淺談電能表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)通信方式的設(shè)計

諶 珺（國網(wǎng)四川省電力公司自貢供電公司，四川 自貢 643000）

淺談電能表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)通信方式的設(shè)計

諶 珺
（國網(wǎng)四川省電力公司自貢供電公司，四川 自貢 643000）

摘 要：本文介紹了電能表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)和抄表方式，以及抄表系統(tǒng)的通信方式和基于GPRS的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)和通信方案設(shè)計。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程抄表；自動化管理；電力系統(tǒng)通信方式

隨著人們生活水平的提高，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，電網(wǎng)負(fù)荷也更加嚴(yán)重，傳統(tǒng)的人工對電量采集和計費(fèi)已經(jīng)不能滿足電力發(fā)展的需要，急切需要電力系統(tǒng)的的現(xiàn)代化管理來打破傳統(tǒng)方式的局限性。因此，通過建立遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，運(yùn)用先進(jìn)的計算機(jī)通信技術(shù)對用戶實施電能消費(fèi)情況的遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時的進(jìn)行電量采集和相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸處理，為電力系統(tǒng)管理水平的提高提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，推動了電力企業(yè)的發(fā)展。

一、電能表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)和抄表方式

1 抄表方式。目前，我國使用的抄表方式根據(jù)各地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不同大致分為人工抄表、掌上抄表、IC卡抄表和無線抄表等多種方式。①人工抄表，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后的地區(qū)，都是采用傳統(tǒng)的電能計量管理辦法，都是采用人工抄表。每月由電力管理部門派專人到電能表安裝的各個用戶，上門進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取和抄錄，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和收費(fèi)。②IC卡抄表，IC卡電表是現(xiàn)在比較普及的電表，是以IC卡作為介質(zhì)傳輸電能數(shù)據(jù)，通過在電表中加裝負(fù)荷控制模塊來實現(xiàn)電量統(tǒng)計和結(jié)算的智能型電表。IC卡電表可以自動查詢數(shù)據(jù)，不需要人工抄表和收費(fèi)，降低了電力相關(guān)部門的管理成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。③電力載波自動抄表系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用電力線路作為通信媒介，由專門的采集端對電能表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集編碼，然后通過電線傳送，在接收端將數(shù)據(jù)信號還原。這種方式充分利用了現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡(luò)，操作簡單，成本也比較低，覆蓋范圍大，與電網(wǎng)的覆蓋率相同，可以遍布全國各地。④掌上抄表系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用藍(lán)牙技術(shù)對電表數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并能夠進(jìn)行送電和斷電的控制，它由掌上抄表器、廣電采集器和管理計算機(jī)三部分組成。但這種抄表系統(tǒng)成本比較高，不利于推廣。⑤遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用電子和傳感技術(shù)，通過對傳統(tǒng)的水、電、氣表進(jìn)行改進(jìn)，作為遠(yuǎn)傳表，把傳感器傳出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送到采集器，最后通過網(wǎng)絡(luò)上傳統(tǒng)計，完成自動抄收。

2 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的定義。遠(yuǎn)程抄表也叫自動抄表，原理是通過對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、微電子和傳感技術(shù)的讀取和處理數(shù)據(jù)能力，把居民的水、電、氣信息進(jìn)行綜合處理的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的開發(fā)運(yùn)用，使得水、電、氣企業(yè)解決了上門抄表收費(fèi)的麻煩，不僅節(jié)省了人力，節(jié)約了時間，還滿足了現(xiàn)代用戶的實際需求，方便了用戶的繳費(fèi)。

