陳文輝

關(guān)鍵詞：低壓集中抄表系統(tǒng)；主站；采集器；集中器；信道

摘要：隨著電力載波通信技術(shù)的成熟與發(fā)展，低壓電力用戶的抄表工作逐漸使用低壓集中抄表系統(tǒng)來(lái)代替人工抄表。低壓集中抄表系統(tǒng)是指由主站通過(guò)傳輸媒體（無(wú)線、有線、電力線載波等信道或手持抄表終端等介質(zhì)）通過(guò)低壓集中抄表終端將多個(gè)電能表的記錄值（窗口值）的信息集中抄讀的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由采集用戶電能表電能量信息的采集器、集中器、信道和主站等設(shè)備組成。集中器數(shù)據(jù)可通過(guò)信道遠(yuǎn)距離傳送到主站或手持抄表終端等介質(zhì)集中抄收后輸入到主站計(jì)算機(jī)。

低壓電力用戶集抄系統(tǒng)是近年來(lái)我國(guó)發(fā)展十分迅速的智能化電能表抄表、采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)低壓電力客戶集中自動(dòng)抄表，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表功能，并為廣大低壓電力客戶提供精確查詢、靈活繳費(fèi)、余額提醒等溫馨服務(wù)，是一項(xiàng)典型的“便民惠民工程”。?低壓集抄系統(tǒng)的用戶通過(guò)遠(yuǎn)程抄表功能自動(dòng)抄錄客戶的電表數(shù)據(jù)，并使用該數(shù)據(jù)與人工抄表數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)比較，大大減少了誤抄、估抄事件的發(fā)生，提高了抄表質(zhì)量。與營(yíng)銷系統(tǒng)工作進(jìn)行接口，將抄表數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入營(yíng)銷系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，有效的提高供電部門的用電營(yíng)銷管理。

集中抄表系統(tǒng)的概述

節(jié)能降耗”是世界性的大潮流和大趨勢(shì)，同時(shí)也是中國(guó)改革和發(fā)展的迫切需求，也是21世紀(jì)中國(guó)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)和熱點(diǎn)。節(jié)能降耗是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行速度在加快，高能耗的問(wèn)題日益突出，嚴(yán)重影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。電力行業(yè)產(chǎn)生能源，但同時(shí)又是耗能大戶，也是國(guó)家在節(jié)能降耗上嚴(yán)防緊盯的對(duì)象。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和用電需求量的不斷擴(kuò)大，電力工業(yè)迅速發(fā)展，但伴隨出現(xiàn)的高線損率也嚴(yán)重困擾了電力企業(yè)的發(fā)展。面對(duì)如此嚴(yán)峻的節(jié)能降耗和防竊電形勢(shì)，加強(qiáng)電力需求側(cè)管理，減少電能消耗，提高電能利用率；轉(zhuǎn)移用電負(fù)荷，提高電網(wǎng)負(fù)荷率；優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式，提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是電力管理部門必然選擇。因此，采用先進(jìn)的電能計(jì)量裝置和防竊電技術(shù)，利用現(xiàn)代的通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)，通過(guò)用電自動(dòng)化管理系統(tǒng)，對(duì)輸、配、用等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，取得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，作為電力行業(yè)管理決策的依據(jù)，促進(jìn)節(jié)能降耗工作的不段深入，支持行業(yè)政策的落實(shí)。

用電自動(dòng)化管理系統(tǒng)是在國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展，企業(yè)用電需求迅速增長(zhǎng)，電力供需矛盾日益突出的情況下產(chǎn)生的，使用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。用電自動(dòng)化管理系統(tǒng)通過(guò)建立一套高效、客觀、穩(wěn)定的電力自動(dòng)化管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量、預(yù)付費(fèi)控制、自動(dòng)抄表、配變監(jiān)測(cè)、負(fù)荷監(jiān)控、用電檢查、線損計(jì)算，可為供電企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和生產(chǎn)管理提供可靠決策依據(jù)。

低壓配電網(wǎng)載波抄表系統(tǒng)是集電表數(shù)據(jù)采集、載波傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)處理及斷電控制等功能于一體的自動(dòng)化系統(tǒng)；低壓載波通信設(shè)備可以使供電部門及時(shí)掌握用戶用電情況，監(jiān)測(cè)有無(wú)竊電行為；根據(jù)需要進(jìn)行供電控制。

二、集中抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

低壓集中抄表采集器連接現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量表計(jì)構(gòu)成的一個(gè)本地抄表系統(tǒng)，通常一個(gè)本地抄表系統(tǒng)管理一個(gè)配變臺(tái)區(qū)，物理連接上一般分為三層結(jié)構(gòu)。該三層主要包括：主站、集中器、采集器（或載波電表）。

