淺析電力自動(dòng)化抄表系統(tǒng)

肖海政

國網(wǎng)冀北固安縣供電有限公司 065500

摘要：電力工業(yè)的飛速發(fā)展以及“一戶一表”制的逐漸推廣使得電能表的使用數(shù)量大大增加，電力部門所管轄的計(jì)量設(shè)備也在不斷地增多，如果采用傳統(tǒng)的人工抄表工作模式，將會(huì)造成工作量急劇加大，因此，要完成準(zhǔn)確得力的抄表工作，必須利用現(xiàn)代化的技術(shù)，電力市場也在不斷朝著各種用戶表計(jì)的自動(dòng)抄表方向發(fā)展，這是信息時(shí)代的必然趨勢。

關(guān)鍵詞：電力；自動(dòng)化抄表

引言

目前，我國電表數(shù)據(jù)的采集大多以人工抄表方式為主，需要抄表人員每月走家串戶讀取電表值后，再通過微機(jī)或手工制作的電費(fèi)單催繳用戶電費(fèi)，該方式存在錯(cuò)抄、漏抄、估抄以及抄表不及時(shí)等問題，影響了用戶生活以及供電部門的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著電力市場的發(fā)展，電力營銷正逐步向以提高服務(wù)質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)的方向發(fā)展，自動(dòng)抄表系統(tǒng)的應(yīng)用是解決上述問題的有效途徑之一。自動(dòng)抄表技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用已有多年，但很少有成功的應(yīng)用，其原因除傳感器等技術(shù)外，通信技術(shù)一直未能得到很好地解決。首先，本文對(duì)電力自動(dòng)化抄表的概況、功能以及系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行了簡單介紹，然后主要對(duì)抄表的類型進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

1.電力自動(dòng)化抄表概述

隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電力公司無線遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表已成為發(fā)展的必然趨勢。遠(yuǎn)程抄表采用先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，利用WCDMA/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)家庭和工商業(yè)用戶的電表使用狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控，完成數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)和統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)表具的遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程控制。產(chǎn)品以全自動(dòng)的抄表方式取代了傳統(tǒng)的人工抄表方式，極大地提高了工作效率，降低了人力資源成本；同時(shí)為管理、統(tǒng)計(jì)、分析能源使用情況提供依據(jù)，使管理更科學(xué)、更高效。

2.電力自動(dòng)化抄表的基本功能

2.1參數(shù)設(shè)置功能

一個(gè)自動(dòng)化抄表系統(tǒng)在運(yùn)行之前，需要進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，以此來保證系統(tǒng)能夠正常的工作。對(duì)參數(shù)的設(shè)置功能就是指對(duì)集中器、采集器等的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，內(nèi)容包括：地址的編號(hào)、各種時(shí)段以及電能表的相關(guān)參數(shù)等。

2.2通信功能

自動(dòng)化抄表最基本的功能就是實(shí)現(xiàn)了通信。主要是利用采集器以及集中器采集和儲(chǔ)存電能表的數(shù)據(jù)，通過合理的手段將這些數(shù)據(jù)自動(dòng)的傳輸?shù)街髡?。自?dòng)化抄表能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸，并且傳輸過程可靠，所采集和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不僅包括有電能指示數(shù)，同時(shí)還包括了最大需量、電流、電壓以及電能表的工作狀態(tài)等等。

2.3管理數(shù)據(jù)庫的功能

由于自動(dòng)化抄表系統(tǒng)一般都是以數(shù)據(jù)庫的形式將資料進(jìn)行儲(chǔ)存，儲(chǔ)存的資料包括有：用戶信息、電能表、集中器以及采集器等，這就需要主站軟件的支持，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這些數(shù)據(jù)的查詢和修改，增加和刪除等功能。

3.電力自動(dòng)化抄表的系統(tǒng)構(gòu)成

3.1遠(yuǎn)程抄表終端

遠(yuǎn)程抄表終端是對(duì)用戶電能使用信息進(jìn)行采集的設(shè)備，具體包括：集中器+采集器+遠(yuǎn)傳表具。

集中器以RS485總線、電力線載波等方式經(jīng)采集器采集遠(yuǎn)傳表具的數(shù)據(jù)信息，通過WCDMA/GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)，完成與中心管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)交互。無線通信模塊通常集成在集中器里。節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少的情況下，遠(yuǎn)傳表具可以不經(jīng)過采集器，直接與集中器相連。

3.2通信網(wǎng)絡(luò)

負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸，為整個(gè)系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)支撐能力。通常采用的無線傳輸方式為2G+APN GRE隧道加密方式，APN撥號(hào)流程如下：

（1）GRE隧道建立；（2）用戶撥號(hào)請求到達(dá)GGSN；（3）GGSN訪問聯(lián)通AAA，檢查撥號(hào)信息；（4）用戶與企業(yè)局域網(wǎng)建立PPP連接；（5）GGSN為用戶分配IP地址；（6）用戶成功訪問企業(yè)網(wǎng)。

3.3中心管理平臺(tái)

