周華皓

（國(guó)家電網(wǎng)江蘇省電力有限公司 鹽城供電分公司，江蘇 鹽城 224200）

1 低壓電能計(jì)量集抄技術(shù)現(xiàn)狀

按電力計(jì)量單位的不同，低壓電能表分為機(jī)電脈沖型和全電子型。目前，使用最廣泛的是全電子型電能表，它采用了乘法器來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的計(jì)量。這種電能儀可以采集大量的電流、電壓、功率因數(shù)等信息，其輸出端通常采用低電壓的載波接口和RS485接口。另外，有些新型電能表具有多種接口，用于數(shù)字仿真通信方式。在今后一段時(shí)間內(nèi)，全電子電能表將成為低壓電力計(jì)量、低壓集抄系統(tǒng)的主要設(shè)備。采集器匯聚了電能表的電量數(shù)據(jù)，會(huì)根據(jù)主控臺(tái)的指令，對(duì)所有采集設(shè)備進(jìn)行有序的收集，再用特定的傳輸設(shè)備將數(shù)據(jù)發(fā)送給主控臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。聚能器有RS485和電話線路，可以采集數(shù)據(jù)、設(shè)置電能表、遠(yuǎn)程監(jiān)控、糾正異常情況的記錄。在當(dāng)前的低壓電力測(cè)量中，可靠的通信通道至關(guān)重要。選擇通信方式時(shí)，必須綜合考慮多種因素。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，自動(dòng)抄表技術(shù)很早就被開(kāi)發(fā)出來(lái)，電力和配電網(wǎng)絡(luò)都比較完善，因此載波抄表在世界上得到了廣泛的應(yīng)用[1]。

2 集抄系統(tǒng)構(gòu)成與特點(diǎn)

2.1 采集系統(tǒng)

低壓電能計(jì)量集抄技術(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)采取媒介與通信方式的不同可分為2類(lèi)，分別是本地自動(dòng)抄表、遠(yuǎn)程集中抄表。本地自動(dòng)抄表通常是抄表人員使用便攜式掌上電腦（Personal Digital Assistant，PDA）上的紅外線發(fā)送和接收設(shè)備，對(duì)儀表進(jìn)行無(wú)接觸讀出。雖然這個(gè)方法很容易實(shí)施且成本低，但是它的數(shù)據(jù)傳送距離較短且自動(dòng)化程度較低，僅適合于測(cè)量?jī)x表密集的地區(qū)，如城鎮(zhèn)住宅區(qū)。藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)非常成熟，如果能將藍(lán)牙技術(shù)引入抄表系統(tǒng)，就能很好地解決無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍和數(shù)據(jù)中心，但是其價(jià)格昂貴。遠(yuǎn)程集中抄表技術(shù)是將電能脈沖通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理中心。通常情況下，通過(guò)RS485母線或低壓電線，將用戶(hù)終端計(jì)量裝置的電能脈沖進(jìn)行一次脈沖采集，然后由二級(jí)抄表機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程管理、計(jì)量和結(jié)算等工作。這種方法并不要求抄表員在現(xiàn)場(chǎng)抄表，大大提高了抄表的工作效率，同時(shí)促進(jìn)了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。

2.2 通信網(wǎng)絡(luò)

