白楊，蔡徵薇，張曉蘭

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展和不斷進(jìn)步，我國(guó)開展了現(xiàn)代化建設(shè)。電網(wǎng)的建設(shè)既是現(xiàn)代化建設(shè)中重要組成之一，又是人們?nèi)粘９ぷ?、生活的重要保障之一?？茖W(xué)技術(shù)水平的提升促進(jìn)了各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)也變得更加智能化、信息化。在建設(shè)智能電網(wǎng)時(shí)通常采用多種智能測(cè)量終端，這就將采集電能信息數(shù)據(jù)的重要性凸顯出來，尤其是通信方式的選擇。對(duì)此本文對(duì)城鎮(zhèn)居民電能信息采集通信方式進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：信息采集；遠(yuǎn)程通信；本地通信

電能信息采集系統(tǒng)隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展得到了完善，可以通過對(duì)配變、用戶電表的數(shù)據(jù)等進(jìn)行遠(yuǎn)程采集，并在主站端顯示數(shù)據(jù)，調(diào)度人員可以實(shí)時(shí)對(duì)線路的負(fù)荷情況進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)供電情況進(jìn)行調(diào)整控制，從而實(shí)現(xiàn)供電可靠性的提高。通常進(jìn)行電能信息采集的系統(tǒng)系統(tǒng)可分為遠(yuǎn)程通信、本地通信。其中遠(yuǎn)程通信主要是在現(xiàn)場(chǎng)終端與主站系統(tǒng)見傳輸電能信息，具有可傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。而本地通信主要是在現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備儀表和現(xiàn)場(chǎng)終端間傳輸數(shù)據(jù)。將本地通信與遠(yuǎn)程通信進(jìn)行有機(jī)結(jié)合可以在整個(gè)通訊系統(tǒng)傳遞信息。

1 遠(yuǎn)程通信

紅外通信技術(shù)、光纖通訊通信技術(shù)、Modem通信技術(shù)等都屬于遠(yuǎn)程通信技術(shù)，當(dāng)前階段因?yàn)檫h(yuǎn)方電能采集系統(tǒng)擁有較多種類，因此在設(shè)備技術(shù)、實(shí)現(xiàn)方式、使用環(huán)境和適用范圍等也不相同，且每種種類均具有自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。科學(xué)技術(shù)水平的提升促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，今兒出現(xiàn)了多種新型的遠(yuǎn)方通信技術(shù)，如無線擴(kuò)頻通信、以太網(wǎng)通信技術(shù)等。

1.1 GPRS方式

通用無線分組業(yè)務(wù)簡(jiǎn)稱GPRS，可利用GSM網(wǎng)絡(luò)升級(jí)來實(shí)現(xiàn)，一般為2.5G。但是在實(shí)際使用中，GPRS的速度值未能達(dá)到預(yù)期的理想速度，一般情況下為14.4K至43.2K。采集到的電能信息可以利用GPRS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)時(shí)的上傳到上位機(jī)，上位機(jī)通過智能化的分析這些數(shù)據(jù)，進(jìn)而監(jiān)測(cè)線路。但是GPRS技術(shù)具有通信費(fèi)用較高且易受通信網(wǎng)絡(luò)限制，致使無法保障其可靠性，因此當(dāng)前階段該技術(shù)主要作為補(bǔ)充方式進(jìn)行應(yīng)用。

1.2 GSM短消息的電能量采集系統(tǒng)

GSM短消息電能采集系統(tǒng)可劃分為三部分，局端通信計(jì)算機(jī)即上文所說的上位機(jī)，GSM短信息采集器，以及作為采集終端的智能電表?？蓪⒋巳糠謩潪閮蓪咏Y(jié)構(gòu)，其中采集器和上位機(jī)為上層結(jié)構(gòu)，通過星形網(wǎng)絡(luò)在二者間進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信，并利用GSM進(jìn)行短信的收發(fā)，進(jìn)而在采集器和上位機(jī)間傳送信息。而采集器和智能電表為下層結(jié)構(gòu)，可通過485通信等方式進(jìn)行二者間的通信。采集器的功能主要有：抄表、處理短消息數(shù)據(jù)、報(bào)警和監(jiān)察用電情況。

1.3 選擇原則

在實(shí)際工作中選擇遠(yuǎn)程通信的方式應(yīng)結(jié)合具體情況，并充分考慮這幾點(diǎn)因素。該通信方式對(duì)應(yīng)用的需求是否可以切實(shí)有效的滿足，不僅要考慮該通信方式的性能，還應(yīng)考慮七通信的數(shù)據(jù)量、寬帶以及可靠性。進(jìn)而使選擇的通信方式既可以采集大量用戶的電能信息，還能夠滿足管理需求，并在一定程度上具有安全性、可靠性和穩(wěn)定性。在選擇通信方式時(shí)還應(yīng)考慮當(dāng)前地區(qū)的地理位置、地質(zhì)地貌、周邊環(huán)境等，從而使選擇的通信方式較好的適應(yīng)實(shí)際情況并滿足實(shí)際需求。尤其是無線通信方式的選擇，更應(yīng)考慮地區(qū)是否可以滿足無線需求。最后還應(yīng)充分考慮資金問題，如該通信方式的建設(shè)成本以及后續(xù)運(yùn)行的費(fèi)用和維修養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用等，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。

2 本地通信

本地通信技術(shù)主要包括小功率無線發(fā)射裝置現(xiàn)場(chǎng)通信技術(shù)；小型大功率無線電臺(tái)遠(yuǎn)程無線通信；RS485總線通信技術(shù)；低壓電力線載波通信技術(shù)等。

