遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)中現(xiàn)存的問題及應(yīng)對(duì)措施

楊波

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及現(xiàn)代化管理水平的不斷進(jìn)步，供電企業(yè)需要一種投資低、易安裝易維護(hù)，而且通信可靠，精確度高的遠(yuǎn)程抄表監(jiān)控系統(tǒng)。本文首先介紹了遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)，結(jié)合系統(tǒng)的特點(diǎn)分析了遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)存在的問題和應(yīng)對(duì)措施，并給出了相應(yīng)的系統(tǒng)規(guī)劃建議。通過遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)節(jié)省了大量的人力物力，而且擴(kuò)大了抄表的監(jiān)控范圍，從根本意義上實(shí)現(xiàn)了電力營銷智能化管理。

關(guān)鍵詞：供電企業(yè) 遠(yuǎn)程 自動(dòng)抄表技術(shù) 系統(tǒng)規(guī)劃

引言：近年來，隨著“三化”（信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化）科技的快遞發(fā)展，電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)行業(yè)得到了迅速的發(fā)展。遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)運(yùn)用電量采集設(shè)備和應(yīng)用軟件系統(tǒng)，建立了相應(yīng)的電能表檔案，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集電量的分析處理。目前，系統(tǒng)根據(jù)具體情況分別通過光纜、公用電話網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)三種方式進(jìn)行通信，可實(shí)現(xiàn)主叫與被叫。用于與采集設(shè)備進(jìn)行通信的通信控制軟件，可監(jiān)測(cè)采集器及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行。支持本地、網(wǎng)絡(luò)多路徑的數(shù)據(jù)文件存放，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。

一、電能計(jì)量抄表的幾種形式

1.手工抄表方式：抄表員攜帶紙和筆到現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)用戶電能表的讀數(shù)計(jì)算電費(fèi)。

2.本地自動(dòng)抄表方式：采用攜帶方便、操作簡(jiǎn)單可靠的抄表設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)完成自動(dòng)抄表功能。

3.移動(dòng)式自動(dòng)抄表方式：利用汽車裝載收發(fā)裝置和900MHz無線電技術(shù)以及電表上的模件，不必到達(dá)用戶現(xiàn)場(chǎng)，在附近一定的距離內(nèi)能自動(dòng)抄回電能數(shù)據(jù)。

4.預(yù)付費(fèi)電能計(jì)量方式：通過磁卡或IC卡和預(yù)付費(fèi)電能表相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)用戶先交錢，購回一定電量，當(dāng)用完這部分電量后自動(dòng)斷電的管理方法。

5.遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表方式：采用低壓配電線、電話網(wǎng)、無線電、RS485或現(xiàn)場(chǎng)總線等多種通信媒體，結(jié)合電能表上的軟件和局內(nèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不必外出就可抄回用戶電能數(shù)據(jù)

二、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)

自動(dòng)化抄表的關(guān)鍵技術(shù)是電量遠(yuǎn)程傳輸通信信道。按照通信方式的不同，遠(yuǎn)程自動(dòng)化抄表系統(tǒng)可以分成多種型。按通信介質(zhì)分有線的遠(yuǎn)程抄表和無線的遠(yuǎn)程抄表；按通信手段分載波式遠(yuǎn)程抄表和總線式遠(yuǎn)程抄表。目前有線的遠(yuǎn)程抄表廣泛使用的是公用電話自動(dòng)化抄表和無線抄表通過各種通信形式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化抄表。

1.遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)組成

遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)主要包括中央信息處理機(jī)、抄表集中器、抄表中繼器和采集器四部分功能。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

三、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表存在的問題及解決措施

1.通信方式的選擇

通信系統(tǒng)主體一般主要有光纖傳輸、無線傳輸電話線傳輸、電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸4 種。光纖通信頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng)，適合上層通信網(wǎng)的要求，但因其安裝結(jié)構(gòu)受限且成本高，一般只應(yīng)用于變電站層面。無線通信適用于用電客戶分散且范圍廣的場(chǎng)合，其優(yōu)點(diǎn)是傳輸頻帶較寬，通信容量較大，通信距離遠(yuǎn)，主要缺點(diǎn)是需申請(qǐng)頻點(diǎn)使用權(quán)，且如果頻點(diǎn)選擇不合理，相鄰信道會(huì)互相干擾。目前，GPRS 無線通信網(wǎng)絡(luò)為無線抄表系統(tǒng)的實(shí)施提供了高效、便捷、可靠的數(shù)據(jù)通道。租用電話線通信數(shù)據(jù)傳輸率較高且可靠性好，投資少，不足之處是線路通信時(shí)間較長(zhǎng)。電力載波通訊最大的問題就是信號(hào)衰減和抗干擾能力， 雖然很多廠商研制了抗干擾電路、中繼功能、擴(kuò)頻技術(shù)的綜合應(yīng)用，但其實(shí)用性還有待于進(jìn)一步檢驗(yàn)。

自動(dòng)抄表的通信方式各有利弊， 不可片面追求通信方式的統(tǒng)一。在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于面對(duì)的是城區(qū)、近郊以及遠(yuǎn)郊的不同區(qū)域，公用電話網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)都會(huì)有難以覆蓋需求區(qū)的情況，應(yīng)該因地制宜，考慮各種通信方式的優(yōu)缺點(diǎn)，采取復(fù)合通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2.技術(shù)、設(shè)備的統(tǒng)一性