低壓電力計(jì)量與集抄技術(shù)中，選用一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的。信道是通信網(wǎng)絡(luò)的別名，是數(shù)據(jù)的傳送通道。在集成器中，集成器與主控制器的通信被稱(chēng)作上行通道，而集成器與采集器的通信叫做下行通道。上行和下行通道的用法各不相同。在抄表的過(guò)程中，這兩個(gè)部分的通信網(wǎng)絡(luò)是一樣的，也有不同的，所以就形成了一套自動(dòng)抄表系統(tǒng)。按照通信媒介的不同，可以將其劃分為有線通信和無(wú)線通信。有線通信技術(shù)就是通過(guò)布線來(lái)傳送資訊。有線通信的主要載體有光纖傳輸、電話線傳輸、RS485總線傳輸以及低電壓載波傳輸?shù)?。光纖傳輸成本高，安裝成本高，但是它的抗干擾能力強(qiáng)，傳輸信息的速度非?？?，能夠滿(mǎn)足長(zhǎng)距離的通信，這就是光纖傳輸被越來(lái)越多地使用的原因。由于電話線上的數(shù)據(jù)傳輸很容易阻塞，因此不利于大規(guī)模的信息傳送；但是因?yàn)橥顿Y少，所以在不方便接線的邊遠(yuǎn)地區(qū)仍然非常流行。RS485總線目前仍有較為廣泛的應(yīng)用，其通信速度和質(zhì)量均較高。然而，由于線路的布線工作量較大，通信通道受到的外部干擾較多，而且在線路損壞后，檢修和保養(yǎng)工作量較大。電力系統(tǒng)中的載波通信是一種特殊的通信方式[2]。

2.3 中心處理子系統(tǒng)的工作特點(diǎn)

中心處理系統(tǒng)是我國(guó)低壓電力計(jì)量及抄表系統(tǒng)的重要組成部分。該數(shù)據(jù)處理軟件是一套完整的數(shù)據(jù)處理中心。通過(guò)對(duì)采集設(shè)備所采集電力用戶(hù)的電力信息進(jìn)行整合、分析，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。該系統(tǒng)在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，所獲得的數(shù)據(jù)將用于電力系統(tǒng)的運(yùn)行。在硬件條件比較成熟的情況下，不需要直接接觸，而可以采用遠(yuǎn)距離控制。通過(guò)電能表和集線器來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，掌握用戶(hù)用電的情況。電力計(jì)量采集是一項(xiàng)重要的工作，它要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的傳輸。如何確保資料的可靠性，一直是廣大工程師不斷探討的課題。

為了確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸，提出了處理中心工作能力的方法，即提高硬件性能和軟件性能。工程師應(yīng)選用具有良好計(jì)算和儲(chǔ)存性能的硬件，選用具有良好可操作性的軟件。工程技術(shù)人員應(yīng)關(guān)注中央處理子系統(tǒng)的工作特性。若不注意其工作特性，則最終的低壓電力計(jì)量與采集系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

3 電能集抄系統(tǒng)組網(wǎng)方式應(yīng)用

在電力采集系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的選取是其中的一項(xiàng)技術(shù)難題，通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量與其整體的穩(wěn)定性有很大的關(guān)系。因此，在選擇的時(shí)候，要考慮到周?chē)沫h(huán)境，作出合理的選擇。網(wǎng)絡(luò)模式分為3種，即無(wú)線組網(wǎng)模式、載波組網(wǎng)模式和RS485組網(wǎng)模式。

3.1 無(wú)線組網(wǎng)方式

在采用無(wú)線組網(wǎng)模式的時(shí)候，并不一定要把電度表和集線機(jī)連接起來(lái)。在2臺(tái)設(shè)備之間，有一臺(tái)無(wú)線式的數(shù)據(jù)采集終端。這種無(wú)線化的數(shù)據(jù)采集終端可以成為集控機(jī)的通信中轉(zhuǎn)站，通過(guò)短距離無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理。同時(shí)，利用RS485總線組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集終端與電能表的通信。一些地方可以采用無(wú)線組網(wǎng)模式。但是，在不能鋪設(shè)通信電纜的地方，不適用無(wú)線組網(wǎng)的方法，實(shí)際的生產(chǎn)和生活中必須對(duì)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行合理分析[3]。

3.2 載波組網(wǎng)方式

載波組網(wǎng)模式是以某種形式把集線器和電能計(jì)量相連。電力線載波是載波組網(wǎng)的主要通信方式，通過(guò)載波組網(wǎng)的方式來(lái)組網(wǎng)，并不需要任何的數(shù)據(jù)采集終端，因此通過(guò)載波組網(wǎng)的方式可以迅速制定正確的組網(wǎng)方案，但是因?yàn)橥ㄐ诺膶?shí)時(shí)性并不好，在供電的時(shí)候，一般都會(huì)選擇在一個(gè)小的地方。與載波組網(wǎng)模式相似的還有混合載波模式和半載波模式，分別是通過(guò)載波和其他媒體或者是載波發(fā)送信息并選擇網(wǎng)絡(luò)模式。

