淺析低壓電力線載波技術(shù)在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)應(yīng)用中的問題及解決辦法

李強(qiáng) 尋之軍 何繼躍

中圖分類號(hào)：TN915.853 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2016）04-000-01

摘 要 隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，低壓電力線載波技術(shù)在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。本文分析了遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，對(duì)用電信息采集的現(xiàn)狀和常見的問題及解決辦法作了詳細(xì)探討。

關(guān)鍵詞 低壓電力線載波 抄表系統(tǒng) 用電信息采集

一、抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（一）抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能

用電信息采集系統(tǒng)根據(jù)部署位置分為主站系統(tǒng)、通信信道、采集設(shè)備三部分。

主站系統(tǒng)：它包括營銷系統(tǒng)服務(wù)器、采集系統(tǒng)前置服務(wù)器以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。它是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，可以獲取計(jì)量數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)和智能用電設(shè)備的信息交互等功能。

通信信道：實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)和指令在電能表、集中器、主站之間互相傳遞的通道，分上行通信信道和下行通信信道。上行信道為主站系統(tǒng)與采集終端通信的通道，在電力系統(tǒng)中比較常用的方式包括有線光纖信道、無線GPRS/CDMA、230MHz無線電力專用信道等。下行通信信道為采集設(shè)備與計(jì)量設(shè)備通信的通道，其主要是利用電力線載波通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

采集設(shè)備：指安裝在用電現(xiàn)場的采集終端及計(jì)量設(shè)備，主要包括集中抄表終端、專變采集終端、普通電能表、帶載波模塊的電能表、以及計(jì)量和監(jiān)測設(shè)備等。

（二）電力線載波通信技術(shù)介紹

電力線載波通信按電壓分類可分低壓電力線載波和高壓電力線載波，利用模擬信號(hào)或者數(shù)字信號(hào)的技術(shù)，在可靠的電力線上來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸。目前電力線載波通信比較常用的有：普通電力線載波、窄帶通信方式、擴(kuò)頻通信方式等。而窄帶通信方式作為低壓抄表系統(tǒng)最為常用的方式，其主要特點(diǎn)有較強(qiáng)的抗干擾和系統(tǒng)可靠性。載波信號(hào)頻率通信范圍在低壓電力線載波抄表規(guī)范中規(guī)定為3kHz～500kHz。電力載波通信的最大特點(diǎn)是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，利用現(xiàn)有的電力線路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。

二、用電信息采集的現(xiàn)狀和常見的問題及解決辦法

（一）主站系統(tǒng)

在電力設(shè)備不斷更新后，相應(yīng)的用電信息采集平臺(tái)不斷升級(jí)，抄表系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)也達(dá)到了新的高度，實(shí)現(xiàn)了省、市、縣各級(jí)數(shù)據(jù)的及時(shí)傳遞和指令的互交。整個(gè)平臺(tái)建設(shè)相對(duì)比較完整，但也存在一定的缺陷，在信息安全方面還不夠完善，目前無法實(shí)現(xiàn)每家每戶通過互聯(lián)網(wǎng)來讀取用戶自己每月用電量情況。電力公司現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的用電信息與互聯(lián)網(wǎng)的銜接還有一段距離，在不久的將來通過采用更為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)還是能夠?qū)崿F(xiàn)的，將給廣大客戶在用電、交費(fèi)和信息共享等方面帶來更加便捷的服務(wù)。

（二）通信方式

目前GPRS無線通信技術(shù)已經(jīng)廣泛用于電力公司用電信息采集。所以在整個(gè)抄表系統(tǒng)中問題較大的地方在于電力線載波通信，其電力線載波通信存在以下主要缺點(diǎn)：

1.配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔作用，所以電力載波信號(hào)只能在一臺(tái)配電變壓器所屬區(qū)域內(nèi)傳送，這就要求集中器安裝時(shí)，每個(gè)臺(tái)區(qū)至少要安裝一臺(tái)集中器設(shè)備。但目前已經(jīng)有較為先進(jìn)技術(shù)，能夠克服變壓器的阻隔來實(shí)現(xiàn)通信，即可以在配電變壓器的低壓側(cè)安裝一個(gè)數(shù)字中繼器，將該變壓器一側(cè)所連接范圍內(nèi)的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)集中，再將數(shù)據(jù)通過載波調(diào)制轉(zhuǎn)發(fā)到變壓器另一側(cè)的中壓線路上進(jìn)行傳輸，使信號(hào)順利通過變壓器。

2.存在各種噪聲和脈沖的干擾。如電力線駐波、諧振產(chǎn)生的窄帶噪聲，雷電、線路中的電器設(shè)備突然開關(guān)、線路造成短路而引起的突發(fā)性脈沖等。

3.電力線對(duì)載波信號(hào)造成衰減。其主要原因有通信距離、載波頻率、線路負(fù)載等。

電力線載波技術(shù)不斷改進(jìn)，國內(nèi)外的相關(guān)載波設(shè)備的可靠性及抗干擾能力也不斷地提高，為電力線載波通信方式在電力行業(yè)的普及建立更好的環(huán)境。

通過對(duì)運(yùn)行過程中的相關(guān)采集設(shè)備跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)很多問題。在有些小區(qū)，載波效果不好的配電臺(tái)區(qū)，對(duì)于部分載波噪聲大的低壓配電臺(tái)區(qū)，下行通訊不易應(yīng)用載波技術(shù)，而選用微功率無線抄表的下行通訊方式，采用400MHz～500MHz小無線通訊模塊與集中器之間進(jìn)行通訊，達(dá)到數(shù)據(jù)采集的目的。在市區(qū)樓房密集的小區(qū)應(yīng)用效果比較好，表計(jì)小通訊模塊之間相互中繼，電波可以穿透三層樓板通訊，地理位置臨近的幾個(gè)臺(tái)區(qū)可用一個(gè)集中器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)抄讀，相比載波方式可以節(jié)省集中器，支持PDA掌機(jī)在小區(qū)內(nèi)抄表，北京電力公司及南方電網(wǎng)有大量的應(yīng)用，與載波方式可以互補(bǔ)。

（三）采集設(shè)備

采集設(shè)備在用電信息采集過程中起到非常重要的作用。因電力電子設(shè)備的不斷更新?lián)Q代，所以相關(guān)設(shè)備也不斷地升級(jí)變換，為采集系統(tǒng)帶來更快捷、更方便、更高效的好處，同時(shí)也造成了在整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)中出現(xiàn)設(shè)備型號(hào)、廠家、采集方式有所差異。在抄表的過程中因這些差異，帶來的問題是有些集中器在讀取不同廠家的電能表出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，大大地降低了抄表的成功率。要求廠家生產(chǎn)的載波模塊的相關(guān)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化，在設(shè)備安裝時(shí)也盡量采用同一廠家生產(chǎn)的，方便后期的維護(hù)和升級(jí)。集中軟件參數(shù)設(shè)置不合理，在特殊的地區(qū)無法正常的使用，使部分電能表數(shù)據(jù)漏抄，對(duì)此情況通過優(yōu)化集中軟件參數(shù)合理設(shè)置解決。

三、結(jié)語

隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，低壓電力線載波技術(shù)應(yīng)用于電力行業(yè)也在改進(jìn)，為今后用電信息采集的發(fā)展創(chuàng)造更為寬廣的舞臺(tái)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曹敏，李波，畢志周等.低壓電力線載波通信性能測試方法研究[J].電測與儀表，2012.49.