淺談電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的現(xiàn)狀及展望

摘 要：自動(dòng)抄表技術(shù)將數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)處理合三為一，改變了傳統(tǒng)人工現(xiàn)場(chǎng)抄表的局面，極大地增強(qiáng)了電能計(jì)量的效率，這對(duì)于推進(jìn)電力事業(yè)的發(fā)展有著十分積極的作用。本文從自動(dòng)抄表技術(shù)的構(gòu)成元素著手，對(duì)該技術(shù)的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行分析展望。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量；自動(dòng)抄表技術(shù)；現(xiàn)狀；展望

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.157

0 引言

隨著我國(guó)電力改革進(jìn)程地不斷深入以及電力技術(shù)手段地更新?lián)Q代，電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)結(jié)合了通信傳感、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及自動(dòng)一體化等技術(shù)，改變了傳統(tǒng)人工現(xiàn)場(chǎng)抄表的局面，開(kāi)辟了電能計(jì)量數(shù)據(jù)采集、傳輸以及處理一體化的新道路，極大地提高了電能計(jì)量的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，這對(duì)于推進(jìn)電力事業(yè)的發(fā)展有著十分積極的作用。鑒于此，世界上許多國(guó)家已經(jīng)在電網(wǎng)改造過(guò)程中開(kāi)始應(yīng)用自動(dòng)抄表技術(shù)，進(jìn)而強(qiáng)化了電網(wǎng)的配電管理。

1 電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的構(gòu)成元素

自動(dòng)抄表技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)處理合三為一的目標(biāo)，使得電能計(jì)量能夠自動(dòng)進(jìn)行[1]，無(wú)需人工現(xiàn)場(chǎng)抄錄數(shù)據(jù)，該技術(shù)主要由信號(hào)采集、數(shù)據(jù)傳輸以及處理系統(tǒng)三部分構(gòu)成。

1.1 信號(hào)采集系統(tǒng)

電能計(jì)量采集系統(tǒng)是自動(dòng)抄表技術(shù)的核心之一，它是體現(xiàn)該自動(dòng)抄表技術(shù)準(zhǔn)確性以及實(shí)效性的重要標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，自動(dòng)抄表技術(shù)的采集系統(tǒng)可以根據(jù)數(shù)據(jù)采集方式的不同分為本地采集系統(tǒng)和遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)。一方面，本地采集系統(tǒng)通常安裝了紅外電能轉(zhuǎn)換模塊，該模塊可以實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)同數(shù)據(jù)信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，抄表人員無(wú)需抄錄數(shù)值，只需拿著紅外抄表器捕捉該紅外信號(hào)在傳輸至計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)之中便可得到具體的電能計(jì)量。本地采集系統(tǒng)通常應(yīng)用于有線(xiàn)通信未覆蓋的區(qū)域，具有一定的局限性，并仍需人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抄表，并未完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表。另一方面，遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)在電能表中安裝了光電轉(zhuǎn)換模塊以及采集終端，通過(guò)工作站、服務(wù)器以及數(shù)據(jù)庫(kù)等硬軟件來(lái)實(shí)時(shí)記錄并儲(chǔ)存電能數(shù)據(jù)。

1.2 傳輸系統(tǒng)

電能計(jì)量傳輸系統(tǒng)是自動(dòng)抄表技術(shù)的中介載體，其實(shí)現(xiàn)了電能數(shù)據(jù)的相互傳輸，從而保證各種信號(hào)數(shù)據(jù)能夠上傳至服務(wù)器之上。通常來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)的傳輸速率、傳輸質(zhì)量以及傳輸穩(wěn)定性會(huì)更加傳輸手段以及方式的不同而產(chǎn)生較大差異。在目前電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)中，光纖、無(wú)線(xiàn)電、電話(huà)線(xiàn)以及載波等傳送方式廣泛應(yīng)用于該技術(shù)之中[2]，其中光纖傳輸性能穩(wěn)定，傳輸質(zhì)量相對(duì)較高，但材料價(jià)格較為昂貴，普及程度較低；無(wú)線(xiàn)電傳輸覆蓋面廣，通信量較大，可以實(shí)現(xiàn)大跨度的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸，這在目前的自動(dòng)抄表技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛；電話(huà)線(xiàn)以及電力載波傳輸雖然價(jià)格便宜，但是信號(hào)傳輸過(guò)程中極易受到其他信號(hào)的干擾，不利于電能信號(hào)的傳輸送達(dá)。

1.3 處理系統(tǒng)

處理系統(tǒng)是整個(gè)自動(dòng)化抄表技術(shù)的核心單元，負(fù)責(zé)處理了各個(gè)工作站上傳的所有數(shù)據(jù)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量自動(dòng)化控制管理。該處理系統(tǒng)依托服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)各個(gè)工作站上傳的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼破譯，從而得到具體的電能數(shù)值，并匯集所有用戶(hù)的用電情況，工作人員可以根據(jù)這一系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程送停電等一些操作，從而起到遠(yuǎn)程控制用電的效果。