3.3 RS485總線組網(wǎng)方式

RS485總線組網(wǎng)模式是一種采用碼分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）、通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service，GPRS）、 全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（Global System for Mobile communications，GSM）等光纖進(jìn)行通信的一種較為統(tǒng)一的通信方式。在RS485總線模式下，中央控制系統(tǒng)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，數(shù)據(jù)采集終端也可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。RS485總線是一種最常用的組網(wǎng)方式，在一些地方可以使用通信電纜。

3.4 低壓電能計(jì)量集抄技術(shù)的應(yīng)用建議

低壓電力測(cè)量與集抄技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)重要技術(shù)。將低壓集抄技術(shù)引入到生產(chǎn)實(shí)踐中，可以為計(jì)量工作帶來(lái)新的發(fā)展動(dòng)力，為計(jì)量工作的開(kāi)展提供了方便。然而，在低壓電力計(jì)量集抄技術(shù)中，采集數(shù)據(jù)的精確度仍是廣大電力用戶(hù)所關(guān)注的問(wèn)題。同時(shí)，低壓電力計(jì)量與集抄技術(shù)的工作效率也是衡量其工作效能的一個(gè)重要指標(biāo)。為了提高低壓電能計(jì)量集抄技術(shù)的工作效率，工程師應(yīng)充分考慮各種因素，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。另外，要進(jìn)一步完善我國(guó)的宏觀調(diào)控體系。若選用不適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，不但會(huì)影響其正常運(yùn)行，而且會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。若選用適當(dāng)?shù)难b置，可以達(dá)到最后的能量供給效果，從而提高低壓電能計(jì)量集抄系統(tǒng)的工作效率和工作品質(zhì)。在選用合適的低壓電力計(jì)量與集抄系統(tǒng)設(shè)備的同時(shí)，對(duì)抄表方法及系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。抄表方法要根據(jù)工作的需要隨時(shí)調(diào)整，使之與工作的實(shí)際狀況保持一致。為了保障低壓電力計(jì)量和抄表系統(tǒng)的正常運(yùn)行，技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保系統(tǒng)能夠及時(shí)地提供數(shù)據(jù)和信息。

4 低壓電能計(jì)量集抄系統(tǒng)的管理與維護(hù)策略探討

4.1 創(chuàng)新電力計(jì)量采集技術(shù)

采集技術(shù)是低壓電能計(jì)量集抄技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)，只有確保數(shù)據(jù)采集全面性、準(zhǔn)確性，才能夠?yàn)楹罄m(xù)的數(shù)據(jù)處理、分析等工作打下基礎(chǔ)。因此，須創(chuàng)新電力計(jì)量采集技術(shù)，結(jié)合低壓電能計(jì)量集抄技術(shù)的關(guān)鍵要點(diǎn)，形成完善的電力計(jì)量采集系統(tǒng)，其中最為主要是提高采集軟件工作性能。未來(lái)，低壓電能計(jì)量集抄技術(shù)的研究需要集中采集軟件開(kāi)發(fā)方面，確保采集軟件的運(yùn)行性能，能夠支撐大范圍電力計(jì)量采集工作開(kāi)展，避免出現(xiàn)采集系統(tǒng)不夠穩(wěn)定等問(wèn)題，從而能夠促進(jìn)低壓電能計(jì)量集抄技術(shù)水平提高。

4.2 引入分級(jí)管理模式

在低壓集中抄表系統(tǒng)的運(yùn)作中，采用了分層管理的方式，逐步提高了它的應(yīng)用水平。分級(jí)管理是在低壓集抄系統(tǒng)中，主站、集中器和采集終端的分級(jí)維護(hù)與管理。既能有效改善我國(guó)低壓集抄系統(tǒng)的管理環(huán)境，又能明顯促進(jìn)我國(guó)的供電管理[4]。

