摘要：電力系統(tǒng)工作內(nèi)容漸趨多樣，其服務效能也得到普遍關注，未來需要應用各類現(xiàn)代技術提升電力系統(tǒng)電能計量信息采集通信水平。以電力系統(tǒng)電能計量信息采集通信技術要求為切入點，在此基礎上分析相關技術的實現(xiàn)方式，就建設穩(wěn)定的通信技術框架、強調(diào)多信道服務、引用抗干擾技術等內(nèi)容進行分析，最后簡單就該技術的未來發(fā)展趨勢進行展望，服務未來相關通信系統(tǒng)建設。

關鍵詞：電力系統(tǒng)電能計量信息采集通信技術

AnalysisofCommunicationTechnologyforEnergyMeasurementInformationCollectioninPowerSystems

ZHUDan

StateGridSuzhouPowerSupplyCompany，Suzhou，JiangsuProvince，215000China

Abstract：Theworkcontentofthepowersystemisbecomingincreasinglydiverse，anditsserviceefficiencyhasalsoreceivedwidespreadattention.Inthefuture，itisnecessarytoapplyvariousmoderntechnologiestoimprovethecommunicationlevelofenergymeasurementinformationcollectioninpowersystems.Startingfromtherequirementsofcommunicationtechnologyforenergymeasurementinformationcollectioninpowersystems，andonthisbasis，thispaperanalyzestheimplementationmethodsofrelevanttechnologies，andanalyzesthecontentsincludingtheconstructionofastablecommunicationtechnologyframework，emphasizingmulti-channelservices，andintroducinganti-interferencetechnologies.Finally，abriefoutlookonthefuturedevelopmenttrendofthistechnologyisprovidedtoservetheconstructionofrelatedcommunicationsystemsinthefuture.

KeyWords：Powersystem;Energymeasurement;Informationcollection;Communicationtechnology

電能計量信息采集，是指以電能使用計量信息為目標，組織的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理等工作，主要以實時信息為對象，統(tǒng)計電能用戶的用電量、輸配電一端的工作數(shù)據(jù)，以組織電費計算、輸配電參數(shù)分析等。電力系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展使電能計量信息采集工作壓力有所增加，也需要其在現(xiàn)有基礎上尋求技術突破，包括通信技術在內(nèi)。從趨勢上看，隨著智能電網(wǎng)、智能電力系統(tǒng)建設成為主流，加強電力系統(tǒng)電能計量信息采集通信技術也更顯必要，以匹配智能系統(tǒng)無人化、精準化工作的需要[1]。在此背景下，分析電力系統(tǒng)電能計量信息采集通信技術要求、實現(xiàn)方式等，具有一定的現(xiàn)實意義。

1電力系統(tǒng)電能計量信息采集通信技術要求

1.1穩(wěn)定性

電力系統(tǒng)電能計量信息采集通信技術基本要求為穩(wěn)定性，穩(wěn)定性是指通信工作框架、組織、信息傳遞過程可以保持穩(wěn)定，不會因一些基礎故障、干擾等因素出現(xiàn)波動。如面向民眾提供輸配電服務的供電企業(yè)，需要面向被服務對象全面組織電能計量信息采集，其通信系統(tǒng)也需要滿足大量信息同步處理、指令異步下達的需求，必須具有較高的穩(wěn)定性[2]。此外，即便系統(tǒng)因某些異常出現(xiàn)小范圍破壞，也應能夠得到處理，不至于影響電力系統(tǒng)工作全局。

1.2實時性

電能計量信息采集工作一般是實時開展的，以了解各電力用戶、輸配電環(huán)節(jié)的電能使用和輸配有關信息，這要求其通信技術能夠滿足實時性要求，在組織工作的過程中可以實時完成信息傳遞、交互以及必要的存儲加工需要[3]。就民用電力系統(tǒng)而言，實時性的電能計量信息采集往往允許有一定的時間差，如針對一位用戶組織的信息采集，因其用電信息多不可能在短時間內(nèi)快速波動，可以1h或更長時間為間隔進行采集。但由于民用電網(wǎng)的服務對象較多，依然需要關注電能計量信息采集工作的實時效應，這也對其通信網(wǎng)絡承載能力、數(shù)據(jù)處理能力提出了很高要求。

