張少敏　　何炳哲

【摘 要】配網(wǎng)集中抄表是用電信息采集系統(tǒng)的重要組成部分。 本文介紹了配網(wǎng)集中抄表系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，分析了自動抄表技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，研究了自動抄表的通訊原理、主站、信道等關(guān)鍵技術(shù)，對自動抄表技術(shù)的發(fā)展趨勢進行了分析探討。

【關(guān)鍵字】配網(wǎng)；集中抄表；通信

引言

電能計量是電力營銷系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的電能量結(jié)算是依靠人工定期到現(xiàn)場抄讀數(shù)據(jù)，在實時性、準(zhǔn)確性和應(yīng)用性等方面都存在不足。而當(dāng)前用電客戶不僅要求有電用，而且要求用高質(zhì)量的電，享受到更好的服務(wù)。因此提高電力部門電費實時性結(jié)算水平， 建立一種新型的抄表方式已成為所有電力部門的共識。

一、自動抄表系統(tǒng)的構(gòu)成

電能計量自動抄表系統(tǒng)是將電能表電能數(shù)據(jù)自動采集、傳輸和處理的系統(tǒng)。它克服了傳統(tǒng)人工抄表模式的低效率和不確定性，推進了電能管理現(xiàn)代化的發(fā)展進程。

典型的電能計量自動抄表系統(tǒng)主要由采集設(shè)備、通信信道和主站系統(tǒng)等三部分組成：

（一）采集設(shè)備。按照采集數(shù)據(jù)的方式不同，電能計量自動抄表系統(tǒng)可分為本地自動抄表系統(tǒng)和遠程自動抄表系統(tǒng)兩種。本地自動抄表系統(tǒng)的電能表一般加裝紅外轉(zhuǎn)換裝置，把電量轉(zhuǎn)換為紅外信號，抄表時操作人員到現(xiàn)場使用便攜式抄表微型計算機，非接觸性地讀取數(shù)據(jù)。遠程自動抄表系統(tǒng)由電子式電能表或加裝了光電轉(zhuǎn)換器的機電脈沖式電能表構(gòu)成系統(tǒng)的最前端，它們把用戶的用電量以電脈沖的形式傳遞給上一級數(shù)據(jù)采集裝置。目前實際應(yīng)用的遠程自動抄表系統(tǒng)大多采用兩級式數(shù)據(jù)匯集結(jié)構(gòu)，即由集中器將臺區(qū)下全部居民電表的數(shù)據(jù)通過電力載波方式采集、存貯并通過RS485接口發(fā)送至臺區(qū)網(wǎng)絡(luò)表。

（二）通信信道。通信信道是把電能數(shù)據(jù)傳送到主站系統(tǒng)的信道。按照通信介質(zhì)的不同，通信信道主要有光纖傳輸、無線公網(wǎng)（GPRS/ CDMA）傳輸、電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸?shù)人姆N。光纖通信具有頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠以及抗干擾性強等特點，適合上層通信網(wǎng)的要求。但因其安裝結(jié)構(gòu)受限制且成本高，故很少在自動抄表系統(tǒng)中使用。GPRS（ General Packet Radio Service） 即通用無線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM 無線系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供終端到終端或者終端互聯(lián)網(wǎng)（包括專有服務(wù)器） 之間的無線IP 連接。租用電話線通信是利用電話網(wǎng)絡(luò)，在數(shù)據(jù)的發(fā)出和接收端分別加裝調(diào)制解調(diào)器。該方法的數(shù)據(jù)傳輸率較高且可靠性好，投資少；不足之處是線路通信時間較長（通常需幾秒甚至幾十秒）。低壓電力線載波通信利用低壓電力線作為系統(tǒng)前端的數(shù)據(jù)傳輸信道。其基本原理是：在發(fā)送數(shù)據(jù)時，先將數(shù)據(jù)調(diào)制到高頻載波上，經(jīng)功率放大后耦合到電力線上。此高頻信號經(jīng)電力線路傳輸?shù)浇邮辗?，接收機通過耦合電路將高頻信號分離，濾去干擾信號后放大，再經(jīng)解調(diào)電路還原成二進制數(shù)字信號。電力線載波直接利用配電網(wǎng)絡(luò)，免去了租用線路或占用頻段等問題，降低了抄表成本，發(fā)展前景十分廣闊。但是，如何抑制電力線上的干擾，提高通信可靠性仍是亟待解決的問題。

