王雷　趙俊紅　王軼

摘 要：隨著智能電網(wǎng)概念的提出和至今逐漸步入全覆蓋的低壓集抄系統(tǒng)的建設(shè)，電網(wǎng)改造和建設(shè)的目標(biāo)始終一致：將配電網(wǎng)末端的每一個(gè)需要監(jiān)視、控制、管理的運(yùn)行維護(hù)環(huán)節(jié)數(shù)字化、智能化，通過網(wǎng)絡(luò)化的信息通信平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互和整合，使配電網(wǎng)的運(yùn)行管理由“靜態(tài)”模式轉(zhuǎn)變成“動(dòng)態(tài)”模式，并具備康復(fù)自愈和優(yōu)化、用戶參與、靈活的供用電方選擇等特征，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全、高效、可靠和彈性的運(yùn)行管理。要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，不斷尋求新型先進(jìn)的通訊方式仍然是重中之重。

關(guān)鍵詞：智能電能表；信息采集；通訊方案；微功率無線

1 目前電力集抄系統(tǒng)的建設(shè)概況

昆明供電局于2009年底開始低壓電力集抄系統(tǒng)建設(shè)，在系統(tǒng)建設(shè)過程中，特別注重低壓電力集抄系統(tǒng)的通訊方式，不斷尋求新型先進(jìn)的通信方式，努力實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)提出的總體目標(biāo)。至今為止，一共使用了以下幾種通信方式：電力線窄帶載波、電力線窄帶載波+RS485、電力線寬帶載波、微功率無線、有線網(wǎng)絡(luò)+RS485。

自從2015年推廣使用有線網(wǎng)絡(luò)集抄方案后，每個(gè)有線網(wǎng)絡(luò)集抄方案臺(tái)區(qū)的抄表率達(dá)到99.99%。有線網(wǎng)絡(luò)通信速率高，穩(wěn)定性強(qiáng)，為以后實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的預(yù)付費(fèi)、實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)采集及分析等功能，提供可靠的采集通信通道。但在推廣的過程中，也遇到一些難題，如小區(qū)里面的散表抄讀難題。每個(gè)一個(gè)小區(qū)都存在分布零散的單表或者商鋪電表。如果使用有線網(wǎng)絡(luò)方案抄讀，必須每只電能表需要牽引一條網(wǎng)線，分配一個(gè)固定IP，安裝一個(gè)有線網(wǎng)絡(luò)采集器進(jìn)行單獨(dú)抄讀，施工難度大，投入成本大，經(jīng)濟(jì)效益低。

針對(duì)小區(qū)的零散表的抄讀，昆明供電局與集抄廠家反復(fù)研究和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試實(shí)踐，最終推行一種多通信結(jié)合的通信方式：有線網(wǎng)絡(luò)+RS485+微功率無線結(jié)合的雙模方案。對(duì)原本的有線網(wǎng)絡(luò)通信方式進(jìn)行有效的補(bǔ)充，同時(shí)保留了整套通信方式的高速率和穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)。

2 智能電表本地通信的主要方式

2.1 光纖通信

光纖通信也稱為有線網(wǎng)絡(luò)通信，包括標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)（10Mbit/s）、快速以太網(wǎng)（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太網(wǎng)。有線網(wǎng)絡(luò)通信具有穩(wěn)定、高速等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)大量快速抄讀，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制，可靠性高，但需要重新布置網(wǎng)線，施工復(fù)雜。

2.2 微功率無線

微功率無線通信使用475Mhz頻率，屬于民用計(jì)量的免費(fèi)頻段范圍內(nèi)。無需申請(qǐng)，無需產(chǎn)生通信費(fèi)用。采用自組網(wǎng)方式，先進(jìn)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都擁有多條備用路徑，且網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)自維護(hù)、自修復(fù)，更好地適應(yīng)各種復(fù)雜、多變的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，通信速率高達(dá)19200bps。但受障礙物的影響，信號(hào)衰減較大。對(duì)于小范圍，短距離的自組網(wǎng)通信，具有通信穩(wěn)定，傳輸速率高的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 RS485總線技術(shù)

