全光纖網(wǎng)絡(luò)在智能用電信息采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

孫航　董天強(qiáng)　張鷙

摘要：在時(shí)代發(fā)展過(guò)程中，為滿(mǎn)足現(xiàn)階段人們的需求，建立高效、安全、穩(wěn)定的智能用電信息采集系統(tǒng)成為現(xiàn)階段的首要任務(wù)，提升現(xiàn)有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完整性與準(zhǔn)確性。靈活應(yīng)用全光纖網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化智能用電系統(tǒng)，提高智能用電信息采集系統(tǒng)的功能性，為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，本文從智能用電信息采集系統(tǒng)入手，探索全光纖網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，并以塑料光纖通信技術(shù)的實(shí)踐為例進(jìn)行分析，以供參考。

Abstract： In the process of the development of the times， in order to meet the needs of people at this stage， the establishment of an efficient， safe and stable intelligent power information collection system has become the primary task at this stage， to improve the data integrity and accuracy of the existing system. Flexible application of all optical fiber network can optimize the intelligent power system， improve the functionality of intelligent power information collection system and provide high-quality services for people. This article starts with intelligent power information collection system， explores the application of all optical fiber network， and uses the practice of plastic optical fiber communication technology as an example for reference.

關(guān)鍵詞：光纖網(wǎng)絡(luò);智能用電;塑料光纖;信息采集系統(tǒng)

Key words： optical fiber network;intelligent power;plastic optical fiber;information acquisition system

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）33-0285-02

0? 引言

現(xiàn)階段構(gòu)建環(huán)境友好型與資源節(jié)約型社會(huì)是時(shí)代發(fā)展的主要任務(wù)，科學(xué)進(jìn)行節(jié)能減排，促使公民在日常生活過(guò)程中合理用電，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。居民階梯電價(jià)的出臺(tái)，促使原有的量控計(jì)量模式與其難以適應(yīng)，需要構(gòu)建全新的模式，以智能電表為基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的單一電量信息采集，優(yōu)化用戶(hù)用電管理，逐漸構(gòu)建智能、經(jīng)濟(jì)、高效的電網(wǎng)，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展。

1? 智能用電信息采集系統(tǒng)概述

我國(guó)在發(fā)布階梯電價(jià)政策前，南方電網(wǎng)與國(guó)家電網(wǎng)就已經(jīng)針對(duì)用電采集信息系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析與部署，如提出的“智能計(jì)量系統(tǒng)”，為信息的雙向交互與效能評(píng)估功能的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)，滿(mǎn)足當(dāng)前發(fā)展的需求。通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為遠(yuǎn)程費(fèi)控等智能用電的實(shí)現(xiàn)做好準(zhǔn)備，對(duì)于遠(yuǎn)程費(fèi)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其涉及的內(nèi)容較多，范圍較廣，如用電信息采集系統(tǒng)、采集終端、營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)、智能電能表、硬件之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，需要?duì)各個(gè)環(huán)節(jié)之間的銜接進(jìn)行有效的處理，提高系統(tǒng)的整體安全性與穩(wěn)定性[1]。例如，在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中，大量的電力公司進(jìn)行實(shí)踐，通過(guò)探索發(fā)現(xiàn)通信傳輸鏈路的可靠性是影響費(fèi)控系統(tǒng)的主要因素，只有保證通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠，才能促使費(fèi)控系統(tǒng)正常運(yùn)行，同時(shí)為我國(guó)階梯電價(jià)的實(shí)施奠定基礎(chǔ)，降低電費(fèi)回收風(fēng)險(xiǎn)，以智能用電信息采集系統(tǒng)為例[2]。

智能用電的實(shí)質(zhì)是靈活應(yīng)用現(xiàn)階段的信息技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用，通過(guò)信息技術(shù)與價(jià)格杠桿進(jìn)行調(diào)控，引導(dǎo)電力用戶(hù)積極參與控制，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的需求平衡。智能用電系統(tǒng)包含的內(nèi)容較多，如遠(yuǎn)程信道、計(jì)量主站、本地信道、現(xiàn)場(chǎng)終端以及電力用戶(hù)，構(gòu)建完整的框架，通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)的相互銜接，發(fā)揮出系統(tǒng)的功能。智能用電系統(tǒng)的主站由電力業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)管理、信息采集、通信以及營(yíng)銷(xiāo)等環(huán)節(jié)相連接，共同組成系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用[3]。靈活利用遠(yuǎn)程信道的優(yōu)勢(shì)將主站與當(dāng)前的現(xiàn)場(chǎng)終端進(jìn)行合理的銜接，對(duì)用戶(hù)的電能信息進(jìn)行合理的采集，并發(fā)送相關(guān)的指令，如定抄命令，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、計(jì)量、上報(bào)等功能。在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中，還需要考慮未來(lái)智能電網(wǎng)營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)的發(fā)展以及用戶(hù)的需求，靈活利用遠(yuǎn)程信道進(jìn)行階梯點(diǎn)價(jià)推行，并實(shí)現(xiàn)有序的管理與結(jié)算，在線(xiàn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證其安全用電。受區(qū)域因素影響。不同的地區(qū)智能用電系統(tǒng)存在一定的差異，工作人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行合理的配置，實(shí)現(xiàn)整體建設(shè)。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)終端來(lái)說(shuō)，其也是現(xiàn)階段的重點(diǎn)內(nèi)容，包含的內(nèi)容較多，如智能表、傳感器等，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、查詢(xún)、記錄、維護(hù)以及狀態(tài)顯示等，滿(mǎn)足當(dāng)前的發(fā)展需求[4]。