（三）主站系統(tǒng)。主站系統(tǒng)主要由中心處理工作站以及相應(yīng)的軟件構(gòu)成，是整個電能計量自動抄表系統(tǒng)的最上層，所有用戶的用電信息通過信道匯集到這里，管理人員利用軟件對數(shù)據(jù)進行匯總和分析，作出相應(yīng)的決策。還可直接向下級集中器或電能表發(fā)出指令，從而對用戶的用電行為實施控制，如停、送電遠程操作。

二、自動抄表技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

（一）電能表。傳感器、自動化儀表以及集成電路技術(shù)的發(fā)展，使得無論是機電脈沖式還是電子式電能表已能夠較好地滿足當(dāng)今電能計量自動抄表技術(shù)的需要。在當(dāng)前實際運行中，電能計量自動抄表系統(tǒng)的終端采集裝置以電子式電能表為主。

（二）網(wǎng)絡(luò)表和集中器。網(wǎng)絡(luò)表和集中器是采集、存儲電能表電量數(shù)據(jù)的裝置，由單片機、存儲器和接口電路等構(gòu)成，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了較成熟的產(chǎn)品，例如網(wǎng)絡(luò)表：博納DTSDN89；集中器：晨泰PLM100-HB。

（三）通信信道。通信信道是電能計量自動抄表技術(shù)中的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)通信方式的選取要綜合考慮地理環(huán)境特點、用戶用電行為、技術(shù)水平、管理體制和投資成本等因素。國內(nèi)外對于不同通信方式各有側(cè)重，在西方發(fā)達國家，對于電能計量自動抄表技術(shù)的研究起步較早，電力系統(tǒng)包括配電網(wǎng)絡(luò)較規(guī)范、完備，所以低壓電力線載波技術(shù)被廣泛應(yīng)用；在我國，受條件所限，較多使用GPRS、電話線通信。近來，隨著對擴頻技術(shù)研究的深入，低壓電力線載波中干擾大的問題逐步得到解決，因此，低壓電力線載波通信方式在電能計量自動抄表技術(shù)中的應(yīng)用有逐步推廣的趨勢。

三、自動抄表技術(shù)的發(fā)展趨勢分析

（一）電力線載波通信。電力線載波通信，是將信息調(diào)制為高頻信號（一般為50～500 kHz）并疊加在電力線路上進行通信的技術(shù)。其優(yōu)勢是利用電力線作為通信信道，不必另外鋪設(shè)通信信道，大大節(jié)省投資，維護工作量少，可靈活實現(xiàn)“即插即用”。目前，國內(nèi)10 kV以上電壓等級的高壓電力線載波技術(shù)已經(jīng)較成熟，但低壓電力網(wǎng)絡(luò)上的載波通信還未能達到令人滿意的水平，這在一定程度上制約了電能計量自動抄表技術(shù)在我國的實際應(yīng)用。

（二）GPRS通信。GPRS是一項高速無線數(shù)據(jù)傳送技術(shù)，數(shù)據(jù)是以“分組”的形式通過GSM 系統(tǒng)的空中信道傳送的。相對于以前曾采用的無線通訊技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。首先電力部門不需要為GPRS建立網(wǎng)絡(luò)，一次性投資小。其次，GPRS移動通信網(wǎng)絡(luò)完善，覆蓋面大，受外界因素影響小。第三，GPRS網(wǎng)絡(luò)基站較多，冗余度高，不會出現(xiàn)局部癱瘓的局面。第四，GPRS傳輸速率高，其數(shù)據(jù)傳輸速度理論峰值可達115kps，遠遠高于230MHz無線通訊，有利于采用更高智能的終端設(shè)備。第五，GPRS擁有全國統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，便于相鄰電網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交流。

四、結(jié)束語

電力營銷效率的提高，取決于營銷部門對配網(wǎng)信息、用戶現(xiàn)狀和需求的了解程度，以及對各種數(shù)據(jù)分門別類加以采集分析并有效利用。電能計量自動抄表系統(tǒng)，能夠充分采集用戶的各種數(shù)據(jù)信息，對數(shù)據(jù)進行集中存儲和統(tǒng)一分析，對于加強需求側(cè)管理，具有重要意義。

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作者簡介：

張少敏 華北電力大學(xué) 女 教授、碩士生導(dǎo)師 博士 河北 保定 網(wǎng)絡(luò)信息安全、電力信息化。

何炳哲 國網(wǎng)衡水供電公司 男 工程師 碩士 河北 衡水 用電信息采集、信息系統(tǒng)。