智能電能表及采集終端的遠程控制技術(shù)分析

國網(wǎng)江西省電力公司吉安供電分公司 羅曉玉

?

智能電能表及采集終端的遠程控制技術(shù)分析

國網(wǎng)江西省電力公司吉安供電分公司 羅曉玉

【摘要】電力企業(yè)的快速發(fā)展，使智能電能表應(yīng)用更加普遍。智能電能表是對傳統(tǒng)電表的升級和優(yōu)化，它具有自動抄錄功能，能對用電量進行控制，并降低運行能耗。本文對智能電能表的功能、特點及采集終端遠程控制技術(shù)進行分析，為智能電能表提供廣闊的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】智能電能表；采集終端；遠程控制

1　前言

智能電能表讓人們?nèi)粘Ｓ秒姼颖憷?。用戶能夠借助智能電能表對日常用電情況和電價進行明確了解，也能夠提高供電公司對用戶的信息認知度。進而借助電價優(yōu)惠政策，對電力資源進行合理分配，為人們提供良好的用電環(huán)境。智能電能表實現(xiàn)了用戶與供電公司的雙向交流和溝通，將電力資源的應(yīng)用價值發(fā)揮到最優(yōu)。同時，也提高了電力企業(yè)的服務(wù)水平。

2　智能電能表的功能和特點

2.1智能電能表的功能

（1）分時計量功能。智能電表功能比較齊全，包括正向有功電能、反向有功電能和四象限無功電能計量功能。借助相關(guān)時段，對有功電能量進行累計能夠?qū)?、尖、峰、平、谷電量進行儲存。它能夠?qū)γ磕甑目傠娔芰窟M行存儲，對數(shù)據(jù)存儲時間也有明確要求。其雙向計量技術(shù)，與分布式發(fā)電能力用戶訴求相匹配，實現(xiàn)了電能的合理應(yīng)用和分配。

（2）費用控制功能。智能電能表能夠借助本地和遠程兩種方式對費用進行控制。本地費用控制是借助CPU卡，在電能表內(nèi)，直接對電費進行計算，如果余額不足，電能表會借助聲音或者發(fā)光，提醒用戶。遠程費用控制是借助載波實現(xiàn)的，電能表不對用電信息進行存儲，它接收遠程售電系統(tǒng)發(fā)出的指令后，通過密碼驗證，執(zhí)行操作，確保信息安全性。

（3）測量和監(jiān)測功能。智能表既能夠?qū)﹄妷汉碗娏鞯冗M行測量，也能夠?qū)κ?、失流、停電等情況進行監(jiān)測，確保用戶日常用電便利度和安全性［1］。

（4）永久記錄時間。智能電能表內(nèi)部設(shè)置存儲芯片，它的容量比較大，能夠?qū)﹄娔芰亢碗妷弘娏鞯认嚓P(guān)指標(biāo)進行測量，也能夠在清零過程中，對電能量數(shù)據(jù)進行永久存儲，并對各種電力故障情況、編程次數(shù)、時間等進行記錄。

（5）費率和時段。智能電能表中包括兩套費率時段表。它們可以相互轉(zhuǎn)換。也有日歷和時鐘功能等，能夠在一天內(nèi)對八個時段進行編程，最小間隔時間為15min。

（6）報警功能。如果余額不足，智能電能表會進行購電提醒。如果出現(xiàn)故障，會直接對錯誤信息編碼進行顯示。

（7）凍結(jié)功能。它涵蓋的范圍很廣，包括定時、瞬時、日凍結(jié)和約定凍結(jié)。定時凍結(jié)即根據(jù)提前設(shè)置的時間狀況，對電能量數(shù)據(jù)進行凍結(jié)。瞬時凍結(jié)即非正常狀態(tài)下，只對當(dāng)前時間和電能量進行凍結(jié)。日凍結(jié)是指每天對零點的電能量數(shù)據(jù)進行存儲。約定凍結(jié)是為了滿足電力公司的工作訴求，如果有特殊需求，對相關(guān)信息進行凍結(jié)。

（8）非法用電檢測功能。智能電能表能夠?qū)Ρ硐溟_啟、接線變動和表計軟件等進行檢測，及時發(fā)現(xiàn)竊電行為。電力企業(yè)將總表數(shù)據(jù)與分表數(shù)據(jù)進行對比分析，以控制潛在竊電行為［2］。

2.2智能電能表的特點

（1）功能多。智能電能表的功能比較多，包括準(zhǔn)確計量、實時監(jiān)測和自動控制等。它具有很好的可靠性和應(yīng)用效果。

（2）準(zhǔn)確度高。相較于普通電表，智能電表不存在機械磨損情況。它應(yīng)用精密的電子元件和補償，提高了應(yīng)用過程中的精確度，它的準(zhǔn)確度等級為0.2～2。

（3）起動電流小。智能電能表具有比較好的靈敏度，在0.1%Ib背景下就能夠起動計量工作。人們?nèi)粘Ｉ钸^程中多應(yīng)用220V、5A電能表，僅僅需要1.1W智能電能表就能夠起動。智能電能表對電流的要求不高，即使電視機和空調(diào)處于待機狀態(tài)，它也能夠進行正常計量。

（4）具有良好的信息交互功能。智能電能表的接口是RS485和RS232，將其與用電信息采集系統(tǒng)進行同步應(yīng)用，既能夠?qū)崿F(xiàn)用電信息匯總，也能夠通過其他設(shè)備的指揮進行停電和送電操作。智能電表借助通信接口對數(shù)據(jù)和通信網(wǎng)關(guān)進行分擔(dān)。在本地通信中應(yīng)用光電通信，在上行通信中應(yīng)用GPRS，達到了良好的信息交互效果。供電公司要結(jié)合管理系統(tǒng)具體要求，對用戶的日常用電情況進行實時監(jiān)控，對供電設(shè)備的運行情況進行明確認知，降低電力人員日常工作量［3］。