3 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作流程。遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)由四部分構(gòu)成，分別是系統(tǒng)主站、集中器、采集終端和客戶電子脈沖電表。①系統(tǒng)主站，是電能表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的核心，它通過不同的通信方式獲取電力客戶的用戶信息，電量負(fù)荷等數(shù)據(jù)信息，然后對信息進(jìn)行處理，根據(jù)需求進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和電費(fèi)計算，同時連接銀行結(jié)算系統(tǒng)，實現(xiàn)用戶通過銀行自助繳費(fèi)。②采集終端作為低端設(shè)備，主要負(fù)責(zé)對用戶的電表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲，當(dāng)集中器需要這些數(shù)據(jù)時就會將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)給集中器。③集中器，集中器是電能表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的重要組成部分，是系統(tǒng)通信的紐帶，起著關(guān)鍵作用。4客戶電子脈沖表，該部分主要負(fù)責(zé)提供標(biāo)準(zhǔn)寬度的脈沖信號。遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的工作流程主要是由安裝在客戶端的電能表根據(jù)相關(guān)脈沖信號來對用電情況進(jìn)行記錄，然后采集器和數(shù)據(jù)集中器對電能數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，再通過相關(guān)通信通道傳輸?shù)较到y(tǒng)主站。具體的工作流程如圖1所示。由圖1可以看出，數(shù)據(jù)傳輸由客戶電表到電力管理部門的系統(tǒng)主站的整個過程都運(yùn)用到通信技術(shù)，所以，要選擇高質(zhì)量、抗干擾能力強(qiáng)的通信技術(shù)才能有效完成電力管理部門的電能的遠(yuǎn)程系統(tǒng)管理。

二、電能表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)通信方式

1 通常情況下，大多數(shù)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)由上下兩層構(gòu)成。上層系統(tǒng)主站與集中器之間的通信網(wǎng)采用的是星形結(jié)構(gòu)，下層的采集器與集中器之間的通信通道采用的是總線型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)模式的形成是與我國的電網(wǎng)發(fā)展實際國情相關(guān)的。由于我國的電網(wǎng)覆蓋面積大，組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，電網(wǎng)線路遇到的各種干擾比較多而且抗阻變化大，這就對電力線路的通信傳輸提出了更高的要求。同時也是對電能表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的安全便捷與可靠性方面的更高要求。

2 上層通信方案和底層通信方式。由于在電能表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中，上層通信大多采用的是星形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)由一個中心和分別與中心相連的節(jié)點組成，上層通信在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中是以供電管理部門的系統(tǒng)主站為中心、以分散在各個變電區(qū)域的集中器為節(jié)點二形成的一對多的星形結(jié)構(gòu)。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單方便管理和控制，容易建立網(wǎng)絡(luò)，信息相對精確方便程序集中開發(fā)和實現(xiàn)資源共享。底層通信一般是集中器和采集終端之間的通信，所以傳輸距離比較短可以采用總線型的通信方式。在這種方式下所以的節(jié)點公用一條數(shù)據(jù)通道，各個節(jié)點可以相互連通，當(dāng)某一個節(jié)點發(fā)生故障時，不會對整個網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響。

圖1遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的工作流程

三、基于GPRS的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)和通信方案設(shè)計

該系統(tǒng)主要由系統(tǒng)主站、集中器和采集終端三部分構(gòu)成，從而做到對數(shù)據(jù)的采集、通信、接收和處理，該系統(tǒng)的下層由采集器對采集終端的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，上層通信采用GPRS技術(shù)，由主站進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和統(tǒng)計。

1 底層通信方式。該系統(tǒng)的底層通信方式采用RS-485專線方式實現(xiàn)采集終端與集中器的通信，這種方式可以增加節(jié)點數(shù)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力，提高了性能也保證了信號的穩(wěn)定。

2 上層通信方式。由集中器將打包好的數(shù)據(jù)發(fā)送給系統(tǒng)主站的通信方式采用GPRS無線傳輸?shù)姆绞?。主要是通過集中器安裝相關(guān)的GPRS模塊，使無線數(shù)據(jù)通信模塊來實現(xiàn)和系統(tǒng)主站之間的傳輸。這種方式具有很長久的持續(xù)性，數(shù)據(jù)的存儲速度和下載速度也比較快。

結(jié)語

隨著電力現(xiàn)代化的向前發(fā)展，電能遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)不僅要滿足用戶使用的方便和快捷，實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動讀取電表數(shù)據(jù)和通過銀行自助繳費(fèi)，還要能夠根據(jù)電力基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對區(qū)域用電情況進(jìn)行整體分析，進(jìn)一步推動電力管理的現(xiàn)代化。

參考文獻(xiàn)

[1]胡云.幾種電能表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的分析與比較[J].低壓電器，2011（09）.

中圖分類號：TM933

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A