2 電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的展望

自動(dòng)抄表技術(shù)目前在我國(guó)多地域的電能計(jì)量得到了十分廣泛的應(yīng)用，并取得了一些成效，特別是在環(huán)境惡劣和條件艱苦的區(qū)域，自動(dòng)抄表技術(shù)改變了傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)抄表的局面，極大地減輕了抄表人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于信號(hào)干擾帶來(lái)的數(shù)據(jù)失真等一系列技術(shù)性的問(wèn)題，自動(dòng)抄表技術(shù)目前還未全面推廣，在此筆者對(duì)其未來(lái)的研究方向進(jìn)行展望。

2.1 電力線(xiàn)載波通信

電力線(xiàn)載波通信是目前自動(dòng)抄表技術(shù)中研究最為普遍的課題之一，該技術(shù)以電力線(xiàn)作為信號(hào)傳輸通道，無(wú)需大面積廣縱深地鋪設(shè)電纜，在很大程度上節(jié)約了電力部門(mén)的開(kāi)支，使得電力系統(tǒng)朝著節(jié)約型方向發(fā)展。另外，數(shù)據(jù)信號(hào)借助于電力線(xiàn)進(jìn)行傳播輸送，避免了信號(hào)干擾源的影響，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信號(hào)的穩(wěn)定傳輸，從而解決了因信號(hào)干擾而造成的數(shù)據(jù)失真這一問(wèn)題。就目前而言，電力線(xiàn)載波通信技術(shù)還處于理論和實(shí)驗(yàn)研究階段，技術(shù)還未成熟，然而基于高穩(wěn)定性的信號(hào)傳輸以及大幅度地節(jié)約成本這兩個(gè)因素的考慮，該項(xiàng)技術(shù)仍然將會(huì)是未來(lái)自動(dòng)抄表研究及發(fā)展的方向。

2.2 無(wú)線(xiàn)擴(kuò)頻通信

無(wú)線(xiàn)擴(kuò)頻通信技術(shù)是基于無(wú)線(xiàn)電信號(hào)傳輸?shù)幕A(chǔ)上提出來(lái)的，由于無(wú)線(xiàn)電所傳輸信號(hào)的頻率帶寬十分有限，數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)常在傳輸?shù)倪^(guò)程中因?yàn)樗p以及其它信號(hào)的干擾而造成信號(hào)失真。無(wú)線(xiàn)擴(kuò)頻通信技術(shù)首先將傳輸信息的帶寬進(jìn)行擴(kuò)展數(shù)倍，然后再將信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送出去，此時(shí)傳輸?shù)缆返膸掃h(yuǎn)大于信號(hào)源自身多需要的帶寬，信號(hào)與信號(hào)自己的干擾將會(huì)大大減弱，同時(shí)信號(hào)強(qiáng)度也不會(huì)因?yàn)閭鬏斁嚯x以及其他因素的干擾而衰減。目前無(wú)線(xiàn)擴(kuò)頻通信技術(shù)已經(jīng)在自動(dòng)抄表技術(shù)中應(yīng)用，并且取得了一定的成果，該技術(shù)未來(lái)研究的方向是如何實(shí)現(xiàn)信號(hào)的直接傳遞，減少中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)。

2.3 運(yùn)用復(fù)合型的通信材質(zhì)

信號(hào)傳輸系統(tǒng)的傳輸速率、傳輸質(zhì)量以及傳輸穩(wěn)定性會(huì)因?yàn)閭鬏斒侄我约胺绞降牟煌a(chǎn)生較大差異，其傳輸手段和方式通常與傳輸材質(zhì)有著十分密切的關(guān)聯(lián)。在進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中，電力部門(mén)要根據(jù)每一階段的實(shí)際情況來(lái)確定不同的通信材質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，從而確保信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。

2.4 自動(dòng)抄表的安全性

自動(dòng)抄表的安全性既包括保障抄表的安全性，同時(shí)也應(yīng)該保障其信號(hào)傳輸?shù)陌踩訹3]。由于自動(dòng)抄表技術(shù)都是利用計(jì)算機(jī)通信來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電量計(jì)量，為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，避免數(shù)據(jù)泄露以及黑客入侵，因此電力部門(mén)要運(yùn)用一些安全防護(hù)技術(shù)來(lái)提升系統(tǒng)安全。就目前而言，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)是一把雙刃劍，它再給我們帶來(lái)便利的同時(shí)也隱藏著風(fēng)險(xiǎn)，因此未來(lái)自動(dòng)抄表技術(shù)將會(huì)在網(wǎng)絡(luò)通信安全性方面進(jìn)行相應(yīng)的研究。

總而言之，自動(dòng)抄表技術(shù)將數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)處理合三為一，改變了傳統(tǒng)人工現(xiàn)場(chǎng)抄表的局面，極大地增強(qiáng)了電能計(jì)量的效率，這對(duì)于推進(jìn)電力事業(yè)的發(fā)展有著十分積極的作用。在對(duì)該技術(shù)的未來(lái)發(fā)展及前景展望時(shí)，有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)從其構(gòu)成元素出發(fā)，不斷革新技術(shù)同時(shí)還要更加注重系統(tǒng)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫國(guó)銀，周尚禮等.電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的現(xiàn)狀及展望[J].信息化研究，2010（10）.

[2]蔡旭斌，羅玲等.電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].廣東電力，2003（04）.

[3]熊偉.電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的發(fā)展[J].水利與電力，2010（09）.