电能计量低压自动抄表系统应用

电能计量低压自动抄表系统应用

陈建东

南方电网广东电网公司湛江赤坎供电局广东湛江524000

摘要：随着智能电网的发展，以实现用电信息采集系统的“全覆盖、全采集、全费控”为目标，推进智能用电服务系统建设。同时在“三集五大”的背景下，大营销的重点是优化现有营销组织模式，拓展面向智能化、互动化的服务能力，加快用电信息采集系统建设，科学配置计量、收费和服务资源。这就提出了必须拥有优质集抄系统实现用电信息采集。

关键词：电能计量；低压自动抄表系统；应用

自动抄表不仅能节约人力资源，更重要的是提高抄表的准确性，减少因人工估算或手工抄写而造成的各种错误，使供、用电管理部门能及时准确获得各电表的数据信息。自动抄表具有同步性好，准确度高，采集速度快，可靠性好等优点。

一、电能计量低压远程自动抄表系统构成

1.前端采集子系统。远程自动采集系统由电子式电能表或加装了光电转换器的机电脉冲式电能表构成系统的最前端，把用户用电量以电脉冲形式传递给上一级数据采集，目前实际应用的远程自动抄表系统大多采用两级式数据汇集结构，由安装于用户生活小区单元的采集器收集十～几十个电能表的读数；安装在配电变压器下的集中器负责从采集器读取数据。

2.通信子系统。按照通信介质的不同，通信子系统主要有光纤传输、无线传输、电话线传输和电力线载波传输四种。光纤通信具有频带宽、传输速率高、传输距离远以及抗干扰性强等特点，适合上层通信网。但因其安装结构受限且成本高，很少在自动抄表系统中使用。无线通信适用于用户分散且范围广的场合，在某个频点上以散射通信方式进行无线通信。其优点是传输频带较宽，通信容量较大（可与几千个电能表通信），通信距离远（几十km，也可通过中继站延伸）。缺点是需申请频点使用权，如果频点选择不合理，相邻信道会相互干扰。电话线通信是利用电话网络，在数据的发出和接收端分别加装调制解调器（modem）。该方法的数据传输率较高且可靠性好，投资少；缺点是存在运行费用（每部电话每月需20～30元）。低压电力线载波通信是利用低压电力线作为系统的数据传输通信信道。在发送数据时，先将数据调制到高频载波上，经功率放大后耦合到电力线上。高频信号经电力线路传输到接收方，接收机通过耦合电路将高频信号分离，滤去干扰信号后放大，再经解调电路还原成二进制数字信号。电力线载波直接利用配电网络，避免租用线路或占用频段等问题，降低了成本，有利于运营管理。但如何抑制电力线上的干扰提高通信可靠性仍是亟待解决的问题。按照抄表系统线路连结的不同，通信系统可分为星形通信系统和总线形通信系统两种。星形通信系统是以中心处理工作站为中心点、以发散的方式分别通过通信信道与集中器连接，形成一对多的连结构架。信道通信数据量较大，要求有一定的传输速率和带宽。一般光纤、无线和电话线通信都采用该连结方式。总线形通信系统是以1条串行总线连接各分散的采集器或电能表，实现各结点的互连。特点是信道上结点较多，传输速率低、距离短，一般用于底层（采集器、集中器层）电能数据的采集。

3.中心处理子系统。中心处理子系统主要由中心处理工作站及相应的软件构成，是整个电能计量自动抄表系统的最上层，所有用户的用电信息通过信道汇集到这里，管理人员利用软件对数据进行汇总和分析，作出相应的决策。如果硬件允许，还可直接向下级集中器或电能表发出指令，对用户的用电行为实行控制（如停、送电远程操作）。由于数据量大，要求中心工作站的硬件必须有一定的运算和存储能力。软件上要求操作系统稳定可靠，抄表软件必须具有处理大量数据的能力。典型的抄表软件具有的功能：远程设定抄表集中器和采集器内的参数；抄收整个系统中所有电能表的数据；系统可以对某1块电能表进行时时抄表；系统可以使中央控制站远程对用户电能表进行断电和送电控制；运行数据库可生成用电量日报、月报，进行电费发行结算；系统可进行查询管理，对异常用户给予告警提示；系统对所属台区进行准确的线损分析。