2? 基于全光纖網(wǎng)絡(luò)的用電信息采集系統(tǒng)

我國(guó)現(xiàn)階段在進(jìn)行用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)中主要選擇電力載波作為傳輸方式，該方式具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可以有效減少前期的布線(xiàn)步驟，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行。但該方式中由于低壓電力線(xiàn)因素產(chǎn)生的影響，在傳輸電能時(shí)，與光纖、雙絞線(xiàn)以及同軸電纜的通信介質(zhì)存在較大的不同，其屬于非均勻分布的傳輸線(xiàn)，以設(shè)備為基礎(chǔ)，進(jìn)行整體的運(yùn)行，導(dǎo)致低壓電力線(xiàn)端用電設(shè)備呈現(xiàn)出復(fù)雜狀態(tài)，在日常運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤情況，影響整體的可靠性[5]。當(dāng)前還有一種傳輸方式，利用微功率無(wú)線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，通過(guò)高頻無(wú)線(xiàn)鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并借助技術(shù)優(yōu)勢(shì)提升其運(yùn)行效率，但由于信號(hào)因素影響，其傳輸中存在干擾情況，如障礙物的干擾，影響其信號(hào)的傳輸。因此為促使其傳輸效果提升，可以靈活進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，從整體上進(jìn)行優(yōu)化，利用技術(shù)提升整體的運(yùn)行能力，滿(mǎn)足當(dāng)前的需求[6]。

以光纖通信為例，該技術(shù)是現(xiàn)代通信中最為常見(jiàn)的技術(shù)，對(duì)于現(xiàn)代電信網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生積極的作用。對(duì)于光纖來(lái)說(shuō)，其自身具有質(zhì)量輕、尺寸小、容量大、抗干擾能力強(qiáng)以及傳輸質(zhì)量較高等性能，被廣泛的應(yīng)用在信號(hào)傳輸中，滿(mǎn)足人們的需求。傳統(tǒng)光纖在應(yīng)用于信息采集過(guò)程中存在明顯的不足之處，尤其是在彎曲、插拔等方面，增大其故障幾率，工作人員需要進(jìn)行高頻率的維修，影響其應(yīng)用效果與價(jià)值，為滿(mǎn)足當(dāng)前的需求，塑料光纖逐漸出現(xiàn)[7]。

塑料光纖由高透明的聚合物組成，如氟塑料、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等，形成的獨(dú)特光導(dǎo)纖維，可以應(yīng)用在接入網(wǎng)的后期，甚至應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的短距離傳輸，滿(mǎn)足當(dāng)前的需求。與傳統(tǒng)光纖相比，塑料光纖更具有優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先，塑料光纖可以快速進(jìn)行安裝，更便捷的通過(guò)狹小的穿線(xiàn)管，便于進(jìn)行連接，同時(shí)其不需要使用專(zhuān)門(mén)的設(shè)備進(jìn)行連接，為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。其次，塑料光纖實(shí)現(xiàn)了成本的降低，在整體造價(jià)中價(jià)格較為低廉，從各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，降低最終的成本。最后，其整體呈現(xiàn)出堅(jiān)固性，更耐用，與傳統(tǒng)的光纖相比柔韌性更高，彎曲半徑較小。呈現(xiàn)出較高的安全性，連通簡(jiǎn)單便捷，呈現(xiàn)明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，滿(mǎn)足人們的需求[8]。