變電站遠(yuǎn)抄、大用戶和配變抄表以及居民小區(qū)集中抄表所應(yīng)用的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)、設(shè)備的廠家不統(tǒng)一，存在著系統(tǒng)維護(hù)、應(yīng)用分散現(xiàn)象，缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)，使得各個(gè)系統(tǒng)不能充分發(fā)揮作用。解決措施：在所應(yīng)用的系統(tǒng)中確定一個(gè)主流系統(tǒng)，將其它應(yīng)用整合到這個(gè)系統(tǒng)中來，形成一個(gè)綜合遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)；與營銷信息管理系統(tǒng)以數(shù)據(jù)接口方式進(jìn)行連接， 實(shí)現(xiàn)全部數(shù)據(jù)的綜合分析；線損也可實(shí)現(xiàn)分電壓等級(jí)、分線分臺(tái)區(qū)的統(tǒng)計(jì)分析和匯總，使得遠(yuǎn)抄系統(tǒng)可以集中為營銷管理工作發(fā)揮整體作用。

3.采集終端的穩(wěn)定性

自動(dòng)抄表采集終端采用的全電子式電能表適應(yīng)環(huán)境能力還不能完全達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求。根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，戶外式多功能電子電能表工作條件為-25～55℃，極限工作條件為-25～60℃，這對(duì)我國大部分地區(qū)的氣候都能夠滿足，但在北方的部分地區(qū)，在溫度超過其極限條件時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電能表液晶屏停止工作或電子元件損壞。在逐步擴(kuò)大遠(yuǎn)程抄表應(yīng)用范圍的過程中，應(yīng)用于室外環(huán)境的情況越來越多，針對(duì)溫度超過標(biāo)準(zhǔn)工作條件時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的電能表停滯現(xiàn)象，應(yīng)該做好必要的準(zhǔn)備，防范在此過程中可能造成的數(shù)據(jù)損失。為了保證終端工作的穩(wěn)定可靠，一是要在選型時(shí)充分考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件，對(duì)供貨商提出必要的技術(shù)要求，要求其供應(yīng)產(chǎn)品的工作條件要滿足當(dāng)?shù)匦枨?；二是?duì)安裝在戶外，尤其較偏遠(yuǎn)地段的臺(tái)區(qū)，采取定制的計(jì)量箱，設(shè)置必要的防高溫、防寒隔層措施，以保證電能表的工作環(huán)境符合設(shè)備要求。

四、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)規(guī)劃

1.完善已建變電站遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)

針對(duì)變電站提出新增遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)建設(shè)要求，選用數(shù)據(jù)規(guī)約相符的多功能電能表，由原有設(shè)備廠商提供新型采集設(shè)備，并統(tǒng)一納入現(xiàn)有遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)管理。對(duì)三相三線制計(jì)量方式進(jìn)行三相四線制改造，在互感器、電能表提高計(jì)量精度的同時(shí)，將電能表分批更換為多功能電子式電能表，以適應(yīng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的技術(shù)要求。在相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)連接的關(guān)口設(shè)置防火墻，防止系統(tǒng)數(shù)據(jù)受到病毒侵入等網(wǎng)絡(luò)安全威脅。

2.新建大用戶和配變臺(tái)區(qū)自動(dòng)抄表系統(tǒng)

基于大用戶和配變臺(tái)區(qū)計(jì)量點(diǎn)較分散的特點(diǎn)，難以做到給每個(gè)分散的地點(diǎn)都安裝固定電話或配置移動(dòng)卡。根據(jù)當(dāng)前遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)發(fā)展形勢(shì)，擬采用適合配電變壓器數(shù)據(jù)采集的新技術(shù)，即有選擇地在每個(gè)半徑500～3000m 的區(qū)域內(nèi)， 使用1 臺(tái)高性能的智能電表數(shù)據(jù)采集器，自動(dòng)抄收區(qū)域內(nèi)的多塊配變電表數(shù)據(jù)。

配變臺(tái)區(qū)及高耗能用電客戶遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)主要由智能電表數(shù)據(jù)采集器、無線抄表器、通信控制軟件、電量管理分析軟件4 部分組成。智能電表數(shù)據(jù)采集器除了能采集電量數(shù)據(jù)之外，還能采集有功功率、三相電流、三相電壓、功率因數(shù)、失壓報(bào)警、電表時(shí)鐘等多種數(shù)據(jù)，并具有單總線上多協(xié)議的通信功能。采集器既可以使用GPRS 無線網(wǎng)，也可使用有線電話網(wǎng)或以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)抄系統(tǒng)通信控制部分與電量管理分析軟件可以監(jiān)測(cè)采集器及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行，并進(jìn)行電量數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)分析。

3.建設(shè)居民集中抄表系統(tǒng)

根據(jù)電能表型式及裝設(shè)模式的不同分別采取不同的終端采集方式，如：零散住戶、舊的居民小區(qū)考慮到電能表分散裝設(shè)，其采集終端數(shù)據(jù)信息可利用載波方式傳輸?shù)郊衅鳎欢陆ň用裥^(qū)已經(jīng)要求電能表全部采用一樓集中裝設(shè)模式， 故可以應(yīng)用485 數(shù)據(jù)線連接方式傳輸?shù)郊衅鳎蟠筇岣吡藬?shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。臺(tái)區(qū)與主站的通信方式可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況和地區(qū)通信業(yè)務(wù)特點(diǎn)選擇有線電話撥號(hào)或GPRS 通信方式。

4.與營銷信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接

目前使用的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)與營銷信息管理系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)中間庫形式的接口，遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)可通過中間庫，根據(jù)營銷信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。要求新建的項(xiàng)目必須統(tǒng)一使用與現(xiàn)有遠(yuǎn)抄系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)約、技術(shù)要求相符的硬件和軟件，以達(dá)到系統(tǒng)的集中規(guī)范，也便于與營銷信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接共享。

參考文獻(xiàn)：

[1]李玉萍. 基于GSM/GPRS用電遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2007，15（8）.

[2] 魏文俊，尹平林. 基于GPRS 的電能表集抄系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2007，26（1）.