1.3可擴展性

電力系統(tǒng)內(nèi)的各功能單元，包括電能計量信息采集工作單元在內(nèi)，均需要保持一定的可擴展性，以滿足業(yè)擴后用戶數(shù)目增加、采集壓力提高帶來的工作變化。如未來其電網(wǎng)建設趨向現(xiàn)代化，用戶一端必然大面積使用智能電表，這些電表可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動化信息采集，但需要在遠程端為其提供信息傳輸有關的平臺和作業(yè)系統(tǒng)，這就客觀要求電力系統(tǒng)電能計量信息采集通信技術具有必要的可擴展性，以匹配電網(wǎng)發(fā)展的一般趨勢[4]。

2電力系統(tǒng)電能計量采集通信技術實現(xiàn)方式

2.1建設穩(wěn)定的通信技術框架

嘗試在穩(wěn)定性、實時性和可擴展性要求下，應用電力系統(tǒng)電能計量信息采集通信技術，需要首先建設穩(wěn)定的通信技術框架，建議以物聯(lián)網(wǎng)、5G技術、有線通信技術為基礎，搭建工作框架。

物聯(lián)網(wǎng)主要負責實現(xiàn)各主要工作主體的關聯(lián)，以滿足通信實時化的要求，包括電力系統(tǒng)內(nèi)各個負責電能計量信息采集的設施，以及遠程端的工作人員、處理設備和工具等。該網(wǎng)絡以5G承載網(wǎng)為基礎，要求至少滿足500mb/s以上的通信需要[5]。有線通信則服務系統(tǒng)內(nèi)各主體實時信息的傳遞需要，考慮到5G技術下無線通信技術仍可能受到各類因素干擾，降低可讀性，遠程端、現(xiàn)場端以及各類必要的控制指令依然需要以有線通信形式開展，以光纖作業(yè)法為首選。有線通信技術、無線通信技術的聯(lián)合運用框架如圖1所示。

為保證電力系統(tǒng)電能計量信息采集通信技術應用質(zhì)量，完成通信技術框架建設后，應組織測試，以核準其滿足通訊需要，再投入具體工作中。

2.2強調(diào)多信道服務

多信道服務是未來電力系統(tǒng)電能計量信息采集工作的必然要求，這也要求其通信技術能夠在接口協(xié)議、傳輸管理工作中保持一定的靈活性，能夠匹配多信道作業(yè)的基本要求。結(jié)合電力系統(tǒng)工作一般特點，主張采用以CAN總線技術為中心的工作模式，滿足大量信息多信道同步傳輸、多指令下達的工作需求。其工作模式簡圖如圖2所示。

按圖2所示模式，采集設備對電能用戶的用電信息進行采集，實時向電力系統(tǒng)進行傳輸，由于信息的來源多樣，且不同用戶的用電信息需要獨立統(tǒng)計，可借助CAN總線系統(tǒng)對各類信息進行處理，使其能借助獨立信道得到傳輸，互相之間不會出現(xiàn)干擾，保證信息清晰可讀。電力系統(tǒng)的各項工作指令，也通過總線系統(tǒng)進行處理、下達到各現(xiàn)場工作端，實現(xiàn)高效率、清晰化的通信管理。

2.3以智能化技術提供服務

考慮到電力系統(tǒng)工作內(nèi)容比較復雜、多樣，為保證電能計量信息采集工作質(zhì)量，未來在其通信技術應用過程中，還應引入智能化技術，對一些基礎性、重復性工作進行處理，減少人力工作的精力消耗，也提升通信質(zhì)量，避免常規(guī)工作中常見的數(shù)據(jù)波動、信息失真問題。

例如：智能化的信息挖掘。默認某電力系統(tǒng)需要向A地區(qū)輸送電能，面向該地提供服務時，未能妥善保存既往工作資料，且當?shù)仉娏τ脩粲秒娗闆r各有不同，用電總量波動較大，影響輸電量管理，系統(tǒng)無法精準進行數(shù)據(jù)工作，可以在后續(xù)輸電過程中采用智能技術提供輔助，利用智能軟件記錄每日輸電信息，利用通信技術反饋A地區(qū)電能用戶的用電信息，默認以X為A地區(qū)用電量的平均值。實際工作中，當?shù)赜秒娏客鶉@X上下波動：

X=[min；D9；G8；A7；X；6E；07；G；max]

