探析电能计量自动抄表技术

探析电能计量自动抄表技术

杨玉淑

（国网河南宝丰县供电公司河南宝丰467400）

摘要：随着国家电网建设的不断深入和发展，工业和民用电能表日趋增长，不管是用户还是用电管理部门都迫不及待需要现代化管理手法的介入，都给用电部门在用电管理规范化、自动化和收费网络化方面提出了新的课题：如何对工业用电的电能表实现自动化管理。采用传统抄表方式不可避免的存在许多缺陷，已无法适应社会发展的需要，直接影响了电力体制改革的进行，所以在改革的促进下，自动抄表系统技术逐步发展起来。自动抄表系统是提高电力营业管理自动化水平的一项重要技术手段。

关键词：电力系统；电能计量；自动化技术

一、电能计量自动抄表系统的构成

1前端采集子系统

电能计量自动抄表系统的数据采集方式有两种，分别是本地和远程自动抄表系统。

（1）一般情况下，抄表员工在进行本地抄表时，都是携带着轻便的掌上电脑。电脑上装有专门的红外发射和接收装置。只要距离不远于红外的可视范围，就能在最短时间内完成仪表数据的读取，整个过程实现了非接触性。此方法快捷简便，安全可靠，并且花费的成本很小。然而，其劣势在于，其数据只能实现短距离上的传输，且其自动化程度有待提高，所以通常用于计量仪表比较集中的居民小区，适合在城市里使用。（2）远程采集系统的最前端由加装了光能转换器的机电脉冲式电能表或者电子式电能表构成。能够将用户的用电量传给上一级数据采集装置，采用光纤实现数据传输。当前，投入到切实应用的远程自动抄表系统在数据汇集结构上通常实现了两极式。换而言之，就是由安装于用户生活小区单元的采集器收集几十个电表的读数。而安装在配电变压器下的集中器，其功能和用途在于数据的定期读取。这种方式能够在最大限度上降低成本以及员工劳动强度，因为抄表员并不需要“亲自出马”。且此方法的传输速度非常迅速，无论是数据抄收的可靠性或是抄表本身的效率，都被提升到了一个新的高度。

2通信子系统

通信子系统对抄表系统而言是至关重要的。它负责完成数据到控制中心的传送工作。通信子系统的构成方案比较多样化，从而才能在不同的成本要求以及环境条件下起到相应的作用。按照通信介质的不同，通信子系统主要有无线通信技术和有线通讯技术两种。

2.1无线通信技术

当遇到用户分散、且范围广阔的情况下，无限通信技术就能切实起到很大作用。它用散射通信的方式在某个频点上进行并完成无线通信，它坐拥着通信容量大和传输频带宽的明显优势，可以与成百上千个电能表通信，即使是远距离通信，例如几十千米，也能保质保量完成。它的劣势在于，它涉及到频点使用权的申请。并且，倘若频点选择的正确性无法得到保障，那么，相近的信号就会杂乱互扰。

2.2有线通讯技术

有线通讯技术一共有三种，分别是光纤传输、电话线传输和低压电力线载波传输。

（1）光纤通信：光纤通信的造价和安装费用都比较高，但其优势比较明显，目前的运用率和普及率都比较高，它不仅具有很强的抗干扰能力，并且能够实现远距离传输。（2）电话线传输：顾名思义，就是租用电话线通信，即通过对电话网络进行合理运用，在数据的发、收两端都装上调制解调器。此法不仅十分安全可靠，并且其传输效率能够得到有效保障，成本较低，目前也十分普及，能够在那些不方便布线的地域发挥较大作用。然而，其缺点在于，租赁费用较高且数据堵塞的现象时有发生，一旦遇到大容量系统的通信传输，就显得举步维艰。（3）低压电力线载波传输：这种传输方式主要利用的是电力线，并将其作为系统前端的数据传输信道。其基本运作原理是：在进行数据发送的时候，首先将数据调制到高频载波上，一旦功率被放大，就能和电力线密合在一起。这种高频信号通过电力线路，最终完成到接收方的传输。接收方将干扰信号过滤掉之后，将切实有用的信号放大，然后经调解电路，完成二进制数字信号的还原。电力载波传输利用的是配电网络。这样一来，就不需要占用频段、更不需要租用线路，本身具有一定的特殊性，不仅能够实现抄表成本的最小化，又因为它能够使低压电力不需要重新布线、覆盖面广等优势得到了最大限度上的发挥，能够从根本上对运用管理产生有利影响，故而拥有光明的前景。然而其仍存在一个突出的问题，即如何抑制并尽量降低电线上的干扰，让通信变得更为可靠。