中心管理平臺(tái)包括前置通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、各類應(yīng)用服務(wù)器等設(shè)備。主要功能就是定期檢查遠(yuǎn)程抄表終端的狀態(tài)，完成遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)。同時(shí)通過對(duì)遠(yuǎn)程抄表終端傳送的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能使用的異常情況，并產(chǎn)生相應(yīng)的告警和提示信息，避免造成損失。

3.4監(jiān)控終端

監(jiān)控終端包括電腦監(jiān)控終端和手機(jī)監(jiān)控終端。監(jiān)控終端通過B/S或C/S客戶端、Web方式，完成各種平臺(tái)功能的訪問。電力公司監(jiān)控者可通過電腦或手機(jī)完成對(duì)終端的監(jiān)控管理、數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計(jì)分析等工作。家庭和工商業(yè)用戶可以通過電腦或手機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢、遠(yuǎn)程控制等，并可隨時(shí)接收到來自電力公司的異常提醒和使用建議

4.電力自動(dòng)化抄表的種類

4.1無線自動(dòng)化抄表

在這種方式的自動(dòng)化抄表中，集中器上行信道或者與移動(dòng)抄表設(shè)備之間采用無線通信，包括兩種方式：一種方式是大功率的無線傳輸；另一種方式是微功率的無線傳輸。大功率的無線傳輸安裝調(diào)試非常簡單，并且不需要經(jīng)常維護(hù)，對(duì)于通道的敷設(shè)，也能節(jié)省很多的費(fèi)用。這種方式的自動(dòng)化抄表較適用的地方是地理位置比較分散的地區(qū)，電話安裝不太方便，比如：在農(nóng)村的變電站或者是配網(wǎng)線路中使用這種方式都是較好的選擇。而微功率無線傳輸?shù)牟僮鞑襟E是：首先抄表員到達(dá)現(xiàn)場，通過無線抄表器收集集中器中的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)帶回主站后，通過串行通信將這些數(shù)據(jù)傳入到計(jì)算機(jī)中，這種方式的主要不足是在無線傳輸?shù)耐飞弦蟛荒苡姓系K，在一些高樓林立的城市這個(gè)要求是很難達(dá)到的，很多的建筑物將這一通信阻斷。

4.2有線自動(dòng)化抄表

在這種方式的抄表中，集中器的上行、下行信道采用的都是有線連接方式。集中器和主站設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，采用的是電話網(wǎng)，采集器與集中器之間的數(shù)據(jù)傳輸采用的是專線傳輸。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是投資較少，同時(shí)受氣候和地形的影響比較小。由于集中器和采集器之間采用的是雙絞線連接的，可以很方便的采用市話網(wǎng)與主站進(jìn)行通信，在集中器中內(nèi)置了modem，這是一種點(diǎn)到點(diǎn)的通信模式，在方便電話安裝的場合使用非常適宜，比如：變電站和企事業(yè)單位中采用這種方式的自動(dòng)化抄表方式是非常合適的；主要的不足時(shí)通信電纜敷設(shè)時(shí)施工比較困難。

4.3載波自動(dòng)化抄表

電力載波自動(dòng)抄系統(tǒng)由基表（電表，水表，煤氣表）、數(shù)據(jù)采集器、低壓電力載波，數(shù)據(jù)集中器、上層數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、管理中心計(jì)算機(jī)（數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）組成抄表網(wǎng)絡(luò)。采集終端、集中器、計(jì)算機(jī)之間的通信采用RS—485 總結(jié)構(gòu)，采集終端用專用供電電源，通過本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)水、電、煤氣表數(shù)據(jù)的讀取、處理、儲(chǔ)存及上傳。

這種抄表技術(shù)主要有兩種調(diào)制方法：窄頻和擴(kuò)頻。載波技術(shù)一般是在背景噪聲比較強(qiáng)的情況下，能夠有效地提取出有效地信號(hào)，對(duì)其通信產(chǎn)生影響的兩類干擾分別是：線路信號(hào)的衰減和線路干擾。配電變壓器作為載波抄表技術(shù)的應(yīng)用單元，能夠?qū)崿F(xiàn)有效地采集和集中用戶的電能量，集中器與采集器間的數(shù)據(jù)傳輸是通過電力載波來實(shí)現(xiàn)的。

4.4光纖自動(dòng)化抄表

在通信中使用光纖具有很多優(yōu)勢，比如：能夠增大容量，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，提高可靠性等等?？梢詫⒐饫w分為多模光纖、單模光纖。其中單模光纖在長距離的通信中非常實(shí)用，通常將其光纖網(wǎng)組建成環(huán)網(wǎng)。同時(shí)，光纖雙環(huán)網(wǎng)還能夠?qū)崿F(xiàn)“自診斷恢復(fù)”的功能。這種方式的自動(dòng)化抄表在變電站和配電線路中使用較多，采用光纜作為主干線，485雙絞線作為支線。應(yīng)該注意的是，采用光纖通信需要一次性投入的成本較高，所需要敷設(shè)的工程量很大。

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