存在故障。

6.根据权利要求2所述的一种电力线载波通信问题诊断方法，其特征在于，若所述所异常电能表无法向所述抄控器回复异常电能表位置背景噪声M_N、异常电能表发送信号强度M_SS、异常电能表接收到抄控器的信号强度CTA_RS信息，则判断电能表整体存在故障。

7.根据权利要求3所述的一种电力线载波通信问题诊断方法，其特征在于，根据台区内电能表的中继路由结构、台区内异常电能表与集中器的通信状况，判断是否加装中继器或增加中继器，具体包括：

所述手掌机获取台区内电能表的中继路由结构，并控制抄控器依次与台区内除异常电能表外的其他电能表进行通信，获取其他电能表的信号幅度、衰减、噪声信息；

如存在抄控器到电能表的信噪比大于设定阈值的电能表，且该电能表与集中器能够正常通信，则不需要加装中继器或增加中继器；

如抄控器不能与台区内的其他电能表进行通信，则异常电能表为孤点，需要加装中继器或增加集中器。

8.根据权利要求7所述的一种电力线载波通信问题诊断方法，其特征在于，若异常电能表无法实现抄读且异常电能表为孤点，则仅需要加装集中器，确定集中器的安装位置包括：根据选位规则，初步确定新的集中器安装位置，在新位置处接入抄控器，将抄控器依次与台区内所有的电能表进行通信，获取抄控器与每个电能表的信噪比，若抄控器到电能表的信噪比均大于设定阈值，则新位置处合适安装新的集中器，否则需要重新选择安装集中器的位置。

9.根据权利要求7所述的一种电力线载波通信问题诊断方法，其特征在于，若异常电能表可以实现抄读且异常电能表为孤点，则仅需要加装中继器，通过下列步骤确定中继器的安装位置：

根据台区内电能表的中继路由结构以及异常电能表与已有集中器的距离，在异常电能表与已有集中器的一定距离处初步选定安装中继器的位置；

在新位置处接入抄控器，将抄控器与异常电能表进行通信，获取抄控器与异常电能表的信噪比，若抄控器与异常电能表的信噪比大于设定阈值，则判定该位置与异常电能表的通信正常，否则重新选择中继器位置；

将抄控器依次与台区内除异常电能表外的其他电能表进行通信，获取其他电能表的信号幅度、衰减、噪声信息，获取抄控器与每个电能表的信噪比，若抄控器到电能表的信噪比均大于设定阈值，且抄控器与集中器的通信正常，则新位置处合适安装中继器，否则重新选择中继器位置。

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