（5）過載能力強。傳統(tǒng)感應(yīng)電表主要借助線圈工作，過載4倍，而智能電表的過載量達到6～10倍。

（6）安裝應(yīng)用方便。傳統(tǒng)感應(yīng)式電能表的安裝應(yīng)用要求比較高，懸掛傾斜不當(dāng)會對計量工作產(chǎn)生干擾。智能電能表以靜止計量為主，輕便且功能多樣，安裝方便。

（7）受外部磁場干擾比較小。智能電能表示借助乘法器實現(xiàn)計量，外部磁場不會對其產(chǎn)生太大干擾。相較于感應(yīng)式電表，具有明顯的性能優(yōu)勢。

（8）繳費方便。傳統(tǒng)一卡通繳費模式背景下，人們不能夠?qū)τ秒娗闆r進行明確了解。智能電能表能夠?qū)θ藗內(nèi)粘Ｓ秒娗闆r進行監(jiān)控，余額不足的時候，智能電表和電力公司都會提醒。如果由于個人原因未能及時繳費，智能電表會根據(jù)用戶與電力部門的協(xié)議自動斷電。繳費成功后，再次開通，有效避免了滯納金的產(chǎn)生，既提高了人們?nèi)粘＠U費便利度，也避免了不必要的電費支出。

3　智能電能表采集終端的遠程控制

3.1GPRS移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

應(yīng)用GPRS網(wǎng)絡(luò)對智能電能表采集終端進行遠程控制，能夠?qū)χ悄茈姳聿杉降臄?shù)據(jù)進行解碼處理，對其格式進行轉(zhuǎn)換，使其借助公網(wǎng)數(shù)據(jù)進行傳輸，將信息傳達到供電公司。在智能電能表采集終端遠程控制中，GPRS系統(tǒng)具有良好的應(yīng)用效果。并且成本比較低、設(shè)備安裝方便，能夠為用戶提供無線IP連接，提高人們?nèi)粘Ｓ秒娰|(zhì)量，且用電過程更加便利［4］。

3.2電能表數(shù)據(jù)采集點

智能電能表的集中器直接與電表進行連接，既能夠滿足單個電表的計量要求，也能夠滿足多個電表的計量要求，其適用環(huán)境和范圍比較廣。它通過GPRS對采集到的信息進行傳輸。同時，集中器也能夠?qū)╇姽鞠嚓P(guān)指令進行傳達，從而對電表操作進行控制，降低日常用電過程中的安全隱患，減少不必要的浪費。

3.3智能電能表數(shù)據(jù)傳輸和存儲

ESAM安全模塊中，對本地智能電能表的費率和剩余金額等信息進行存儲，并以此為基礎(chǔ)，執(zhí)行計量工作。遠程費控智能電能表不需要在本地進行計費，ES—AM既能夠?qū)﹃P(guān)鍵數(shù)據(jù)進行存儲，也能夠?qū)ζ溥M行認證。如果修改ESAM芯片參數(shù)，經(jīng)過身份認證之后，要應(yīng)用MAC+明文的方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和操作。如果需要修改ESAM芯片外部參數(shù)，完成身份認證工作之后，要以MAC+密文的形式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和認證，通過認證之后，借助明文的方法對參數(shù)進行獲取，并保存。

3.4采集主站對智能表的遠程控制

在用戶小區(qū)內(nèi)部，對智能電能表的數(shù)據(jù)采集點進行設(shè)置，并與GPRS進行連接。在它的內(nèi)部添加處理器，應(yīng)用GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端進行數(shù)據(jù)處理。一般情況下，需要先對處理的協(xié)議進行封裝，然后向GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸，再經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)，將其發(fā)送到供電公司的用電信息采集系統(tǒng)中。如圖1所示，遠程智能配變采集終端和智能電能表運行控制原理圖［5］。

圖1　智能電表采集終端和原理控制

4　結(jié)語

智能電能表作為智能電網(wǎng)的神經(jīng)末梢，在電力企業(yè)發(fā)展過程中應(yīng)用比較普遍，很大程度提高了人們?nèi)粘Ｉ畋憷?。智能電能表相對比較復(fù)雜，它對技術(shù)參數(shù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求比較高。供電部門要結(jié)合人們的日常用電要求，對智能電能表進行不斷升級和規(guī)范，使其達到良好的計量效果和應(yīng)用效果，并拓寬它的應(yīng)用空間，提高人們的日常用電質(zhì)量，推進電力企業(yè)快速發(fā)展。

參考文獻

［1］鄭穎，楊小兵.智能電能表用電信息采集終端的比較［J］.電工技術(shù)，2012（01）：57-58.

［2］齊火箭，張新瑞，張環(huán).張家口地區(qū)智能電能表推廣應(yīng)用［J］.華北電力技術(shù)，2012（09）：26-30.

［3］陳木.淺談智能電能表及采集終端的遠程控制［J］.廣東科技，2012（23）：213-214.

［4］邵丕彥.智能電能表的功能特點及采集終端的遠程控制［J］.通訊世界，2016（01）：92.

［5］吳文麗，劉馨卉，宋貴杰.智能用電信息采集終端檢測裝置研究［J］.自動化與儀表，2015（10）：61-65.