鐵法礦區(qū)集中抄表系統(tǒng)的應(yīng)用

王紅巖，賈寶田，張 玲，王學(xué)武

（鐵法煤業(yè)集團(tuán)公司 供電部，遼寧 調(diào)兵山 112700）

鐵煤集團(tuán)供電部很早對礦區(qū)居民用電管理、用電營業(yè)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用，在營業(yè)收費(fèi)、用電分析和配電規(guī)劃等方面實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化的微機(jī)管理，但在鐵煤集團(tuán)的用電管理中最重要也是最基礎(chǔ)的用電量數(shù)據(jù)仍采用傳統(tǒng)的人工抄收的方法。原始落后的人工抄表方式存在許多難以克服的弊端，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的抄表方式主要是以人工現(xiàn)場抄錄客戶電能表的讀數(shù)，人工因素導(dǎo)致人為干擾較多，不但勞動強(qiáng)度大、效率低，而且還會存在人為作弊、抄表不到位、估抄、漏抄、錯(cuò)抄、錯(cuò)算等現(xiàn)象，以及抄表時(shí)間不固定、抄表數(shù)據(jù)不準(zhǔn)時(shí)、不同時(shí)、不準(zhǔn)確、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)慢、報(bào)表周期長等缺點(diǎn)。抄收的數(shù)據(jù)還要經(jīng)過人工輸入計(jì)算機(jī)方能進(jìn)入管理系統(tǒng)。人工輸入有可能出現(xiàn)錄入錯(cuò)誤，還有線路故障和設(shè)備損壞也不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維護(hù)等，這些因素嚴(yán)重影響著抄表的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，在浪費(fèi)大量時(shí)間的同時(shí)又浪費(fèi)大量的人力，從而增加了管理運(yùn)營成本，無法適應(yīng)現(xiàn)代用電管理的要求。在目前這種發(fā)展趨勢下，采用遠(yuǎn)程集中抄表的高新技術(shù)來改善用電管理、完善供電服務(wù)已經(jīng)成為必然趨勢。遠(yuǎn)程抄表就是將居民用戶電能表的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)焦芾矸?wù)器中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動集中抄表的功能，從而達(dá)到減少勞動投入，提高抄表工作效率，以達(dá)到提高集團(tuán)公司供電部的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的目的。

1 集中抄表系統(tǒng)組網(wǎng)方式

從遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)總體架構(gòu)來看，集中抄表系統(tǒng)主要由電能表、電能量數(shù)據(jù)采集終端、通信信道、主站組成。通信信道分為遠(yuǎn)程通信信道和本地通信信道兩部分。具有數(shù)據(jù)通信功能的電能表通過本地通信信道將數(shù)據(jù)信息傳送到數(shù)據(jù)采集終端（采集器和集中器），數(shù)據(jù)采集終端通過遠(yuǎn)程通信信道將數(shù)據(jù)信息傳送到主站服務(wù)器。

1.1 遠(yuǎn)程通信信道就是數(shù)據(jù)采集終端和主站之間的通信信道

數(shù)據(jù)采集終端將千家萬戶的電能表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和儲存，并通過遠(yuǎn)程通信信道傳輸?shù)街髡痉?wù)器，主站根據(jù)需要通過遠(yuǎn)程通信傳輸網(wǎng)絡(luò)向數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送指令，從而實(shí)現(xiàn)電表的遠(yuǎn)程查抄、通斷控制、線損統(tǒng)計(jì)分析等功能。所以數(shù)據(jù)采集終端與主站之間成了遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)的關(guān)鍵一環(huán)，數(shù)據(jù)采集終端與主站之間通信方式主要由遠(yuǎn)程通信信道構(gòu)成；遠(yuǎn)程通信信道主要有GPRS/CDMA，PSTN，ADSL，光纖網(wǎng)絡(luò)（232總線、以太網(wǎng)）等方式。

GPRS/CDMA是利用移動或者電信的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡單，利用既成的商業(yè)通信網(wǎng)；缺點(diǎn)是產(chǎn)生流量費(fèi)用，商業(yè)外網(wǎng)存在網(wǎng)絡(luò)安全隱患，網(wǎng)絡(luò)不屬于自己，被動，地下樓層信號差。

