淺談電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)

雷勇剛

(國網(wǎng)四川省樂山供電公司,四川樂山 614000)

淺談電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)

雷勇剛

(國網(wǎng)四川省樂山供電公司,四川樂山 614000)

本次研究以遠(yuǎn)程抄表的功能入手,進(jìn)而展開對(duì)遠(yuǎn)程抄表的應(yīng)用重要性、自動(dòng)抄表系統(tǒng)特征以及遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)應(yīng)用前景的詳細(xì)闡述。

遠(yuǎn)程抄表 GPRS應(yīng)用 特征 設(shè)計(jì) 優(yōu)化

1 引言

電力科技的時(shí)代性進(jìn)步和信息科學(xué)的發(fā)展，把我國的電力科技引入了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。遠(yuǎn)程抄表，就是利用計(jì)算機(jī)及其其他的通訊技術(shù)手段，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)采集用戶用電信息，測量以及監(jiān)測用戶用電情況。遠(yuǎn)程抄表改變傳統(tǒng)的人工抄表模式，較人工抄表而言，其效率更高，更為確定，在一定的程度上推進(jìn)電能管理現(xiàn)代化發(fā)展的進(jìn)程，因此以GPRS為代表的遠(yuǎn)程抄表方式將會(huì)是電力系統(tǒng)發(fā)展的方向，那么遠(yuǎn)程抄表的特征以及應(yīng)用前景如何呢？

2 GPRS通信技術(shù)的發(fā)展

從2002年至今，主流模式是數(shù)碼表。完善集中抄表系統(tǒng)主要有幾大難點(diǎn)：設(shè)計(jì)時(shí)無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，基本都是各自為政，使產(chǎn)品的普及存在難度;調(diào)試時(shí)只靠人為的標(biāo)識(shí)來區(qū)別線路，施工中輕易造成混亂;系統(tǒng)開發(fā)商和廠家脫節(jié)。由于表的供給商和系統(tǒng)的供給商分離，現(xiàn)階段對(duì)于表具沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可以遵循，系統(tǒng)的質(zhì)量和表具的質(zhì)量都是良莠不齊，經(jīng)常出現(xiàn)互相扯皮的現(xiàn)象，影響用戶最后的使用;由于系統(tǒng)環(huán)節(jié)繁多，導(dǎo)致系統(tǒng)出問題的點(diǎn)比較多，又由于采用集中采集的特點(diǎn)一個(gè)地方出現(xiàn)問題可能會(huì)導(dǎo)致一大片出問題，因此問題很多。

無線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)性13趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍，不同的適用區(qū)域，不同的技術(shù)特點(diǎn)，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)效應(yīng)。3G可解決廣域無縫覆蓋和強(qiáng)漫游的移動(dòng)性需求，WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入，而UWB可實(shí)現(xiàn)近距離的超高速無線接入。

寬帶化、核心網(wǎng)絡(luò)綜合化，接入網(wǎng)絡(luò)多樣化，信息個(gè)人化，移動(dòng)智能網(wǎng)技術(shù)與IP技術(shù)的組合將進(jìn)一步推動(dòng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)通信的趨勢(shì)。

3 遠(yuǎn)程抄表的方法

(1)傳統(tǒng)方式。傳統(tǒng)的電力遠(yuǎn)程抄表面臨問題，目前我國普遍采用水表、氣表、電表人工入戶抄表收費(fèi)方式，這樣給用戶及抄表人員都帶來很多麻煩。隨著科技的發(fā)展，特別是智能小區(qū)、高層住宅小區(qū)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的抄表方式已經(jīng)不能滿足居民的要求。為了有效解決入戶抄表收費(fèi)存在的諸多弊端，提高工作效率，自動(dòng)抄表系統(tǒng)將是最好的解決方案。而基于無線傳輸?shù)某斫K端由于有不用布線的優(yōu)勢(shì)，自然又成為其中的優(yōu)選。(2)無線抄表方式。實(shí)現(xiàn)電量的自動(dòng)抄表、定時(shí)上報(bào)、實(shí)時(shí)查詢等;抄表數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、查詢、備份、報(bào)表、圖表生成;電表異常實(shí)時(shí)報(bào)警;設(shè)置電能表的參數(shù)，讀取各種計(jì)量和管理數(shù)據(jù);掉電數(shù)據(jù)保存;瞬時(shí)量數(shù)據(jù)的綜合處理;電量查詢和電量分析;歷史數(shù)據(jù)事件記錄功能;廠站管理;根據(jù)線路上的表計(jì)關(guān)系計(jì)算線路損耗等功能。(3)一種電力載波遠(yuǎn)程抄表方法。首先從用戶端的電表上讀取用電量數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)通過異步串口通信協(xié)議送到集中器進(jìn)行編碼;將編碼后的信息，進(jìn)行擴(kuò)頻、三態(tài)200μs脈沖位置調(diào)制和電流放大，經(jīng)電力線耦合單元發(fā)送到遠(yuǎn)程電表;遠(yuǎn)程電表把接收到的信息通過電力線耦合下來，經(jīng)預(yù)處理、三態(tài)200μs脈沖位置解調(diào)，根據(jù)解調(diào)信息對(duì)照碼書進(jìn)行查找，把解調(diào)的信息轉(zhuǎn)換成700進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后把700進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)據(jù)，來讀取用電量。(4)CX800手持終端智能電表抄表方式。目前已經(jīng)應(yīng)用于湖北，福建多家電力局。CX800為電力抄表量身打造，全面淘汰老一代抄表機(jī)。(5)GPRS遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。簡單說就是把手機(jī)卡放到電表里，手機(jī)卡上網(wǎng)后把電表數(shù)據(jù)傳道指定的IP地址的服務(wù)器上。硬件你至少得會(huì)使用一種GPRS模塊，會(huì)使用一種單片機(jī)，軟件要了解這個(gè)系統(tǒng)的原理，需要會(huì)C或C++語言等。

