影響用電信息采集成功率原因分析

楊曉芳

摘要：用電信息采集終端性能、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、通訊基站、采集系統(tǒng)主站等因素都會(huì)影響用電信息采集成功率，結(jié)合實(shí)際情況詳細(xì)分析影響用電信息成功率的原因及可以采取的措施。用電信息采集成功率是衡量電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)的重要指標(biāo)，是電力用戶用電信息采集系統(tǒng)亟待解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：用電信息;采集系統(tǒng);成功率;影響因素

中圖分類號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）33-0196-02

電力用戶用電信息采集系統(tǒng)作為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容，是保證智能電網(wǎng)建設(shè)有序推進(jìn)的必然需求。通過(guò)電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有電力用戶和關(guān)口用電信息遠(yuǎn)程采集的全面覆蓋、計(jì)量裝置實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶負(fù)荷、電量、電壓等重要信息的即時(shí)采集。在電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)中也面臨著各種問(wèn)題，比較復(fù)雜的問(wèn)題是影響用電信息采集成功率的因素很多，用電信息采集終端性能、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、通訊基站、采集系統(tǒng)主站性能等。本文主要詳細(xì)分析影響用電信息采集成功率的各種因素及可以采取的措施，為電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)提供一定的參考。

一、用電采集系統(tǒng)設(shè)備異常對(duì)采集成功率的影響

如圖1所示，用電采集設(shè)備大致分為集中器，采集器、專變終端等，這些設(shè)備采用的上行通訊方式一般為以太網(wǎng)、光纖、GPRS、短消息等方式，下行通訊方式為RS485、載波、微功率無(wú)線等。

不同設(shè)備供應(yīng)商因?yàn)檠邪l(fā)能力、器件成本、生產(chǎn)質(zhì)檢等原因，造成在運(yùn)行過(guò)程中采集通訊速度、頻率、負(fù)荷等方面差別較大，比如采集范圍、覆蓋用戶數(shù)量、發(fā)送接收功耗、抗干擾能力、通訊規(guī)約的兼容性、通訊模塊的互聯(lián)互通等等，這些因素都會(huì)對(duì)用電信息的采集成功率造成一定程度上的影響。

二、GPRS通信對(duì)采集成功率的影響

GPRS通訊因覆蓋面廣、接入方便、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)而成為電力用戶用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)的首選上行通道。但是在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用過(guò)程中經(jīng)常遇到各種問(wèn)題，導(dǎo)致主站無(wú)法與集抄設(shè)備進(jìn)行正常通訊，從而影響采集成功率。問(wèn)題主要概括有：無(wú)信號(hào)、信號(hào)弱、信號(hào)不穩(wěn)定;信號(hào)較好但集抄設(shè)備不上線;集抄設(shè)備經(jīng)常掉線?，F(xiàn)針對(duì)這三個(gè)問(wèn)題具體分析：

1.無(wú)信號(hào)、信號(hào)弱、信號(hào)不穩(wěn)定解決方案

表1 現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度參考表

序號(hào) 地點(diǎn) 信號(hào)強(qiáng)度 信號(hào)衰減 CSQ

1 外部開放空間 -55～95dBm 30-9

2 狹窄樓道 -75～115dBm 15～20dB 19-0

3 地下室 -85～130dBm 20～35dB 14-0

注：在偏遠(yuǎn)山區(qū)，地面2米以上和10米空中的信號(hào)強(qiáng)度可能會(huì)差別10～20dBm。

在箱變的集抄設(shè)備安裝時(shí)，受安裝位置影響，如果將集抄設(shè)備天線安裝在箱變內(nèi)，會(huì)在一定程度上削弱GPRS 信號(hào)，部分信號(hào)不好的地區(qū)甚至根本無(wú)法通信。由于天線的問(wèn)題造成信號(hào)不好，可以把天線拉出到箱變外，放在一個(gè)相對(duì)開放的空間。

檢查現(xiàn)場(chǎng)集抄設(shè)備天線、SIM、遠(yuǎn)程通訊模塊是否完好，盡量避免因設(shè)備的損壞而造成的無(wú)信號(hào)、信號(hào)弱、信號(hào)不穩(wěn)定的問(wèn)題。

有部分變壓器或者變電柜安裝在的環(huán)境由于距離基站過(guò)遠(yuǎn)或者周圍有大樓阻隔，形成了天然的信號(hào)壁障，會(huì)造成GPRS信號(hào)弱或者無(wú)信號(hào)，此時(shí)可以選用高增益天線、低衰減饋線等配屬設(shè)備，加強(qiáng)信號(hào)。