第一層（上層）：主站。

采集主站是指通過(guò)遠(yuǎn)程信道對(duì)集中器中的信息采集，并進(jìn)行處理和管理的設(shè)備。也接收手持抄表終端人工輸入現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。這一層位于抄表管理中心內(nèi)，由抄表管理計(jì)算機(jī)和軟件部分組成，是抄表管理人員與本系統(tǒng)直接交流的部分。負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)集中器傳輸上來(lái)的用戶電量信息匯總、整理后加以處理，提供給收費(fèi)系統(tǒng)、用電管理系統(tǒng)使用。

第二層（中間層）：集中器。

一套低壓集中抄表終端構(gòu)成的本地抄表系統(tǒng)只有一臺(tái)集中器。集中器負(fù)責(zé)管理抄讀存貯本地所有表計(jì)或采集器信息，形成各類事件數(shù)據(jù)，并通過(guò)遠(yuǎn)程信道接收主站指令，向主站提供數(shù)據(jù)服務(wù)。在沒(méi)有遠(yuǎn)程信道時(shí)也可利用手持抄表終端通過(guò)紅外接口或RS232直接通訊口對(duì)集中器操作。

集中器具備收集各采集器或多功能電能表的數(shù)據(jù)及集中存儲(chǔ)與管理功能，并管理下級(jí)設(shè)備，可通過(guò)上行通道與主站或手持抄表終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)管理終端設(shè)備。這一層位于380V 配電變壓器附近，是整個(gè)系統(tǒng)的中心層。

向上通過(guò)公用電話線或GSM 數(shù)據(jù)通道與主站通訊，完成：

1、接收主站的指令，自動(dòng)完成抄錄電表數(shù)據(jù)和控制用戶供電分合的工作；

2、將從采集器（或載波電表）采集得來(lái)的電量數(shù)據(jù)按照約定的規(guī)則傳輸?shù)街髡尽?/p>

集中器向下連接的接口有兩種：

通過(guò)本地信道接口連接到采集器或者直接連接到具有本地信道的表計(jì)；

通過(guò)直接接口直接和表計(jì)相連。

集中器向下連接表計(jì)分為兩種方式：

經(jīng)過(guò)采集器，由采集器連接到電表的三層連接方式，此時(shí)計(jì)量表計(jì)不具備本地通道，如載波接口，集中器通過(guò)本地通道與采集器進(jìn)行通訊，采集器與計(jì)量表計(jì)通過(guò)RS485接口進(jìn)行通訊，集中器與計(jì)量表計(jì)之間不直接進(jìn)行通訊；

沒(méi)有采集器，集中器直接和表計(jì)相連接的二層連接方式，要求計(jì)量表計(jì)具備本地通道，如載波接口，集中器與計(jì)量表計(jì)通過(guò)本地通道直接進(jìn)行通訊。

集中器接收主站下發(fā)的配置參數(shù)，管理本地表計(jì)，配置參數(shù)包括表局編號(hào)、表地址、表規(guī)約、表類型、通訊端口號(hào)、采集器地址等。

集中器級(jí)聯(lián)接口用于和其它集中器共享遠(yuǎn)程信道。級(jí)聯(lián)接口可設(shè)置選擇為主或從兩種工作模式之一。一臺(tái)主工作模式集中器能夠通過(guò)級(jí)聯(lián)485接口級(jí)聯(lián)最多4臺(tái)從工作模式集中器，并通過(guò)主工作模式集中器的遠(yuǎn)程上行通信通道與主站通信，從而實(shí)現(xiàn)主工作模式集中器及其級(jí)聯(lián)的從工作模式集中器與主站之間的數(shù)據(jù)交換。參與級(jí)聯(lián)的所有集中器只有一臺(tái)可以設(shè)置為主工作模式，其余均為從工作模式。主集中器周期性巡查級(jí)聯(lián)的從集中器，當(dāng)從工作模式集中器有數(shù)據(jù)主動(dòng)上報(bào)需求時(shí)，將從集中器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給主站。

具備級(jí)聯(lián)接口的配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端可作為從模式設(shè)備級(jí)聯(lián)到集中器。

當(dāng)一個(gè)低壓臺(tái)區(qū)系統(tǒng)中出現(xiàn)多臺(tái)集中器時(shí)，認(rèn)為是多個(gè)本地抄表系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)本地信道沖突時(shí)由主站控制輪流工作或主站下發(fā)定時(shí)參數(shù)分時(shí)工作。

