華　雋

(國(guó)網(wǎng)河南省電力公司，鄭州　450000)

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“四表合一”采集實(shí)現(xiàn)原理及未來(lái)發(fā)展形勢(shì)研究

華雋

(國(guó)網(wǎng)河南省電力公司，鄭州450000)

闡述電、水、氣、熱表統(tǒng)一采集的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法及原理，說(shuō)明“四表合一”采集的未來(lái)發(fā)展形勢(shì)、面臨困難等，并就“四表合一”的發(fā)展提出相應(yīng)建議。

載波；微功率無(wú)線；通信接口轉(zhuǎn)換器；發(fā)展前景

為響應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源建設(shè)要求，進(jìn)一步落實(shí)“便民、為民、惠民”服務(wù)舉措，充分展現(xiàn)國(guó)家電網(wǎng)公司責(zé)任央企形象，促進(jìn)“智慧城市”發(fā)展，綜合利用社會(huì)公共資源，進(jìn)一步發(fā)揮公司用電信息采集系統(tǒng)價(jià)值，按照國(guó)家電網(wǎng)公司總體部署，自2015年起，各省(自治區(qū)、直轄市)電力公司積極推進(jìn)“四表合一”采集的試點(diǎn)應(yīng)用。水、氣、熱、電表分屬不同的事業(yè)單位管理，各自的用戶檔案、計(jì)量方式、通訊規(guī)約、付費(fèi)方式等各不相同，四表合一統(tǒng)一采集需要較多技術(shù)改造，本文就“四表合一”的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法及原理進(jìn)行詳細(xì)闡述，并就“四表合一”的發(fā)展方向及存在問(wèn)題提出建議[1]。

1　“四表合一”采集實(shí)現(xiàn)方法

1.1水、氣、熱表實(shí)現(xiàn)采集方式

目前，水、氣、熱表一般有普通機(jī)械表、IC卡預(yù)付費(fèi)表和遠(yuǎn)傳式智能數(shù)字表等類型，其中機(jī)械表采用人工抄表方式，效率較低，IC卡付費(fèi)表本質(zhì)未對(duì)表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，而是基于費(fèi)用的結(jié)算。遠(yuǎn)傳式智能數(shù)字水表、燃?xì)獗怼崃Ρ淼闹髁魍ㄓ嵰?guī)約為2004年住建部發(fā)布的《CJ/T188—2004戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》，其中本地通信信道一般采用的是M-BUS通信方式，也有部分采用了微功率無(wú)線通信方式，燃?xì)獗碇饕捎玫氖俏⒐β薀o(wú)線通信方式[2]。

1.2電表實(shí)現(xiàn)采集方式

目前電能表數(shù)據(jù)通訊采用的是DL/T645—2007通訊協(xié)議，是國(guó)家發(fā)改委在2007年發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)電表采集系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1　電表采集系統(tǒng)物理架構(gòu)圖

用電信息采集系統(tǒng)由主站層、遠(yuǎn)程通信層、采集終端層、本地通信層、電能表層組成。主站通過(guò)無(wú)線公網(wǎng)、光纖專網(wǎng)等遠(yuǎn)程通信技術(shù)與采集終端交互；采集終端通過(guò)窄帶電力線載波、寬帶電力線載波、微功率無(wú)線、RS-485等本地通信技術(shù)與電能表通信。

1.3“四表合一”采集實(shí)現(xiàn)方式

根據(jù)介紹的電、水、氣、熱表的采集方式，可看出四者之間的區(qū)別在本地通訊協(xié)議和通信信道的不同，根據(jù)電表采集的五層物理構(gòu)架，只要在采集終端和水、氣、熱表之間加上通信轉(zhuǎn)換器和水氣熱表專用的本地通信信道，并升級(jí)采集終端使增加水氣熱表的通訊規(guī)約解析功能，則可以在電表采集的物理構(gòu)架上實(shí)現(xiàn)對(duì)水、氣、熱表的采集。

