信號和數(shù)字方式并處理技術在聯(lián)網(wǎng)電力計量方面的探討

袁金釗

（國網(wǎng)四川省電力公司廣安供電公司，四川 廣安 638500）

1 概述

對于電能計量自動抄表系統(tǒng)而言，它主要指的是一種智能化的自動管理系統(tǒng)，且在這一職能自動管理系統(tǒng)之下，將電能的計量、數(shù)據(jù)的自動采集、數(shù)據(jù)的處理以及數(shù)據(jù)的傳輸進行了有機的結合，較之于傳統(tǒng)的人工抄取電表數(shù)據(jù)的方式，電能計量自動抄表系統(tǒng)表現(xiàn)出了較大的優(yōu)越性，其最大的特點就是不再需要工作者到現(xiàn)場進行電能表計量的抄取。這樣一來，就能夠對人工抄表方式的不定性進行有效的克服。智能電能計量自動抄表的出現(xiàn)不僅促進了現(xiàn)代化的電能管理，同時還對電能管理部門的經(jīng)濟效益進行了一定程度上的提高。電能計量自動抄表系統(tǒng)必然是未來發(fā)展的主要趨勢。

2 系統(tǒng)的構成與特點

對于電能計量自動抄表系統(tǒng)而言，它主要是由三個子系統(tǒng)共同構成的，這三個子系統(tǒng)分別為前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)以及中心處理系統(tǒng)，下面就這三個子系統(tǒng)進行簡要的闡述。

2.1 前端采集子系統(tǒng)

簡而言之，前端采集子系統(tǒng)中最為主要的部分便是電能表，目前狀況下，電能計量自動抄表系統(tǒng)主要分為兩種，分別是本地抄表以及遠程抄表，正是因為如此，前端數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)也存在著一定程度上的差異。一般情況下，對于本地自動抄表系統(tǒng)的電能表而言，它主要是通過紅外線轉換裝置對電能進行一定程度上的轉換，使其成為紅外信號，然后再由抄表人員到現(xiàn)場通過便攜式計算機對相關數(shù)據(jù)進行直接讀取。遠程采集子系統(tǒng)的電能表則相對復雜，它主要是通過加裝光電轉換器來構成其數(shù)據(jù)采集最前端。在這種情況之下，用戶的電能表電量主要是通過采取脈沖的形式向數(shù)據(jù)庫采集裝置進行電子脈沖的傳遞，然后再定期對采集數(shù)據(jù)進行一個集中匯總處理。

2.2 通信子系統(tǒng)

對于通信子系統(tǒng)而言，其主要作用是對所采集到的數(shù)據(jù)進行傳輸處理，傳輸位置為控制系統(tǒng)的信道。一般情況下，實際條件不同，可以將通信子系統(tǒng)進行一定程度上的分類，主要分為光纖通信、無線通信、租用電話線通信以及低壓電力線載波通信，下面對著幾個類型的通信進行分別闡述：

（1）光纖通信：光纖通信的適用范圍主要是上層通信傳輸，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在如下幾個方面：傳輸頻帶寬、傳輸速度較快且具有較強的抗干擾能力。但是，由于光纖通信具有較高的安裝成本，因此在一些基層的自動抄表系統(tǒng)之中并未得到廣泛的使用。

（2）無線通信：無線通信的適用范圍主要是用戶居住相對分散且范圍較為廣泛的地區(qū)。這一方法的機理主要是在某個頻點以上以散射通信，以此來對無線通信進行有效的實現(xiàn)。其優(yōu)點主要表現(xiàn)在兩個方面，分別為通信頻道寬以及通信容量大，正是因為如此，使其可以通過中轉站進行遠距離的延伸。但是，無線通信方式也存在著自身的弊端，主要表現(xiàn)為需要對頻點的使用權進行申請，除此之外，如果難以對頻點進行有效的確定，就很有可能帶來信道干擾的問題。

（3）租用電話線通信：租用電話線通信的運作機理為：首先在收發(fā)端之上分別進行調制解調裝置的設置，然后對電話網(wǎng)絡進行一定程度上的使用，由此來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。一般情況下，這種方法的傳輸可靠性較高，且運行成本相對較低。但是這種方式存在著固有的缺點，主要為傳輸時間過長，往往需要幾秒甚至更長。

（4）低壓電力線載波通信：相比于前三種通信子系統(tǒng)，低壓電力線載波通信是一種較為新型的通信系統(tǒng)，它主要是將信息調制成高頻的信號，然后將之進行一定程度上的疊加，使其在電力線路之上，由此來實現(xiàn)通信。其優(yōu)點主要表現(xiàn)為可以有效節(jié)約投資，且維護工作量也得到一定程度上的減少。就目前狀況而言，國內10kV 以上電壓等級的高壓電力線載波技術已較成熟， 但低壓電力網(wǎng)絡上的載波通信還未能達到令人滿意的水平。

2.3 中心處理子系統(tǒng)

對于中心處理子系統(tǒng)而言，它在遠程抄表系統(tǒng)之中有著十分重要的地位與作用，因為它是整個遠程抄表系統(tǒng)的最高層，其構成主要是中心處理工作站及其附屬的軟件。在整個自動抄表系統(tǒng)之中，用戶的數(shù)據(jù)采集信息都是通過通信子系統(tǒng)進行匯總，并集中于中心處理子系統(tǒng)當中，然后管理人員對相關的軟件進行一定程度上的使用，并對相關數(shù)據(jù)進行匯總與分析。一般情況下，典型的抄表系統(tǒng)軟件基本具備如下幾個方面的功能：①能夠對采集器之中的參數(shù)進行遠程的設定；②對整個系統(tǒng)之中的電能數(shù)據(jù)進行準確的抄取，并在此基礎之上進行有效的匯總，最終生成電費數(shù)據(jù)庫；③能夠實現(xiàn)遠程控制，由此來完成停電、通電控制；④對系統(tǒng)進行有效的查詢與管理。

3 自動抄表的安全性

對于自動抄表系統(tǒng)而言，從實質上看它其實是采集器、集中器以及中心處理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互過程，因此，在這其中也存在著一定的安全隱患，主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面是自動抄表過程中的安全性；另一方面則是中信處理子系統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡安全。在通信傳輸?shù)倪^程之中，必須對數(shù)據(jù)的可靠傳輸進行有效的確保，除此之外，還應該對系統(tǒng)是否存在來自傳輸網(wǎng)的惡意攻擊進行一定程度上的考慮。就目前狀況而言，安全隱患主要體現(xiàn)在如下幾個方面：病毒、黑客、操作失誤以及網(wǎng)絡崩潰等。針對這些安全隱患，應該進一步發(fā)展與完善身份驗證技術、密碼技術、訪問控制技術以及防火墻技術等。

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