借助智能技術對實時反饋所獲的通信信息進行篩查，當其達到X或X以上時，列入“高用電量”數(shù)據(jù)庫，當其未達到X時，列入“低用電量”數(shù)據(jù)庫，進一步統(tǒng)計高用電量日數(shù)的比重、超出比重，可比較精準地了解A地區(qū)用戶的用電增長規(guī)律，反之則可以了解當?shù)赜脩舻挠秒娤陆狄?guī)律，以智能技術快速完成信息統(tǒng)計和記錄，使實時通信信息得到有效挖掘和利用，改善電力系統(tǒng)電能計量信息采集工作質(zhì)量。

2.4改善通信系統(tǒng)魯棒性

包括電力系統(tǒng)電能計量信息采集工作在內(nèi)，各類系統(tǒng)的通信活動均可能受到電磁因素、物理因素影響，出現(xiàn)信息可讀性下降、通信干擾等問題，為予以應對，建議在電力系統(tǒng)電能計量信息采集模塊引用抗干擾技術，并建立備份系統(tǒng)以改善其工作的魯棒性。

以有線通信干擾控制為例，可以在電力系統(tǒng)信息接收端內(nèi)置提純設施，所有來自遠程端的計量信息，以數(shù)字化形式進入電力系統(tǒng)前，均以提純設施進行提純處理，改善其可讀性，消除信號內(nèi)的各類噪聲。在此基礎上，由于諧波、太陽黑子、電磁干擾無法根本消除，還應考慮干擾過大時的信號讀取需求，可以建立備用的通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)常規(guī)情況下不投入工作，但本地通信工作受到影響且較嚴重時，啟動備份系統(tǒng)對現(xiàn)場端采集的所有實時信息進行記錄，記錄所獲信息不做傳輸，只在現(xiàn)場端保留。在通信干擾問題得到控制，或已經(jīng)不影響信號傳輸、讀取時，再由遠程端下達指令，將備份系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送到電力系統(tǒng)遠程工作站，進行當日用戶用電信息的重新處理。此模式下，因干擾造成的通信異常問題可以得到一定程度的控制，提升了電力系統(tǒng)電能計量信息采集工作魯棒性，也不會顯著增加系統(tǒng)設計難度和工作負擔，具有一定的可行性。

3電力系統(tǒng)電能計量采集通信技術未來展望

3.1區(qū)域工作獨立性

對電力系統(tǒng)電能計量信息采集通信技術進行分析，可發(fā)現(xiàn)其未來發(fā)展可能更關注區(qū)域工作的獨立性，以區(qū)塊鏈模式替代一般意義上的數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理模式。此模式下，電力系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務分布情況、增減變化情況，建設若干具有遠程管控能力的獨立工作站，面向小范圍的電力系統(tǒng)電能計量信息采集活動提供遠程控制支持，以避免大量信息采集后集中傳遞至電力系統(tǒng)遠程工作端，導致后者工作壓力過大的問題。

3.2服務內(nèi)容一體性

服務內(nèi)容一體性，是指未來電力系統(tǒng)電能計量信息采集以及與之相關的其他工作，可以在通訊過程中或通信完成后快速得到處理，無須進行反復加工，以減少系統(tǒng)工作的繁瑣性，提升電力系統(tǒng)綜合服務效應。如用戶電能計量統(tǒng)計、電費計算、安全隱患分析、用電量異常提醒等功能，未來可以集成到一塊芯片中，在現(xiàn)場端組織信息采集時一體提供給用戶，幫助后者進行處理，以改善電力系統(tǒng)總體服務能力。

4結(jié)語

綜上所述，電力系統(tǒng)電能計量信息采集工作作用突出，其通信技術應強調(diào)工作穩(wěn)定性、實時性、可擴展性和可實現(xiàn)性。在此要求下，主張在實際工作中建設穩(wěn)定的通信技術框架，同時強調(diào)多信道服務、引用抗干擾技術，并以智能化技術提供服務，通過備份系統(tǒng)和多技術通信的方式改善通訊系統(tǒng)魯棒性，針對重點問題提供處理方案，以保證電力系統(tǒng)電能計量信息采集通信滿足工作需要。未來該技術的發(fā)展可能更強調(diào)區(qū)域工作獨立性、服務內(nèi)容一體性，以提升信息采集的綜合效率，為電力系統(tǒng)綜合作業(yè)提供服務。

參考文獻

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