ADSL和PSTN都是公共電話網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞?，他的?yōu)點(diǎn)是施工簡單；缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)不屬于自己，故障維護(hù)不方便。

光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是速度快，信號穩(wěn)定，產(chǎn)權(quán)自主；它的缺點(diǎn)是成本高、施工難度大。

1.2 本地通信信道就是電能表和數(shù)據(jù)采集終端之間的通信信道

居民用戶的一戶一塊電能表與數(shù)據(jù)采集終端之間通信，即計(jì)量儀表出口數(shù)據(jù)采集，也就是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的本地通信信道。本地通信信道方式包括有線信道、無線信道、低壓電力線載波信道，電能表到抄表集中器之間通信方式主要有RS-485總線方式和低壓配電線載波方式被使用。

集中器的數(shù)據(jù)采集RS-485方式優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)采集效果好，實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確度高，接線簡單；缺點(diǎn)是傳輸速度低，需要鋪設(shè)專用的485線路，費(fèi)用高，線路需要維護(hù)，增加了維護(hù)工作量。

低壓配電線載波的優(yōu)點(diǎn)是借用現(xiàn)有的電力線，不需要另外進(jìn)行線路鋪設(shè)，費(fèi)用低，無需增加維護(hù)；缺點(diǎn)是需要更換具有載波功能的多功能電能表，隨距離增加信號衰減明顯，影響可靠性。其中低壓載波信道是目前國內(nèi)推廣面最大的系統(tǒng)。

在一個(gè)集抄系統(tǒng)中可以采用不同的組網(wǎng)方式，目前，有一些小型集抄系統(tǒng)由于用戶數(shù)量較少，所使用的電能表都帶有RS-485接口，所以采用了485組網(wǎng)方式，將電能表RS-485接口與主站直接或間接通過232串口通信將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送到主站數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)了集中抄表的目的。而許多集中抄表系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際情況，其遠(yuǎn)程通信信道和本地通信信道采用了多種通信方式進(jìn)行了組合。

2 鐵法礦區(qū)集中抄表系統(tǒng)組網(wǎng)方案

根據(jù)鐵法礦區(qū)的實(shí)際情況建立一個(gè)高速、實(shí)時(shí)、可靠和低成本的電力數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程自動集中抄表系統(tǒng)，在本地通信信道我們采用低壓電力線載波通信和RS-485通信兩種方式，采用485通信方式是因?yàn)榈V區(qū)住宅擁有一部分居民用戶使用的是預(yù)付費(fèi)的IC卡電能表，此種電能表具有符合我國電力行業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)DL/T 645—1997《多功能電能表通信規(guī)約》的485通信接口，我們將每塊電能表的485通信接口通過屏蔽雙絞線級聯(lián)到采集集中器。相對于將這種電能表全部更換為智能電力載波電能表還是比較經(jīng)濟(jì)的。可是礦區(qū)住宅大部分居民用戶使用的是老式的機(jī)械式電能表，這種情況我們將機(jī)械電能表更換為威勝的DDZY102-Z型智能電力載波電能表，減少了敷設(shè)485通信線，利用原有的低壓電力線通過載波通信將智能電能表的數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊衅鱓FET-1600。

遠(yuǎn)程通信信道我們首選采用光纖網(wǎng)絡(luò)通信方式，因?yàn)樵谡麄€(gè)鐵法礦區(qū)居民住宅分布著礦區(qū)有線電視的HFC網(wǎng)絡(luò)，由于2009年集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)的決策將鐵法礦區(qū)的有線電視業(yè)務(wù)出售給了鐵嶺天光有線公司，致使鐵法礦區(qū)的有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)處于閑置的狀態(tài)，礦區(qū)有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)的光纖網(wǎng)絡(luò)部分在整個(gè)礦區(qū)內(nèi)覆蓋面積非常廣，只要加以充分利用，只需少量的施工，鐵法礦區(qū)集中抄表系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信信道光纖網(wǎng)絡(luò)就可以覆蓋95%以上的臺區(qū)，有效地解決了光纖布線施工成本高、難度大的問題。所以在鐵法礦區(qū)集中抄表遠(yuǎn)程通信信道首選光纖網(wǎng)絡(luò)。其次，一小部分專變用戶距離光纖網(wǎng)絡(luò)很遠(yuǎn)，我們采用GPRS即手機(jī)SIM卡數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信傳輸。