2.1 RS485總線方式自動(dòng)通信系統(tǒng)

RS485總線方式主要包括為單RS485總線方式和雙RS485總線方式兩種。其中單RS485總線方式主要用于城市居民小區(qū)和較密集的商用樓，雙RS485總線通信方式適用于城市較分散的商業(yè)用戶和居民用戶。

單RS485總線通信系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在技術(shù)簡(jiǎn)單、成熟，易于實(shí)現(xiàn)，通信可靠性高；在采用這種通信方式時(shí)，一般采用多塊表集中抄收的方式，這樣不僅降低了每戶成本，同時(shí)也降低了整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)。雙RS485總線通信方式由于采用了雙RS485總線結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)體現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸速率高，可靠性高，為了提高脈沖傳輸?shù)目煽啃?，一般在電能表?nèi)設(shè)置了RS485轉(zhuǎn)換模塊。

目前，使用的485通信一般都是雙極性的A、B線通信方式，這種方式可以滿足電能信息采集的要求，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準(zhǔn)確性。但是雙極性的通信方式存在一個(gè)弊端：雙極性線給網(wǎng)絡(luò)的組建和調(diào)試工作增加了工作量，假如現(xiàn)場(chǎng)總線有極性接錯(cuò)的地方，則造成數(shù)據(jù)不能傳輸，而且排查維修比較麻煩。為了解決這個(gè)問題，可以選用無極性485芯片，這樣可以避免這些問題。

RS485通信方式的缺點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：（1）現(xiàn)場(chǎng)施工布線工作量大；（2）通信網(wǎng)線易遭到破壞，而且故障點(diǎn)不易查找；（3）通信容易受到雷擊和過電壓的影響，破壞通信質(zhì)量。

2.2 低壓電力線載波通信系統(tǒng)

影響電力線載波傳輸質(zhì)量主要有兩個(gè)因素：一是電力網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性及其衰減，另一個(gè)是噪聲的干擾。第一個(gè)因素制約著信號(hào)的傳輸距離，第二個(gè)因素決定著數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

由于用戶的用電設(shè)備包含大量的配電變壓器和變頻設(shè)備，低壓電力網(wǎng)的通信容易受到這些設(shè)備產(chǎn)生的噪音的干擾，嚴(yán)重影響載波傳輸通道的環(huán)境。故需要選擇合適的載波技術(shù)減少隨機(jī)噪聲、頻譜噪聲或者工頻噪聲產(chǎn)生的干擾。目前常用的載波技術(shù)包括基于FSK調(diào)制技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)及過零技術(shù)等?；贔SK的調(diào)制技術(shù)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為采集模塊成本低，容易實(shí)現(xiàn)，但抗干擾和抗諧波能力較弱。基于擴(kuò)頻技術(shù)的采集模塊的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：具有寬帶傳送的擴(kuò)頻技術(shù)提高了系統(tǒng)的抗干擾能了，使得整個(gè)系統(tǒng)的可靠性相應(yīng)提高。在實(shí)際應(yīng)用中，無論采用基于FSK調(diào)制技術(shù)還是擴(kuò)頻技術(shù)等，都需要考慮不同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)的不同變化的負(fù)荷需要而選擇合適的通信方式。

電力線載波通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：（1）充分利用電力線資源；（2）不需要重新布線；（3）成本低，經(jīng)濟(jì)效益好。

電力線載波通信系統(tǒng)的缺點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）局限性：高頻載波信號(hào)傳輸范圍只能限制在一個(gè)臺(tái)區(qū)域內(nèi)，不能實(shí)現(xiàn)跨臺(tái)傳輸信號(hào)，如果想跨臺(tái)傳輸，需要借助其他通信手段；（2）低壓電纜本身的結(jié)構(gòu)、介質(zhì)和負(fù)荷的變化會(huì)造成載波信號(hào)容易受到干擾，無法實(shí)現(xiàn)全天候電能表可靠抄送，只能通過中斷等其他技術(shù)方法解決；（3）單表模塊的尺寸和成本限制了模塊可靠性和穩(wěn)定性的進(jìn)一步提高，從而影響到整個(gè)系統(tǒng)性能的提高。

電力線載波通信技術(shù)以電網(wǎng)為載體，穩(wěn)定性與電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電網(wǎng)阻抗有關(guān)。目前，節(jié)能變頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得電網(wǎng)阻抗會(huì)發(fā)生變化，對(duì)載波通信方式影響較大。

2.3 選擇原則

在選擇本地通信方式時(shí)應(yīng)考慮這幾點(diǎn)因素，首先便是工程施工的問題，充分考慮該本地通信方式進(jìn)行施工時(shí)其工作量以及工作難度等問題。其次是考慮該通信方式運(yùn)行時(shí)的工作量以及后續(xù)維修養(yǎng)護(hù)工作量。最后是考慮該通信方式是否具有可靠性，如該通信方式在實(shí)際工作時(shí)的穩(wěn)定性以及通信的成功率等，需具有較好的執(zhí)行能力和長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，促進(jìn)了電力企業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步的同時(shí)，也為電力企業(yè)開展電能信息采集工作提出了更多更高的要求。尤其是通信可靠性、通信效率以及通信管理在內(nèi)的通信技術(shù)水平。因我國(guó)幅員遼闊、人口眾多，因此各區(qū)域用電情況均不相同，且具有多樣性和復(fù)雜性。所以在進(jìn)行通信方式的選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和具體需求進(jìn)行選擇，并根據(jù)遠(yuǎn)程通信、本地通信中的各種通信方式的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，充分考慮通信的穩(wěn)定性和可靠性與安全性，確保通信的成功率。通過較好的開展城鎮(zhèn)居民電能信息采集工作促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)綜合國(guó)力的進(jìn)一步提升。

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