由于集中器下表計(jì)數(shù)量大，本地信道網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，經(jīng)常本地信道不能一次直接到達(dá)，故集中器內(nèi)置了成熟的路由算法，保障數(shù)據(jù)在表計(jì)結(jié)點(diǎn)的傳輸。

第三層（下層）：采集器（或計(jì)量表計(jì)）

采集器作為一個(gè)第三層，通常向上通過(guò)本地信道連接集中器，向下通過(guò)直接信道連接表計(jì)。在小區(qū)域范圍內(nèi)預(yù)先管理部分表計(jì)，從而減輕集中器的負(fù)載；或者預(yù)集中部分表計(jì)便于本地信道的傳輸。

采集器預(yù)讀電表，并虛擬成電表集合。集中器可以直接按表地址讀取，采集器直接返回該地址對(duì)應(yīng)的電表數(shù)據(jù)，也可以對(duì)采集器一次讀取全部表計(jì)的數(shù)據(jù)，來(lái)替代逐個(gè)表地址讀取。

采集器支持透?jìng)?，?duì)表計(jì)的設(shè)置和直接數(shù)據(jù)讀取可利用該功能實(shí)現(xiàn)。

采集器的上行信道有多種類別，比較常見(jiàn)的形式有低壓電力線載波、RS485通訊和小區(qū)域無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)等方式。在采用RS485方式的采集器中，增加了級(jí)聯(lián)接口，采集器之間通過(guò)級(jí)聯(lián)端口相連，以減輕RS485總線的負(fù)載。

第三層也可以是計(jì)量表計(jì)，計(jì)量表計(jì)是計(jì)量器具，直接生成并存儲(chǔ)電能信息。

通過(guò)直接通訊接口(RS485)實(shí)現(xiàn)和低壓集中抄表終端（集中器或采集器）通訊。表計(jì)還可能具有本地通訊信道和集中器通訊。表計(jì)允許通訊口持久通訊而不影響計(jì)量準(zhǔn)確度。

表計(jì)通常指電能計(jì)量表計(jì)，分為：?jiǎn)蜗?三相，單費(fèi)率/復(fù)費(fèi)率，普通/簡(jiǎn)易多功能/多功能，直接接入/電流互感器接入等類別。

低壓集中抄表系統(tǒng)中的電能計(jì)量表計(jì)通訊規(guī)約通常要求使用DL/T645-1997。對(duì)非DL/T645規(guī)約的電能表計(jì)應(yīng)直接連接到集中器下；對(duì)其它如電壓監(jiān)測(cè)儀，配變表和非標(biāo)電能表計(jì)等采用透?jìng)鞣绞接芍髡窘忉屢?guī)約的表計(jì)，可直接連接到集中器的直接接口下；接入采集器后的表計(jì)必須完全遵循DL/T645規(guī)約。

三、集中抄表系統(tǒng)工程在應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題

自動(dòng)抄表技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用市場(chǎng)成熟。借助先進(jìn)的技術(shù)，未來(lái)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)必將更加完善，將給人們的生活和社會(huì)的生產(chǎn)帶來(lái)更大的方便，推動(dòng)整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。集中抄表系統(tǒng)工程在安裝使用的過(guò)程中，應(yīng)注意如下問(wèn)題：

1、集抄系統(tǒng)是表計(jì)和系統(tǒng)的結(jié)合，表計(jì)的選擇對(duì)采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率有一定的影響。如果采用了機(jī)械脈沖表，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)有累積誤差，應(yīng)使用485接口電表，效果會(huì)更好；

2、應(yīng)該考慮各小區(qū)原表箱的空間是否適合集抄的安裝要求，否則在實(shí)施安裝的時(shí)候可能出現(xiàn)困難；

3、部分民用建筑梯間表計(jì)安裝分散，在此類小區(qū)安裝時(shí)最好能夠連同表箱一并安裝，使梯間表箱集中安裝，便于管理。

四、結(jié)束語(yǔ)

低壓集中抄表系統(tǒng)可以大大減少抄表人員, 減輕抄表人員的勞動(dòng)強(qiáng)度, 提高線損統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性, 實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi), 有效地防止和發(fā)現(xiàn)竊電, 保證電費(fèi)的及時(shí)回收。尤其在廣大農(nóng)村, 應(yīng)用自動(dòng)抄表系統(tǒng), 避免抄、核、收等環(huán)節(jié)的人為因素, 對(duì)于杜絕人情電、關(guān)系電、權(quán)利電, 減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)意義重大。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。