3 鐵法礦區(qū)集中抄表系統(tǒng)應(yīng)用效果

從2011年8月開始，鐵法礦區(qū)居民住宅進(jìn)行遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)改造工程，在調(diào)兵山地區(qū)已成功接入60多個(gè)供電臺區(qū)，更換了2萬多塊載波電能表，目前系統(tǒng)定時(shí)抄表成功率在99%以上。電量回收率也由改造前的不足90%提高到改造后的95%以上，年可多回收電量105萬度，折合人民幣52.5萬元，改造后減少人工及車輛費(fèi)用支出等可年節(jié)約50余萬元。年共創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益100余萬元。至今該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，抄表數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，其應(yīng)用效果歸納起來，主要有以下幾點(diǎn)。

3.1 提高了安全性和工作效率，降低了電力系統(tǒng)的管理成本

采用該系統(tǒng)后，改變了落后人工抄表計(jì)費(fèi)模式，實(shí)現(xiàn)了抄表方式的技術(shù)革命，抄表人員可以做到足不出戶就可讀取實(shí)時(shí)電能表的數(shù)據(jù)，和對欠費(fèi)用戶執(zhí)行停、送電操作，極大地減輕了員工的工作量，提高工作效率，同時(shí)避免員工登桿作業(yè)的危險(xiǎn)性，因而方便、快捷、安全，降低了抄表、催費(fèi)，對欠費(fèi)用戶的停、供電控制的人力投入，為供電系統(tǒng)減員增效，降低管理成本創(chuàng)造了有利條件。

3.2 實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)模式，避免了人工抄表的弊端，提高了電費(fèi)回收率

以前居民用戶都是先用電，后交費(fèi)，還有手工抄表和管理上的漏洞，用電管理中存在“關(guān)系電、權(quán)力電、人情電”現(xiàn)象，線路高損、抄表差錯(cuò)、客戶欠費(fèi)，不僅使供電企業(yè)蒙受損失，也給用電客戶帶來了不必要的麻煩。該系統(tǒng)的實(shí)施，確保了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，實(shí)現(xiàn)了預(yù)付費(fèi)模式，用戶賬戶無電費(fèi)自動停電，有效地控制電費(fèi)拖欠現(xiàn)象，最大限度降低了電費(fèi)回收風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 實(shí)現(xiàn)線損的實(shí)時(shí)計(jì)算，為科學(xué)地發(fā)展用電負(fù)荷提供幫助

通過集抄系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對所有電表同一時(shí)刻電量數(shù)據(jù)的抄讀，實(shí)現(xiàn)線損的實(shí)時(shí)計(jì)算，集抄系統(tǒng)的三相負(fù)荷平衡分析，使管理人員可以很直觀地查閱到各臺區(qū)三相負(fù)荷分布情況。在發(fā)展新裝負(fù)荷時(shí)，就可以做到有的放矢，避免了由于盲目發(fā)展負(fù)荷、單項(xiàng)負(fù)荷過重所造成的線路損耗增大。

3.4 有效監(jiān)控及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常負(fù)荷等情況，杜絕竊電等問題的發(fā)生

用電管理人員通過本系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控電表的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題如電表損壞停止計(jì)量，線路故障缺相和設(shè)備損壞能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維護(hù)。同時(shí)系統(tǒng)也為供電企業(yè)反竊電提供了有效的技術(shù)手段，我們采取有效措施實(shí)時(shí)監(jiān)測竊電的發(fā)生，最大限度降低線損。

鐵法礦區(qū)集抄系統(tǒng)的應(yīng)用改善了用電管理水平，帶來的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的，起到了一舉多得的作用。為了供電部乃至鐵煤集團(tuán)的可持續(xù)發(fā)展，供電部決定繼續(xù)推廣集抄系統(tǒng)改造，用5年完成本系統(tǒng)覆蓋整個(gè)鐵法礦區(qū)全部用戶，能采集全部用電信息，支持全面電費(fèi)控制，即“全覆蓋、全采集、全費(fèi)控”的采集系統(tǒng)，向智能電網(wǎng)邁進(jìn)。