3数据综合通信系统

电能远程自动抄表系统采集的最前端是由加装了广电转换载波前段采集系统的机电脉冲式电能表以及电子式载波电表构成，用户电能数据会在短时间内用光电脉冲的方法传到载波集中器里去。在此之后，载波集中器又通过无线或有线通信完成到电力运营商集中控制中心的传送，最后才涉及到电能数据的统计和分析。通信子系统以不同媒介为依据，可分为光纤通信、卫星无线通信、市话网通信和电力载波线路通信等几种模式。

二、电能计量自动抄表技术的现状

1电能表

当前随着各项技术的快速发展，使电能计量自动抄表技术有了更好的发展基础，在传感器、自动化仪表以及集成电路技术的发展下使得机电脉冲式和电子式电能表都能有效的满足当前电能计量自动抄表的需求。

2采集器和集中器

采集器和集中器是汇聚电能表电量数据的装置，由单片机、存储器和接口电路等构成，现在已经出现了较成熟的产品。

3通信信道

在电能计量自动抄表系统中，其通信子系统是其中最为关键的技术，所以在实际工作中，在对数据通信方式进行选取时需要考虑多种因素的影响，如地理环境、用电行为、技术水平、管理体制及成本等。在这方面由于一些发达国家研究的较早，所以在各方面都较为规范和完备，因此在目前利用最为广泛的即是低压电力线载波技术。而我国由于这方面起步较晚，而且受制因素较多，所以使用最多的还是电话线通信技术，只是在近几年，扩频技术得到了较快的发展，使干扰问题得到了逐步的解决，所以在自动抄表技术中低压电力线载波通信方式才得以推广开来，且效果较为显著。

三、电能计量自动抄表技术的热点

1电力线载波通信

电力线载波通信，是将信息调制为高频信号（一般为50-500kHz）并叠加在电力线路上进行通信的技术。其优势是利用电力线作为通信信道，不必另外铺设通信信道，大大节省投资，维护工作量少，可灵活实现“即插即用”。目前，国内10kV以上电压等级的高压电力线载波技术已经较成熟，但低压电力网络上的载波通信还未能达到令人满意的水平，这在一定程度上制约了电能计量自动抄表技术在我国的实际应用。

2无线扩频通信

扩频技术是一种无线通信方式，把发送的信息转换为数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号，以扩展信号的频谱，通过相关接收，用相同的频码序列解扩，最后经信息解调，恢复出原始信息。此通信方式可以实现较远的通信距离，而且抗干扰能力是其他通信方法无法比拟的，安全保密性能极佳。所以其在自动抄表系统中得到广泛的应用，且取得了较好的效果。

3复合通信

这是一种将各种通信技术进行综合使用的方法，目的都是为了实现自动抄表的需求，即在抄表过程中在不同的通信阶段采用不同的通信方式，而在实际通信方案制定时具体采用哪种复合的方式，则需要根据实际情况来进行具体考虑。

4自动抄表的安全性

自动抄表的安全性主要是指数据传输的安全及中心处理子系统的安全，由于自动抄表过程中需要对所采集来的数据利用信道进行传输，所以需要确保传输的安全和可靠性。而中收处理子系统主要利用计算机网络技术，所以需要做好来自于黑客、病毒的、操作人员失误及网络系统等方面的安全隐患，采取预防和保护措施，通过对各种现代化技术进行综合的应用，从而实现子系统的安全。

结语

电能计量自动抄表技术的发展较快，开发、生产的厂家很多，在选用有关厂家的产品时，需认真调查、研究，选用较为成熟的产品，避免重复投资，从而使电能计量自动抄表技术更好地为电力系统服务。

参考文献

[1]刘玉杰，安建基.电能计量自动抄表技术的现状与发展[J].内蒙古科技与经济，2015，08：305-307.