淺談農(nóng)村用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)系統(tǒng)及其應(yīng)用

陽(yáng)立斌

（湖南省新化電力有限公司 新化縣 417600）

1 農(nóng)村電網(wǎng)現(xiàn)狀及特點(diǎn)

在農(nóng)村電網(wǎng)中，用戶不像城鎮(zhèn)那樣單一，同網(wǎng)下有照明用戶、農(nóng)業(yè)用戶、灌溉用戶、以及小企業(yè)用戶，同時(shí)也存在著普通的單相表、三相表及三相多費(fèi)率表等。它的每一類用戶的電價(jià)都不一樣，甚至一戶農(nóng)戶家里就同時(shí)執(zhí)行著幾種電價(jià)和同時(shí)掛著幾種計(jì)量方式不同的電能表，這給傳統(tǒng)的人工抄表和分類帶來(lái)了很大的工作難度和管理難度。

農(nóng)村電網(wǎng)的用電容易處于一個(gè)失控狀態(tài)，造成線損居高不下，個(gè)別線路甚至高達(dá)20%以上。由于農(nóng)村的分散性，給電力企業(yè)管理上帶來(lái)了很多問(wèn)題，也給投機(jī)者帶來(lái)了政策性漏洞，同時(shí)竊電現(xiàn)象比較嚴(yán)重，沒(méi)能有效根治，供電電壓偏低、供電半徑較大，抄表時(shí)間差都是造成線損高的因數(shù)。

面對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)的現(xiàn)狀，以往單由人工去現(xiàn)場(chǎng)抄電量、管理線損已不能滿足高效可靠供電以及發(fā)展配網(wǎng)自動(dòng)化的要求，迫切需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各條線路的運(yùn)行情況，包括有功負(fù)荷、無(wú)功負(fù)荷、電壓、電流、功率因數(shù)、線路損耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便對(duì)線路改進(jìn)和線路補(bǔ)償提供參考，從而提高供電質(zhì)量及減少線路損耗。同時(shí)對(duì)于農(nóng)村線路老化破損或者電器潮濕漏電情況，通過(guò)在每條線路末端安裝末端電壓檢測(cè)裝置，監(jiān)測(cè)線路壓降，對(duì)線路改進(jìn)提供參考。

2 農(nóng)村用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)

2.1 工作原理

農(nóng)村用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)系統(tǒng)主要由安裝在農(nóng)戶計(jì)量箱內(nèi)的計(jì)費(fèi)電能表、兩路載波數(shù)據(jù)采集終端及線路末端的末端電壓檢測(cè)終端、安裝在臺(tái)變的智能管理數(shù)據(jù)終端、安裝在供電所微機(jī)房?jī)?nèi)的應(yīng)用工作站和供電局里的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器及公用網(wǎng)絡(luò)組成。

首先由兩路載波數(shù)據(jù)采集終端完成電量的采集（包括單、三相電表的RS485通訊采集）、記錄、凍結(jié)、剩余電流超標(biāo)值、需量的計(jì)算（最大功率及發(fā)生時(shí)間）、停走表及表計(jì)故障提示、各種參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置。

其次兩路載波數(shù)據(jù)采集終端及末端電壓檢測(cè)終端接受智能管理數(shù)據(jù)終端的命令，把所存貯的數(shù)據(jù)通過(guò)工頻通信技術(shù)方式送到智能管理數(shù)據(jù)終端上，智能管理數(shù)據(jù)終端按主站的要求，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，完成各種功能數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，狀態(tài)監(jiān)控，數(shù)據(jù)的定時(shí)存儲(chǔ)。

然后智能終端通過(guò)GPRS方式與主站的前置機(jī)通訊，通訊服務(wù)器接收到的數(shù)據(jù)直接存入到數(shù)據(jù)服務(wù)器，最后數(shù)據(jù)終端根據(jù)主站或手持機(jī)設(shè)置將定點(diǎn)或分段數(shù)據(jù)直接發(fā)送到移動(dòng)中心，主站直接通過(guò)SMPP協(xié)議從移動(dòng)中心讀取數(shù)據(jù)。主站通過(guò)數(shù)據(jù)接口完成與電力客戶營(yíng)銷信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享并凍結(jié)，實(shí)現(xiàn)和銀行結(jié)算。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

2.2.1 工頻通信抄表技術(shù)

工頻通信抄表技術(shù)采用過(guò)零調(diào)制及數(shù)字差分接收技術(shù)，信號(hào)的頻帶位于（200～600）Hz之間，該信號(hào)可自動(dòng)跨過(guò)配電變壓器完成數(shù)據(jù)的半雙工交換，這種技術(shù)信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)。

工頻通信抄表技術(shù)也是利用電力配電線路作為信號(hào)的傳輸媒介。它利用電壓過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)的調(diào)制。調(diào)制信號(hào)的頻率位于（200～600）Hz之間。由變電站向外傳送的命令信息，是在50 Hz之間工頻電壓過(guò)零點(diǎn)附近的很窄的區(qū)間內(nèi)調(diào)制信號(hào)使電壓產(chǎn)生一個(gè)很微弱的畸變，位于遠(yuǎn)方用戶電表終端能檢測(cè)到這個(gè)電壓波形的畸變，并且還原出其所代表的碼元。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS21.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,采用t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以率(%)表示,采用X2檢驗(yàn)。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