4 GPRS抄表系統(tǒng)的特征

目前，我國常用的自動(dòng)抄表系統(tǒng)特征可以從以下幾個(gè)部分來體現(xiàn)：通訊系統(tǒng)、前端采集系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。(1)實(shí)時(shí)性強(qiáng)。由于GPRS具有實(shí)時(shí)特性，可很好的滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求;(2)可對(duì)電表設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。通過GPRS雙向系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)電表設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、開關(guān)等遠(yuǎn)程操作;(3)建設(shè)成本少低。由于采用GPRS的無線公網(wǎng)平臺(tái)，只需安裝設(shè)備，無需專門布線;(4)集抄范圍廣。GPRS覆蓋范圍廣，在無線GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以完成對(duì)集抄的控制和治理;(5)數(shù)據(jù)傳送速率高。GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率的需求;(6)通信費(fèi)用低。采用包月計(jì)費(fèi)方式，運(yùn)營成本低。

5 GPRS的抄表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)

所釆用的技術(shù)方案是，首先從用戶端的 電表上讀取用電量數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)通過異步串口通信協(xié)議送到集中器進(jìn)行編碼;將編碼后的信息，進(jìn)行擴(kuò)頻、三態(tài)200^13脈沖位置調(diào)制和電流放大，經(jīng) 電力線耦合單元發(fā)送到遠(yuǎn)程電表;遠(yuǎn)程電表把接收到的信息通過電力線耦合 下來，經(jīng)預(yù)處理、三態(tài)200^is脈沖位置解調(diào)，根據(jù)解調(diào)信息對(duì)照碼書進(jìn)行查 找，把解調(diào)的信息轉(zhuǎn)換成700進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后把700進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 數(shù)據(jù)，來讀取用電量。

該系統(tǒng)的缺陷是不穩(wěn)定、可靠度沒有達(dá)到100%。抄數(shù)準(zhǔn)確率不是最高，存在微小的誤差。儀器、儀表分布點(diǎn)多面廣，其遠(yuǎn)程抄表大多仍沿用有線傳輸方式，線路維護(hù)量很大。應(yīng)該完善如下功能，如告警：開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過載告警等控制：對(duì)欠費(fèi)用戶進(jìn)行拉閘等。并提供停電數(shù)據(jù)保護(hù)功能，在停電48--72小時(shí)內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控。

更為先進(jìn)的LonWorks技術(shù)是目前世界上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線控制技術(shù)，在工業(yè)、樓宇、能源等自動(dòng)化領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。用LonWorks技術(shù)來組成家庭的智能遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，具有組網(wǎng)靈活、開放性好、易于擴(kuò)展。系統(tǒng)采用現(xiàn)場總線、LonWorks核心技術(shù)，靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡化了系統(tǒng)的布線，將脈沖信號(hào)直接與單片機(jī)I/O口連接，采用終端方式計(jì)數(shù)，提高可靠性和準(zhǔn)確性;將Neuron芯片只做通信處理器實(shí)現(xiàn)與LON通信，緩解CPU工作。這些實(shí)質(zhì)上也是一種遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的新的應(yīng)用。

6 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)應(yīng)用前景

目前用的最多的方式是 電能表←(485通信)→采集器←(電力線載波通信) →集中器←(GPRS無線通信) →用電管理系統(tǒng)。遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的發(fā)展前景仍將是延續(xù)智能化。

雷勇剛(1970一),男,樂山嘉能佳電力抄表有限公司總經(jīng)理,工程師,研究方向：工程管理、智能電網(wǎng)技術(shù)、工程概預(yù)算。