電能計量遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

【摘要】基于GPRS等遠(yuǎn)程無線自動抄表系統(tǒng)在技術(shù)爭議中不斷發(fā)展，取得了長足的進(jìn)步，正在大面積地推廣使用。低壓電力線載波自動抄表系統(tǒng)采用擴頻、跳頻、正交頻分復(fù)用、阻抗適配濾波、轉(zhuǎn)發(fā)中繼（載波表可以動態(tài)地被本地集中器通過電力線設(shè)置為路由器或轉(zhuǎn)發(fā)器）等技術(shù)及專用芯片，不斷克服我國電網(wǎng)拓?fù)鋸?fù)雜、污染嚴(yán)重帶來的諸多實際問題，其抄表成功率大為提高。

【關(guān)鍵詞】電能計量；集中抄表；建設(shè)；應(yīng)用

基于GPRS等遠(yuǎn)程無線自動抄表系統(tǒng)在技術(shù)爭議中不斷發(fā)展，取得了長足的進(jìn)步，正在大面積地推廣使用。低壓電力線載波自動抄表系統(tǒng)采用擴頻、跳頻、正交頻分復(fù)用、阻抗適配濾波、轉(zhuǎn)發(fā)中繼（載波表可以動態(tài)地被本地集中器通過電力線設(shè)置為路由器或轉(zhuǎn)發(fā)器）等技術(shù)及專用芯片，不斷克服我國電網(wǎng)拓?fù)鋸?fù)雜、污染嚴(yán)重帶來的諸多實際問題，其抄表成功率大為提高。筆者就此淺談以下自己的粗淺的看法與體會：

1電能計量集中抄表系統(tǒng)的構(gòu)成和特點

電能計量遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)主要由前端采集子系統(tǒng)（集中器、采集終端）、通信子系統(tǒng)（信道）和主站中心處理子系統(tǒng)（抄表管理系統(tǒng)、計算機）等三部分組成。

1.１前端采集子系統(tǒng)。 前端采集子系統(tǒng)是主要由采集器和集中器組成，采集器和集中器是匯聚電能表電量數(shù)據(jù)的裝置，由單片機、存儲器和接口電路等構(gòu)成，集中抄表系統(tǒng)由電子式電能表或加裝了光電轉(zhuǎn)換器的機電脈沖式電能表構(gòu)成系統(tǒng)的最前端，它們把用戶的用電量以電脈沖的形式傳遞給上一級數(shù)據(jù)采集裝置。目前實際應(yīng)用的遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)大多采用兩級式數(shù)據(jù)匯集結(jié)構(gòu)，即由安裝于用戶生活小區(qū)單元的采集器收集十幾到幾十個電能表的讀數(shù)，而安裝在配電變壓器下的集中器則負(fù)責(zé)定期從采集器讀取數(shù)據(jù)。

1.２通信子系統(tǒng)。 通信子系統(tǒng)是把數(shù)據(jù)傳送到控制中心的信道，通信子系統(tǒng)是電能計量遠(yuǎn)程集中抄表技術(shù)中的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)通信方式的選取要綜合考慮地理環(huán)境特點、用戶用電行為、技術(shù)水平、管理體制和投資成本等因素。國內(nèi)外對于不同通信方式各有側(cè)重，在西方發(fā)達(dá)國家，對于電能計量自動集中抄表技術(shù)的研究起步較早，電力系統(tǒng)包括配電網(wǎng)絡(luò)較規(guī)范、完備，所以低壓電力線載波技術(shù)被廣泛應(yīng)用；在我國，受條件所限，較多使用電話線通信。近來，隨著對擴頻技術(shù)研究的深入，低壓電力線載波中干擾大的問題逐步得到解決，因此，低壓電力線載波通信方式在電能計量遠(yuǎn)程集中抄表技術(shù)中的應(yīng)用有逐步推廣的趨勢。

