水電氣熱能源計量裝置管理系統(tǒng)

文/尹莉燕

水電氣熱能源計量裝置管理系統(tǒng)

文/尹莉燕

水、電、氣、表合稱為水電氣熱能源計量裝置，簡稱為四表合一，在現(xiàn)有的電力系統(tǒng)基礎(chǔ)之上實現(xiàn)水、電、氣、熱表數(shù)據(jù)的采集、存儲、分析及處理，并可借助“互聯(lián)網(wǎng)+”的作用，通過手機APP等新型電子化服務(wù)手段，進行資源優(yōu)化，為用戶搭建能效監(jiān)測平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明共享，并提供個性化的管理與服務(wù)，打造新型用能管理模式，進一步落實便民、為民、惠民舉措。

四表合一 采集 資源優(yōu)化 管理

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，四表合一集抄系統(tǒng)越來越多的受到了大家的關(guān)注，國家發(fā)改委、國家能源局明確支持四表合一項目建設(shè)，并出臺了相應(yīng)的指導(dǎo)意見以促進其發(fā)展。

水、電、氣、熱是居民家庭日常生活不可缺少的公共資源，最傳統(tǒng)的使用方式均是先使用后付費模式，并且一般都安裝在用戶側(cè)，在每月月末結(jié)算時，抄表員必須挨家挨戶去抄收能量使用情況，工作量巨大，而且因為每戶作息時間不一致，可能多次上門都無法完成抄表工作，加上抄表是手動抄表，存在抄表失誤，引發(fā)矛盾，從而直接影響了工作效率及服務(wù)質(zhì)量。雖然后續(xù)推行了預(yù)付費模式，但只要四種表中有一種未采用預(yù)付費方式，人工抄表仍不可避免，又因行業(yè)差別，每套系統(tǒng)都獨立運行，同一單元可能存在多套抄表系統(tǒng)，這樣既浪費資源又會有系統(tǒng)間的相互干擾。在如上背景下，將水表、電表、氣表和熱表四套系統(tǒng)合一就成了急待解決的問題。

四表合一集抄系統(tǒng)的優(yōu)勢：

（1）四表合一可以切實解決水、電、氣、熱數(shù)據(jù)采集問題，伴隨有水、電、氣、熱一體化繳費平臺的建立，降低企業(yè)成本，方便居民用戶。

（2）四表合一數(shù)據(jù)采集，可以提高采集數(shù)據(jù)準確性，減少人員投入，提高工作效率及售后服務(wù)質(zhì)量，給大家?guī)斫?jīng)濟等方面的效益。

1 四表合一采集系統(tǒng)構(gòu)成

四表合一可以切實解決多個設(shè)備的數(shù)據(jù)采集問題，水、氣、熱表共同使用電表的通信信道，由主站匯總分析各集中器采集到的數(shù)據(jù)，再下發(fā)至各個部門，相關(guān)部門分析對應(yīng)數(shù)據(jù)，通過資源共享實現(xiàn)自動抄收表計數(shù)據(jù)及遠程繳費工作。

1.1 系統(tǒng)簡介

四表合一集抄系統(tǒng)由主站、集中器、采集終端、手持RFID抄表設(shè)備、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、各計量單元（水、電、氣、熱表）等構(gòu)成，如圖1所示，主站與集中器可采用無線電、GPRS、光纖或?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)等通訊方式，主站與手持抄表設(shè)備之間可采用藍牙、紅外等通信，集中器與各能源計量裝置之間可采用電力載波、無線模塊、RS485等通信方式。

1.2 系統(tǒng)組成部分

主站：主站是電能信息采集與管理的核心，解決整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、分析和應(yīng)用，保證整個系統(tǒng)的運行安全，并可以與其它系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，是一個軟件和硬件綜合的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

集中器：可以對電能表進行數(shù)據(jù)采集、存儲、處理，同時和主站或手持RFID設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換，以實現(xiàn)質(zhì)量監(jiān)測、分析和管理。