工頻通信抄表技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn)有以下方面：

（1）完全利用現(xiàn)存的電力網(wǎng)絡(luò)作為傳輸載體，無(wú)需增加額外的系統(tǒng)設(shè)備，對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)沒(méi)有特殊要求，節(jié)約了大量的開(kāi)支。

（2）信號(hào)在傳輸過(guò)程中，無(wú)泄漏和旁路現(xiàn)象，衰減小，不需要濾波器和阻波器。

（3）可以實(shí)現(xiàn)跨臺(tái)區(qū)通信，不需轉(zhuǎn)接設(shè)備，減少了地域性的限制。

（4）對(duì)電網(wǎng)本身的頻率和幅值變化不敏感，抗干擾能力強(qiáng)。

（6）具有成本低，傳輸可靠性高，無(wú)附加設(shè)備和無(wú)需改造配電網(wǎng)等特點(diǎn)。

2.2.2 數(shù)據(jù)管理終端的應(yīng)用

數(shù)據(jù)管理終端主要完成與主站的無(wú)線通訊，根據(jù)需要在某一時(shí)刻發(fā)送短消息數(shù)據(jù)（可根據(jù)需要選擇定點(diǎn)發(fā)送和分段發(fā)送，定時(shí)發(fā)送將昨天24個(gè)整點(diǎn)的有功、無(wú)功負(fù)荷，電流，電壓組合成三個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段一條短消息發(fā)送到主站），用電異常的檢測(cè)及報(bào)警（如電壓斷相/缺相、剩余電流超標(biāo)、電表慢走或停走、電度異常），數(shù)據(jù)的存貯及分析，臺(tái)變各參數(shù)的采集，電量的凍結(jié)，停電記錄及異常信息的存貯，與兩路載波數(shù)據(jù)采集終端的載波通訊及各參數(shù)的設(shè)置等的功能。

當(dāng)工作主站召喚即時(shí)數(shù)據(jù)，智能管理數(shù)據(jù)終端通過(guò)RS485和采樣模塊對(duì)臺(tái)變數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)采樣，而后發(fā)送到主站；如果主站召喚是針對(duì)小容量數(shù)據(jù)終端，則智能數(shù)據(jù)終端將召喚內(nèi)容通過(guò)RS485傳送到小容量數(shù)據(jù)終端，小容量數(shù)據(jù)終端將相應(yīng)內(nèi)容采集或讀取后傳給智能數(shù)據(jù)終端，由智能數(shù)據(jù)終端將數(shù)據(jù)傳送到主站。

2.2.3 GPRS通訊模式傳輸數(shù)據(jù)

智能管理數(shù)據(jù)終端與工作主站通訊采用GPRS通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)和GSM短信業(yè)務(wù)方式。數(shù)據(jù)通訊由工作主站發(fā)起，主站需要什么內(nèi)容則智能數(shù)據(jù)終端返回什么內(nèi)容；其通訊方式有兩類，一類為定點(diǎn)或分段數(shù)據(jù)，定點(diǎn)可以根據(jù)設(shè)定每天將前一天的整點(diǎn)電壓、整點(diǎn)電流、整點(diǎn)有功功率、整點(diǎn)無(wú)功功率、通過(guò)短消息再發(fā)送到主站，分段數(shù)據(jù)是將當(dāng)天24小時(shí)的整點(diǎn)電壓、整點(diǎn)電流、整點(diǎn)有功功率、整點(diǎn)無(wú)功功率分成三段，每段時(shí)間一過(guò)就將該段數(shù)據(jù)發(fā)送到主站；另一類為報(bào)警短消息，如果有報(bào)警內(nèi)容則智能數(shù)據(jù)終端將報(bào)警內(nèi)容發(fā)送到主站和最多1～3個(gè)相關(guān)人員手中。

3 取得的效益

與傳統(tǒng)的集中抄表系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)增加了末端電壓的檢測(cè)與監(jiān)視，通過(guò)采集的電量、電壓進(jìn)行分析線路、配電臺(tái)區(qū)的線損。

從經(jīng)濟(jì)效益角度看，該系統(tǒng)減少電量的損失，有效地抑制了漏電現(xiàn)象，并準(zhǔn)確及時(shí)地為線損分析提供了保障。

從社會(huì)效益角度看，自動(dòng)采集技術(shù)的應(yīng)用可避免抄、核、收各環(huán)節(jié)的人為因素，杜絕人情電、關(guān)系電、權(quán)利電。能夠使電力部門及時(shí)獲知用戶電表異常，及時(shí)為用戶排擾解難。同時(shí)節(jié)約大量人力資源，那些從抄寫中解放出來(lái)的人員可以集中精力到服務(wù)用戶、改善服務(wù)質(zhì)量上，增強(qiáng)企業(yè)效益，提高行業(yè)形象。