以下為各種采集場(chǎng)景所對(duì)應(yīng)的“四表合一”實(shí)現(xiàn)采集方式：

圖2　場(chǎng)景III相應(yīng)四表合一改造后示意圖

(1)無(wú)線電能表+無(wú)線水氣熱表

此場(chǎng)景指的是電表與采集終端間采用微功率無(wú)線通信方式，水氣熱表也均為微功率無(wú)線。此場(chǎng)景下無(wú)需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的布線施工，也是 “四表合一”改造方式中最簡(jiǎn)單的一種，改造過(guò)程主要是對(duì)電能表(或采集器)的微功率無(wú)線模塊進(jìn)行軟件升級(jí)，使電表微功率無(wú)線模塊作為網(wǎng)關(guān)，與周圍無(wú)線水氣熱表形成星型網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水氣熱表的采集。

(2)載波電能表+無(wú)線水氣熱表

此場(chǎng)景指的是電表與采集終端間采用載波通信方式，水氣熱表為微功率無(wú)線[3]。此場(chǎng)景下無(wú)需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的布線施工，可以將電能表(或采集器)模塊更換為微功率+載波的雙模通信模塊方式，使電能表(或采集器)上行通過(guò)電力線載波與集中器通信，下行通過(guò)微功率無(wú)線與水氣熱表通信，上、下行信道獨(dú)立運(yùn)行。

(3)有線電能表+有線水氣熱表

此場(chǎng)景指的是電表與采集終端間采用載波或RS-485通信方式，水氣熱表為M-BUS通信方式，其實(shí)現(xiàn)方式是在集中器和水氣熱表之間新增加通信轉(zhuǎn)換器，通信轉(zhuǎn)換器主要起到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的作用，其下行可通過(guò)M-BUS與水氣熱表通信，上行通過(guò)電力線載波或RS-485與集中器通信，考慮到燃?xì)獗聿捎梦⒐β薀o(wú)線方式較多，現(xiàn)在一般通信轉(zhuǎn)換器的下行支持微功率無(wú)線方式。圖2為改造后的示意圖[4]。

2　“四表合一”采集發(fā)展前景

(1)可提高水、氣、熱表的數(shù)據(jù)抄收效率，降低企業(yè)管理成本。

實(shí)現(xiàn)水、氣、電、熱表統(tǒng)一遠(yuǎn)程采集后，可為相關(guān)企業(yè)省去大量的人力及時(shí)間成本，以及相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)的高額費(fèi)用，使企業(yè)更加集中力量去提升服務(wù)水平和質(zhì)量。

(2)為居民的生活繳費(fèi)提供一體化繳費(fèi)方式，提高繳費(fèi)的便利性。

實(shí)現(xiàn)四表集抄后，居民可實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)戶號(hào)進(jìn)行水、氣、電、熱的查詢和繳費(fèi)，省去了到各個(gè)公司來(lái)回奔波，真正實(shí)現(xiàn)了一卡通。

(3)為城市水、氣、電、熱等常用能源的精細(xì)化管理提供大數(shù)據(jù)支撐。

根據(jù)前面水、氣、熱表采集方式的介紹，機(jī)械表的數(shù)據(jù)采集周期較長(zhǎng)，預(yù)付費(fèi)表實(shí)質(zhì)上未對(duì)表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，都不方便管理部門對(duì)城市常用能源進(jìn)行精細(xì)化管理，在實(shí)現(xiàn)“四表合一”采集后，可至少實(shí)現(xiàn)每日一次數(shù)據(jù)的采集，水氣熱等企業(yè)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶用水、氣、熱的故障，提高了服務(wù)水平，同時(shí)為階梯價(jià)格政策的制定提供數(shù)據(jù)支撐，有利于建設(shè)節(jié)約社會(huì)。

3　“四表合一”采集面臨的困難

(1)四表管理部門缺乏統(tǒng)一管理，整體推動(dòng)存在困難。

水、氣、電、熱分屬不同單位進(jìn)行管理，各個(gè)單位的發(fā)展水平、投資重點(diǎn)各不相同，如果沒(méi)有一個(gè)強(qiáng)力部門統(tǒng)一牽頭，整體推動(dòng)存在困難較大。