采集終端：轉(zhuǎn)發(fā)并執(zhí)行控制命令，并可以與各采集點的設(shè)備進行數(shù)據(jù)雙向傳輸，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理。

手持RFID抄表設(shè)備：能夠近距離直接與主站、集中器、各計量單元進行數(shù)據(jù)交互的手持設(shè)備。

協(xié)議轉(zhuǎn)換器：把各計量單元各自的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換為集中器或主站可識別的通訊規(guī)約，使各計量單元相互兼容。

計量單元：水、電、氣、熱能源計量裝置，具有計量、存儲、故障檢測上報等功能。

1.3 系統(tǒng)基本功能

1.3.1 抄讀數(shù)據(jù)

系統(tǒng)可直接對各計量單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時抄收。

1.3.2 設(shè)置參數(shù)

按需修改各計量單元數(shù)據(jù)，更加方便抄表。

1.3.3 數(shù)據(jù)存儲

存儲凍結(jié)數(shù)據(jù)，方便分析、查看曲線數(shù)據(jù)。

1.3.4 事件記錄及上報

記錄線路故障并上報主站，方便異常情況及時發(fā)現(xiàn)及處理。

1.3.5 控制功能

實現(xiàn)遠程通斷計量單元，保障負荷正常運行。

1.3.6 系統(tǒng)監(jiān)測與診斷功能

采集各計量單元實時及凍結(jié)數(shù)據(jù)，監(jiān)測各線路運作情況。

2 四表合一集抄系統(tǒng)簡易實施方案

四表合一集抄系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)既不影響現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)，又可共享原系統(tǒng)硬件設(shè)備和信道資源。

2.1 方案一：電能表+無線遠傳水氣熱表

該系統(tǒng)主要由主站、I型集中器、I型采集器、各計量單元（水、電、氣、熱表）等構(gòu)成，需要對I型采集器所配的無線模塊進行功能升級，以實現(xiàn)對水氣熱能量計量裝置的數(shù)據(jù)抄收。

圖1：結(jié)構(gòu)示意圖

主站與集中器之間的通信，可以根據(jù)用戶實際情況選擇不同的通信方式：如無線電、GPRS、光纖或者寬帶等；集中器與采集器之間的采用微功率無線模塊通訊；I型采集器通過微功率無線模塊與周圍能源計量裝置（水氣熱表）組成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對其數(shù)據(jù)采集并上傳主站，減少直接組網(wǎng)，增加使用壽命。

此方案要求I型采集器與能源計量裝置之間的距離較近。

2.2 方案二：增加通信接口轉(zhuǎn)換器，電表+水氣熱表（M-BUS）

本方案，水表采用有線遠傳水表，集中器+通信接口轉(zhuǎn)換器+有線水、氣、熱表，集中器通過CDMA/GPRS/以太網(wǎng)等與主站進行數(shù)據(jù)交互。

原來的集抄系統(tǒng)不變，仍然是II型集中器通過485通道與電表通信，增加通訊接口轉(zhuǎn)換器，下行通過M-BUS與水、氣、熱表進行數(shù)據(jù)傳輸，上行通過微功率無線模塊、電力載波與II型集中器通信。

3 結(jié)束語

通過四表合一為用戶提供準確、及時的消費信息，可以讓用戶實時查看用能情況，并可實現(xiàn)手機APP充值繳費，提高服務(wù)效率和服務(wù)質(zhì)量，亦可減少人工抄收成本，提高政府、人民群眾對市政行業(yè)的滿意程度，樹立良好的社會形象。

[1]宗建華.智能電能表[M].中國電力出版社,2010.

[2]張晶.智能電網(wǎng)：用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用[M].中國電力出版社,2013.

[3]珀爾（H.Vincent Poor）.智能電網(wǎng)通信及組網(wǎng)技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社,2013.

[4]章欣.用電信息采集系統(tǒng)和智能電能表知識問答[M].中國電力出版社,2014.

[5]殷樹剛.用電信息采集系統(tǒng)調(diào)試維護常見問題分析[M].中國電力出版社,2014.

作者單位 杭州炬華科技股份有限公司 浙江省杭州市311121