表2 常用的天線增益特性

名稱 天線增益

普通膠棒天線 -2～0dBi

普通吸盤天線 2～3dBi

定向/高增益天線 12～15dBi

表3 饋線衰減特性

饋線材料 900M頻段 1800M頻段

外徑3mm的射頻電纜 0.4dB/米 0.8dB/米

7mm或者更粗的射頻電纜的衰減率 0.15 dB/米 0.3dB/米

加裝無(wú)線信號(hào)放大器，增強(qiáng)設(shè)備所在空間信號(hào)。

運(yùn)營(yíng)商支持，優(yōu)化區(qū)域信號(hào)。可以和運(yùn)營(yíng)商溝通進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，比如可以建立直放站來(lái)減少弱信號(hào)區(qū)和盲區(qū);還可以調(diào)整基站天線的安裝角度，使天線輻射方向圖的最大指向盡量覆蓋弱信號(hào)地區(qū)。另外，可以更換網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商。

2.信號(hào)較好但集抄設(shè)備無(wú)法上線

由于通訊參數(shù)不正確造成集抄設(shè)備無(wú)法上線，可以在供貨前將正確的通訊參數(shù)提供給集抄設(shè)備廠家，要求廠家把通訊參數(shù)默認(rèn)成實(shí)際的通訊參數(shù)。

由于SIM未開卡、停卡、未開通GPRS流量等原因造成集抄設(shè)備不上線，可以更換SIM卡，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供SIM卡時(shí)，明確要求開通的功能，已確保SIM的正常使用。

主站資產(chǎn)信息與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行集抄設(shè)備不一致，造成現(xiàn)場(chǎng)集抄設(shè)備不能正常登錄主站。管理規(guī)范主站操作流程，避免此類情況的發(fā)生。

3.集抄設(shè)備經(jīng)常掉線

心跳周期是維系采集主站和集抄設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間無(wú)通訊狀態(tài)下保持鏈接的重要參數(shù)。地方不同，主站檢測(cè)在線狀態(tài)的模式不一致，再加上運(yùn)營(yíng)商和通信基站的不同，心跳周期長(zhǎng)短也會(huì)不一致。如果心跳周期過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)主站或者運(yùn)營(yíng)商默認(rèn)的周期就會(huì)造成遠(yuǎn)程通信鏈接無(wú)法維護(hù)，集抄設(shè)備經(jīng)常掉線;如果心跳周期過(guò)短，集抄設(shè)備頻繁發(fā)送心跳幀或登錄幀，會(huì)造成流量的浪費(fèi)。具體設(shè)置多長(zhǎng)的心跳周期，可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置合適的心跳周期。

在部分地區(qū)，移動(dòng)基站的蜂窩網(wǎng)絡(luò)由于各種原因部分網(wǎng)段受損，無(wú)法容納更多的用戶登錄，就會(huì)造成集抄設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間登錄不上主站。如果是由于基站容量不足導(dǎo)致的，需要運(yùn)營(yíng)商對(duì)該區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)容處理。

國(guó)內(nèi)GPRS網(wǎng)絡(luò)布局通常都是以省為單位來(lái)布網(wǎng)，而集抄設(shè)備一般采用專用SIM卡進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)，這樣可能會(huì)導(dǎo)致出省后撥號(hào)失敗的情況。在兩省交界結(jié)合部，存在兩省基站信號(hào)重疊的狀況，集抄設(shè)備極易注冊(cè)到鄰近省份的基站而導(dǎo)致GPRS撥號(hào)失敗，即邊界信號(hào)漫游。對(duì)于這種情況可要求網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商把當(dāng)前用戶SIM卡網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)漫游功能禁止掉，這樣就不會(huì)在跨省交界處出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)漫游問(wèn)題。加裝無(wú)線信號(hào)放大器，邊界漫游與信號(hào)不穩(wěn)定有關(guān)，由于信號(hào)弱造成頻繁的基站登陸切換，導(dǎo)致漫游發(fā)生。

三、載波通訊采集成功率的影響

國(guó)網(wǎng)公司從2009年開始在全國(guó)推廣載波通訊以來(lái)，載波抄表已經(jīng)可以算是一種比較成熟的通訊技術(shù)，這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是成本低、覆蓋范圍廣、安裝簡(jiǎn)單，只要有電力線的地方，理論上來(lái)講就可以進(jìn)行載波通訊。但是缺點(diǎn)也同樣明顯，抗干擾能力差。

載波路由模塊的發(fā)送功率和通訊速率直接決定了這種通訊模式的覆蓋范圍，覆蓋范圍在120米到5公里不等的通訊半徑，可覆蓋用戶數(shù)量為1000～2040戶不等。