RS485總線技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸較為成熟、可靠，由于芯片帶載能力和有線連接方式，傳輸距離收到限制。RS485最大的通信距離約為1219m，最大傳輸速率為10Mbps，傳輸速率與傳輸距離成反比，在100Kbps的傳輸速率下，才可以達(dá)到最大的通信距離，如果需傳輸更長(zhǎng)的距離，需要加485中繼器。

2.4 電力線載波技術(shù)

目前國內(nèi)普遍使用低壓窄帶載波通信技術(shù)，是指載波信號(hào)頻率范圍≤500kHz的低壓電力線載波通信，數(shù)據(jù)傳輸速率較低。采用這種通信方式時(shí)無需另外鋪設(shè)通信線路，安裝方便，適應(yīng)性好，可以方便地將電力通信網(wǎng)絡(luò)延伸到低壓用戶側(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶電表的數(shù)據(jù)采集和控制。因?yàn)殡娏€信道具有信號(hào)衰減大、噪聲源多且干擾強(qiáng)、受負(fù)載特性影響大特性，從而降低了低壓窄帶載波通信的可靠性，使其推廣應(yīng)用遭遇一些技術(shù)障礙，需要在應(yīng)用時(shí)采用軟、硬件技術(shù)結(jié)合完成組網(wǎng)優(yōu)化。因此低壓窄帶載波通信方式適用于電能表安裝位置分散、布線困難、用電負(fù)載特性變化較小的臺(tái)區(qū)。

3 雙模通信方案介紹

雙模通信方式是昆明供電局正在試驗(yàn)的一種新型通信方式，結(jié)合了多種通信方式的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也互補(bǔ)解決了單種通信方式的局限性。

有線網(wǎng)絡(luò)集抄補(bǔ)充方案——微功率無線方案是針對(duì)小區(qū)的分布零散電表抄讀而推行的一種方案。集中分布的電能表仍然采用有線網(wǎng)絡(luò)+RS485總線的抄讀方式進(jìn)行抄讀。零散分布的電能表采用有線網(wǎng)絡(luò)+微功率無線+RS485的抄讀方式進(jìn)抄讀。

雙模通信方式將多種通信方式結(jié)合在一起，解決了光纖通信時(shí)零散用戶表的抄讀問題，由于零散用戶表具有少量，小范圍，短距離的分布特點(diǎn)，所以雙模通信方式也保持了原有的穩(wěn)定，高速的優(yōu)點(diǎn)，具有實(shí)時(shí)強(qiáng)，通信可靠等特點(diǎn)。

4 雙模通信方案與其他通信方案的對(duì)比（見表1）

5 試點(diǎn)建設(shè)

研究試點(diǎn)應(yīng)用于東方玫瑰園小區(qū)，在22棟1單元原有的有線網(wǎng)絡(luò)采集器RS485端口連接1只微功率無線路由器，與原有的12只RS485表同一總線；22棟一單元門口的裝有3只單相電能表的表箱采用1只微功率無線二型采集器全部抄讀；剩余的43塊分散的商鋪電能表采用微功率無線單相通信模塊直接插入電能表進(jìn)行抄讀。

微功率無線路由器對(duì)下聯(lián)的46塊分散商鋪電能表進(jìn)行無線智能組網(wǎng)，然后通過微功率無線通信方式進(jìn)行抄讀，然后通過RS485總線與有線網(wǎng)絡(luò)采集器進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)微功率無線補(bǔ)充方案的抄表動(dòng)作。

通過原有的有線網(wǎng)絡(luò)采集器上行通道，無需新增有線網(wǎng)絡(luò)通道及有線網(wǎng)絡(luò)采集器設(shè)備。利用微功率無線智能組網(wǎng)，無線傳輸速度最大達(dá)到128Kbps，可以匹配有線網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，抄表穩(wěn)定、快速。試點(diǎn)建設(shè)之后，抄表率一直保持100%。

6 結(jié)束語

要完成智能電網(wǎng)的總體目標(biāo)，必須繼續(xù)尋求更加先進(jìn)的通訊方式，同時(shí)也需要根據(jù)用戶不同的分布地理環(huán)境，而選擇合適的通訊方式。有線網(wǎng)絡(luò)+微功率無線通信方式作為有線網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充方案，解決了分散用戶的抄表難題，保持了通信方式的高速率和穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，適于推廣使用。