1.３中心處理子系統(tǒng)。 中心處理子系統(tǒng)主要由中心處理工作站以及相應(yīng)的軟件構(gòu)成，是整個電能計量遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)的最上層，所有用戶的用電信息通過信道匯集到這里，管理人員利用軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析，作出相應(yīng)的決策。如果硬件允許，還可直接向下級集中器或電能表發(fā)出指令，從而對用戶的用電行為實施控制，如停、送電遠(yuǎn)程操作。硬件主要包括：前置機、數(shù)據(jù)服務(wù)器、業(yè)務(wù)工作站、報表工作站、采集機柜等。軟件部分選擇一套安全可靠、先進(jìn)靈活、操作方便、易維護(hù)的系統(tǒng)，同時可以實現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享。

2計量遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)傳輸特性分析

綜觀近十年來電力行業(yè)集中抄表系統(tǒng)的現(xiàn)場運行情況看，對于配電臺區(qū)上行通信信道，主要以公用信道（GPRS、GSM、PSTN）為主。根據(jù)實際情況，也有采用RS-485總線或負(fù)控?zé)o線系統(tǒng)。在通信可靠性、靈活性、并發(fā)性和效率等方面，GPRS模式是目前公認(rèn)的最佳上行通信方式。

對于配電臺區(qū)下行通信信道，，主要有低壓配電線、RS-485總線、無線及混合方式。 下行信道的選擇直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性、性價比、施工難度等多種因素，它是制約集中抄表系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，基于低壓配電線的載波抄表系統(tǒng)突現(xiàn)其獨有的優(yōu)勢，使得電力行業(yè)集中抄表系統(tǒng)穩(wěn)定在RS485總線式抄表系統(tǒng)，以及RS-485總線、低壓電力線載波混合集中抄表系統(tǒng)兩種方案上。

3電能計量遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)效益分析

通過電能計量遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)的應(yīng)用，可以大大提高電力營銷管理的現(xiàn)代化水平，其帶來的社會效益和經(jīng)濟效益也是十分顯著的。歸納起來，主要有以下幾點：

3.1降低了抄表的管理成本。 改變落后、陳舊、古板的人工抄表計費模式，實現(xiàn)了抄表方式的技術(shù)革命，降低了人工抄表的人力投入，如10萬戶居民用戶，原抄表和管理人員有40-80人，年費用近100多萬元。而使用居民集中抄表系統(tǒng)后扣除每年的通信費用可以節(jié)省管理成本近80萬元。

3.2提高了工作效率。 采用該系統(tǒng)后，抄表人員已做到足不出戶就可讀取實時電能表的數(shù)據(jù)，在減少了人力投入的情況下大大提高了工作效率。同時，系統(tǒng)集成了完善的遠(yuǎn)程停/送電、防竊電及計量故障報警等功能，供電抄表管理人員只需在操作中心對系統(tǒng)進(jìn)行簡單的參數(shù)設(shè)置，即可瞬間完成傳統(tǒng)費時費力地人工催費停電、竊電監(jiān)測、計量裝置檢查等煩瑣工作。尤其值得一提的是，主站計算機操作完全避免了電力工作人員帶電現(xiàn)場作業(yè)形成的安全隱患。

3.3提高了線路運行可靠率。 由于本集中抄表系統(tǒng)具有客戶用電異常警示功能，對于客戶停電或發(fā)生異常事件能迅速作出反應(yīng)，這使得維護(hù)人員可以在最短的時間內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行處理，提高了事故預(yù)防和故障處理的主動性，不僅可在最大限度內(nèi)為電力企業(yè)挽回停電損失，也給用電客戶帶來了極大的方便。

3.4線損計算更加精確。 集中抄表系統(tǒng)應(yīng)用后，可以做到每天抄表而且抄表數(shù)據(jù)均為同一時刻凍結(jié)的電能數(shù)據(jù)，也就可以做到每天對線損進(jìn)行分析，消除人為因素所造成的電量誤差，管理損失降至為“0”，從而使線損統(tǒng)計真正達(dá)到了及時、準(zhǔn)確，為進(jìn)一步降低臺區(qū)線損率指明了方向。