（1）空調(diào)、大功率的電磁爐、粉碎機(jī)、攪拌機(jī)等大型設(shè)備在使用過(guò)程中產(chǎn)生的震動(dòng)、噪音是對(duì)載波通訊的最直接也是危害最大的干擾，直接削弱載波信號(hào)或者破壞載波節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。對(duì)此可以加裝濾波器或者將電表安裝到稍遠(yuǎn)一些的距離，另外可以考慮設(shè)置集抄設(shè)備時(shí)段抄表，避開干擾源的工作時(shí)間。

（2）對(duì)部分載波方案來(lái)講載波路由模塊與0級(jí)節(jié)點(diǎn)的距離不能過(guò)大，否則無(wú)法完成組網(wǎng)抄表，可以在線路上加裝中繼器用來(lái)中繼傳輸載波信號(hào)，以保證載波信號(hào)的品質(zhì)延長(zhǎng)載波傳輸?shù)木嚯x。

（3）部分地方在現(xiàn)場(chǎng)采用的是載波方案混裝模式，比如只是采用同一種載波頻率，使用不同載波廠家的載波方案，不同廠家的載波方案由于產(chǎn)品質(zhì)量、通訊速率、應(yīng)答時(shí)間、在極端環(huán)境下的適應(yīng)能力等方面不盡相同，導(dǎo)致在現(xiàn)場(chǎng)配合方面存在一定問(wèn)題，致使采集成功率較低，調(diào)整載波發(fā)送速率，取得一個(gè)合適的平衡點(diǎn)，以適應(yīng)混裝的情況。

（4）載波信號(hào)竄臺(tái)、相同載波方案由于距離過(guò)近導(dǎo)致互相之間的信號(hào)干擾，導(dǎo)致無(wú)法抄到相應(yīng)的用電信息，在臺(tái)區(qū)與臺(tái)區(qū)之間加強(qiáng)隔離措施，或者在相鄰臺(tái)區(qū)采用不同頻率的載波方案，以降低載波信號(hào)相互之間的干擾。

（5）現(xiàn)場(chǎng)由于零線虛接、短路、斷路等原因?qū)е螺d波回路不完整，臺(tái)區(qū)無(wú)法抄表，檢查臺(tái)區(qū)線路，確保線路完好。

（6）載波路由模塊節(jié)點(diǎn)丟失或者數(shù)據(jù)傳輸有誤造成采集抄到率低，聯(lián)系載波模塊廠家，加強(qiáng)技術(shù)改進(jìn)。

四、其他因素對(duì)采集設(shè)備造成的影響

還有一些其他外部因素也會(huì)對(duì)采集成功率造成一定程度的影響：

（1）在過(guò)高或者過(guò)低的溫度環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)對(duì)采集設(shè)備的性能、壽命造成影響，甚至設(shè)備損壞。

（2）雷擊造成的采集設(shè)備和通信設(shè)備損壞，主要是加強(qiáng)變壓器附近的避雷措施。

（3）主站前置機(jī)容量不足、處理速度慢等原因，導(dǎo)致主站不能夠及時(shí)采集或者處理采集回來(lái)的數(shù)據(jù)，致使采集成功率降低。

（4）由于相同的采集設(shè)備資產(chǎn)信息沖突，使采集設(shè)備無(wú)法正常登陸主站，導(dǎo)致采集成功率降低。

（5）SG186營(yíng)銷系統(tǒng)與采集系統(tǒng)主站之間的數(shù)據(jù)交互，用戶用電信息的匹配等會(huì)影響臺(tái)區(qū)檔案的建立，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤的用戶信息會(huì)降低采集成功率，直至影響到最后電量的發(fā)行和電費(fèi)的收繳，導(dǎo)致用戶和供電公司之間產(chǎn)生摩擦。要解決這一問(wèn)題需要提升SG186系統(tǒng)和采集系統(tǒng)主站之間的無(wú)縫對(duì)接程度，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤的臺(tái)區(qū)信息。

五、結(jié)束語(yǔ)

如何提高用電信息采集成功率是目前電力行業(yè)進(jìn)行智能化電網(wǎng)建設(shè)的一個(gè)難點(diǎn)，牽涉到的范圍廣、業(yè)務(wù)多。本文從采集終端性能、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、通訊基站、采集系統(tǒng)主站等方面對(duì)影響用電信息采集成功率的因素進(jìn)行了原因分析，并且結(jié)合了現(xiàn)場(chǎng)處理問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)給出了一些改進(jìn)方案和實(shí)施建議，希望對(duì)提高用電信息采集成功率和現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試集抄設(shè)備提供一定程度的參考價(jià)值。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）