3? 塑料光纖通信技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

塑料光纖通信技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，靈活利用自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行創(chuàng)新，構(gòu)建智能用電信息采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由通信信道、采集終端、智能電表以及主站組成，靈活利用自身的系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行整體上創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)采集，并進(jìn)行計(jì)量異常監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的分析管理，并進(jìn)行能源監(jiān)控與設(shè)備信息交互。塑料光纖通信更具有優(yōu)勢(shì)，如其最大的速率可以超過(guò)100Kbit/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的技術(shù)，并且不受其他電磁產(chǎn)生的干擾，錯(cuò)誤率較低，滿(mǎn)足現(xiàn)階段的智能化發(fā)展需求。本文以實(shí)際的案例為例，某項(xiàng)目中將塑料光纖通信技術(shù)作為基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并選擇試點(diǎn)工程進(jìn)行應(yīng)用，對(duì)四個(gè)區(qū)域進(jìn)行改造，1區(qū)與2區(qū)為單相電子式電能表，3區(qū)與4區(qū)為新增區(qū)，為智能電能表，選擇該技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用。以光纖專(zhuān)網(wǎng)作為遠(yuǎn)程信道進(jìn)行用電信息傳輸，其通道選擇范圍較廣，其中1與2區(qū)用戶(hù)選擇RS-485，3與4選擇光纖接口，兩組方案的應(yīng)用效果存在明顯的差別。第一種方案中選擇電力線(xiàn)載波采集器，利用其信道進(jìn)行傳輸，該方式為無(wú)線(xiàn)，其改造較為簡(jiǎn)單，僅僅需要對(duì)采集器進(jìn)行更換，并在原有的基礎(chǔ)上加上光纖路由模塊，以保證其更便捷。在第二種方案中，主要屬于全光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)中所有的智能電表均為光纖通信模塊，選擇TCP/IP協(xié)議進(jìn)行信息傳輸，保證其出現(xiàn)故障時(shí)可以便捷的進(jìn)行更換，避免對(duì)其運(yùn)行產(chǎn)生影響，消除外界因素產(chǎn)生的干擾，改變傳統(tǒng)中通信模塊存在的不足，無(wú)需進(jìn)行整體的更改，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的互聯(lián)互通。例如，在改造而完成后對(duì)其進(jìn)行合理的通信測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果顯示其高頻率的采集通信成功率為百分之百，其效果是方案一難以達(dá)到的[9]。

經(jīng)過(guò)測(cè)試顯示，在進(jìn)行改造后，全光纖網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用從整體上提升了居民的用電信息的采集效率與質(zhì)量，該效率甚至可以達(dá)到百分之百，采集的時(shí)效性較高，在應(yīng)用過(guò)程中為人們提供更為優(yōu)質(zhì)便捷的服務(wù)。平均輪抄耗時(shí)控制在秒級(jí)，靈活利用其技術(shù)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了光纖網(wǎng)絡(luò)集抄的穩(wěn)定與高效，促使行業(yè)整體技術(shù)水平提升，為電力計(jì)量遠(yuǎn)程費(fèi)控功能的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支撐。如表1為兩組方案的數(shù)據(jù)對(duì)比分析。

通過(guò)案例分析顯示，靈活應(yīng)用現(xiàn)階段的全光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以有效的解決現(xiàn)階段智能用電信息采集系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，如提升其采集的時(shí)效性、采集的成功率、采集的精確性以及采集質(zhì)量等，靈活利用其自身的優(yōu)勢(shì)促使其組網(wǎng)速度、集抄效率提升，為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，其還存在一些不足之處，如部分表計(jì)安裝較為集中的區(qū)域，該方案應(yīng)用的集中器數(shù)量反而增多，高于傳統(tǒng)方式應(yīng)用的數(shù)量，其主要的原因在于塑料光纖技術(shù)在應(yīng)用中存在傳輸距離的限制，影響其光信號(hào)的傳輸，因而需要應(yīng)用信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，以保證其信號(hào)的穩(wěn)定性。由此其實(shí)際的成本增加，設(shè)備的購(gòu)置費(fèi)用增大，而電力線(xiàn)載波的集抄方案費(fèi)用低于全光纖網(wǎng)絡(luò)集抄方案，需要工作人員結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇，設(shè)計(jì)出最合理的方案。與此同時(shí)，從工程施工安裝調(diào)試費(fèi)用角度進(jìn)行分析，其費(fèi)用并沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)，尤其是在運(yùn)行維護(hù)方面，需要根據(jù)實(shí)際進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，對(duì)于現(xiàn)階段的內(nèi)部未能抄讀成功的表計(jì)來(lái)說(shuō)選擇光纖集抄方案更佳，提升其采集質(zhì)量。

4? 結(jié)論

綜上所述，隨著時(shí)代不斷發(fā)展，現(xiàn)階段積極建設(shè)智能用電信息采集系統(tǒng)，通過(guò)其系統(tǒng)全面推進(jìn)費(fèi)控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)的全面應(yīng)用。靈活應(yīng)用光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以從整體上進(jìn)行完善優(yōu)化，充分發(fā)揮出技術(shù)優(yōu)勢(shì)，遵循智能用電信息采集設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)出合理的光纖全網(wǎng)絡(luò)技術(shù)遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)，為智能用電系統(tǒng)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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