(2)計(jì)量?jī)x表硬件、通信方式、通信規(guī)約參差不齊。

如前面所介紹到的水、氣、熱表采集方式，當(dāng)前計(jì)量?jī)x表存在有機(jī)械表、本地智能表、遠(yuǎn)傳智能表等，通信方式也存在M-BUS、微功率無(wú)線等多種方式，同時(shí)通訊規(guī)約也存在多種，給“四表合一”的大規(guī)模推廣、調(diào)試工作帶來(lái)很大困難，增加了建設(shè)成本。

(3)“四表合一”運(yùn)維成本較高。

原來(lái)的機(jī)械表和本地智能表運(yùn)維工作量很小，但在實(shí)現(xiàn)“四表合一”采集后，由于數(shù)據(jù)要求實(shí)現(xiàn)定期自動(dòng)采集，對(duì)運(yùn)維的要求增加了，且運(yùn)維時(shí)需要協(xié)調(diào)水、氣、熱、電等各個(gè)公司配合進(jìn)行，同時(shí)還涉及到不同表計(jì)設(shè)備廠家、系統(tǒng)廠家，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員的技術(shù)要求很高，整個(gè)運(yùn)維工作的技術(shù)和協(xié)調(diào)工作量較大，使整體運(yùn)維成本較高。

4　“四表合一”采集發(fā)展建議

(1)“四表合一”是一個(gè)新事務(wù)，可提升社會(huì)公共事業(yè)服務(wù)水平，提高社會(huì)效率，如發(fā)展好可成為一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，但前期還存在一定的困難及阻力，故建議政府部門應(yīng)起到牽頭推動(dòng)“四表合一”的作用，并著手制定“四表合一”的配套標(biāo)準(zhǔn)，保證“四表合一”的有序和規(guī)范發(fā)展。

(2)建議在“四表合一”推廣前期，為解決運(yùn)維問(wèn)題，電力公司可聯(lián)合水、氣、熱公司成立“四表合一”運(yùn)維公司，并核算運(yùn)維費(fèi)用，探討切實(shí)可行的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式。

[1]紀(jì)亮. 2014年第四季度民用“四表”產(chǎn)品質(zhì)量國(guó)抽結(jié)果公布[J]. 中國(guó)計(jì)量, 2015(3):18-18.

[2]徐偉，王斌，姜元建.低壓電力線載波通信技術(shù)在用電信息采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電測(cè)與儀表, 2010, 47(Z1):44-47.

XU Wei, WANG Bin, JIANG Yuan-jian. Power line carrier communication technology and its applications in electric energy data acquisition system[J].Electrical Measurement & Instrumentation, 2010,47(Z1):44-47.

[3]趙聞蕾.基于M-BUS總線的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備, 2004, 24(12):61-63.

ZHAO Wen-lei. Intelligent remote meter reading system based on M-BUS[J]. Electric Power Automation Equipment,2004,24(12):61-63.

[4]陳博，徐建政，劉霄.新型微功率無(wú)線抄表系統(tǒng)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備, 2011, 31(5):134-136.

CHEN Bo, XU Jian-zheng，LIU Xiao. Micro-power wireless meter reading system[J].Electric Power Automation Equipment,2011,31(5):134-136.

(本文編輯：嚴(yán)加)

“Four-Meter Unified” Collection Principle and Its Future Development

HUA Juan

(State Grid Henan Electric Power Company, Zhengzhou 450000, China)

This paper elaborates the technical realization method and principle of electricity, water, gas and heat meter unified collection, explains the future development and present difficulties of the four-meter unified collector, and finally puts forward the corresponding suggestions about its development.

carrier; micro-power wireless;communication interface converter; development prospects

10.11973/dlyny201604009

華雋(1983)，男，助理工程師，主要研究方向?yàn)橛秒娦畔⒉杉到y(tǒng)建設(shè)、運(yùn)維及應(yīng)用。

TP84

A

2095-1256(2016)04-0445-03

2016-05-18