4.3 以監(jiān)控系統(tǒng)完善提高運(yùn)行的穩(wěn)定性

低壓集中抄表實(shí)現(xiàn)了抄表的自動(dòng)化，極大地提高了抄表的工作效率，避免了抄表過(guò)程中出現(xiàn)人手短缺、處理故障滯后、電量散失等問(wèn)題。低壓集中抄表不僅解決了電力儀表的人手短缺問(wèn)題，還可以對(duì)電能表的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不斷完善，能夠?qū)收线M(jìn)行自動(dòng)跟蹤和處理，確保系統(tǒng)的正常工作。

4.4 構(gòu)建集約化電費(fèi)核算體系并優(yōu)化電費(fèi)核算方法

傳統(tǒng)電費(fèi)的核算需要耗費(fèi)大量的人力，而抄表只是其中的一部分，要想真正的收取電費(fèi)，就必須要將電費(fèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，一共有3個(gè)環(huán)節(jié)，即電力供應(yīng)、電費(fèi)收取、結(jié)算。這些都是由大大小小的部門(mén)和工作人員共同完成的工作，非常復(fù)雜，在計(jì)算的時(shí)候很有可能會(huì)出錯(cuò)。為了改變這種低效率、高錯(cuò)誤率的傳統(tǒng)做法，目前大多數(shù)電力企業(yè)都已開(kāi)始實(shí)行集中核算與集中計(jì)費(fèi)，讓單位利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行最后的結(jié)算，把有關(guān)的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)綘I(yíng)業(yè)廳，由營(yíng)業(yè)廳來(lái)結(jié)算。這種簡(jiǎn)單而又精確的辦法極大提高了供電企業(yè)的工作效率，從而推動(dòng)了企業(yè)的發(fā)展。新形勢(shì)下，低壓電能計(jì)量集抄技術(shù)的發(fā)展對(duì)電費(fèi)核算的效率有了大大的提高，在集約電價(jià)核算系統(tǒng)中，要強(qiáng)化新時(shí)代信息技術(shù)的運(yùn)用，快速推廣低壓電能計(jì)量集抄技術(shù)的發(fā)展，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為集約化電費(fèi)核算提供快速、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐[5]。

4.5 加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行維護(hù)管理人員的培訓(xùn)

通過(guò)對(duì)實(shí)際情況的總結(jié)，指出了加強(qiáng)集抄系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)管理是提高系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)管理水平的重要方法。由于其掌握的技術(shù)水平將直接關(guān)系到企業(yè)整體的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)工作的品質(zhì)，須加強(qiáng)對(duì)操作與維修人員的培訓(xùn)。從2個(gè)方面進(jìn)行了培訓(xùn)：一是在工作內(nèi)容上，要加強(qiáng)操作維修管理人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)訓(xùn)練，從而使電網(wǎng)能夠穩(wěn)定、持續(xù)、健康地運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)一步提升電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)、維護(hù)和管理水平；二是在故障排除上，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)有關(guān)電氣計(jì)量集抄系統(tǒng)的有關(guān)設(shè)備安裝與檢修工作。

5 結(jié) 論

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步完善，尤其是在低壓集抄系統(tǒng)的推廣，使抄表的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表功能得到了有效發(fā)揮。通過(guò)對(duì)低壓集中抄表系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，推進(jìn)技術(shù)革新，對(duì)提高供電企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率、市場(chǎng)推廣以及電費(fèi)核算效率都是有益的。因此，有關(guān)部門(mén)要加強(qiáng)低壓集抄系統(tǒng)的管理和維護(hù)工作，在使用中要注意解決其運(yùn)行、管理、維護(hù)等問(wèn)題，確保我國(guó)居民正常的生活，為居民營(yíng)造良好的工作環(huán)境。