二、电能计量低压自动抄表系统应用

1.主站系统。在电力设备不断更新后，相应的用电信息采集平台不断升级，抄表系统平台建设也达到了新的高度，实现了省、市、县各级数据的及时传递和指令的互交。整个平台建设相对比较完整，但也存在一定的缺陷，在信息安全方面还不够完善，目前无法实现每家每户通过互联网来读取用户自己每月用电量情况。电力公司现有网络的用电信息与互联网的衔接还有一段距离，在不久的将来通过采用更为先进的网络安全技术还是能够实现的，将给广大客户在用电、交费和信息共享等方面带来更加便捷的服务。

2.通信方式。用电信息采集主要还是借助于电力线载波通信方式和GPRS无线公网通信方式相结合，以实现抄表系统的智能化、远程化、网络化。其中GPRS无线通信方式已经相当成熟，基本完成全覆盖，非常适合作为用电信息采集的数据传输，目前GPRS无线通信技术已经广泛用于电力公司用电信息采集。所以在整个抄表系统中问题较大还在是在于电力线载波通信，其电力线载波通信存在以下主要缺点：（1）配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一台配电变压器所属区域内传送，这就要求集中器安装时，每个台区至少要安装一台集中器设备。但目前已经有较为先进技术，能够克服变压器的阻隔来实现通信，即可以在配电变压器的低压侧安装一个数字中继器，将该变压器一侧所连接范围内的用户数据进行解调集中，再将数据通过载波调制转发到变压器另一侧的中压线路上进行传输，使信号顺利通过变压器。（2）存在各种噪声和脉冲的干扰。如电力线驻波、谐振产生的窄带噪声，雷电、线路中的电器设备突然开关、线路造成短路而引起的突发性脉冲等。（3）电力线对载波信号造成衰减。其主要原因有通信距离、载波频率、线路负载等。通过对运行过程中的相关采集设备跟踪调查，发现很多问题。在有些小区，载波效果不好的配电台区，对于部分载波噪声大的低压配电台区，下行通讯不易应用载波技术，而选用微功率无线抄表的下行通讯方式，采用400MHz～500MHz小无线通讯模块与集中器之间进行通讯，达到数据采集的目的。在市区楼房密集的小区应用效果比较好，表计小通讯模块之间相互中继，电波可以穿透三层楼板通讯，地理位置临近的几个台区可用一个集中器实现数据抄读，相比载波方式可以节省集中器，支持PDA掌机在小区内抄表，北京电力公司及南方电网有大量的应用，与载波方式可以互补。

3.采集设备。采集设备在用电信息采集过程中起到非常重要的作用。因电力电子设备的不断更新换代，所以相关设备也不断地升级变换，为采集系统带来更快捷、更方便、更高效的好处，同时也造成了在整个系统平台建设中出现设备型号、厂家、采集方式有所差异。在抄表的过程中因这些差异，带来的问题是有些集中器在读取不同厂家的电能表出现数据错误，大大地降低了抄表的成功率。要求厂家生产的载波模块的相关参数和标准统一化，在设备安装时也尽量采用同一厂家生产的，方便后期的维护和升级。集中软件参数设置不合理，在特殊的地区无法正常的使用，使部分电能表数据漏抄，对此情况通过优化集中软件参数合理设置解决。

随着电力电子技术的不断发展，低压电力线载波技术应用于电力行业也在改进，为今后用电信息采集发展创造更为宽广的舞台。

参考文献：

[1]李国胜．电能计量及用电检查使用技术[M]．中国电力出版社．