探討低壓集中抄表技術的現狀及發展趨勢

譚偉鋒

【摘要】社會的進步和經濟的發展，使得城市人口數量迅速膨脹，用電人口的增加，給供電企業的計量抄錄工作增加了很大的難度。為滿足現代信息化用電管理的發展形勢，避免人工抄錄的效率低的缺點，采用低壓集抄技術，即采用現代化的計算機技術、電子技術和通訊技術，對客戶的用電量進行遠程自動采集、傳輸和處理的技術。論文將對這一技術在推廣中的現狀和成效進行分析。

【關鍵詞】集抄;GPRS;集中器;載波;RS485

引言

作為一種發展較快的技術，低壓集中抄表系統通過采用先進的計算機技術、電子技術和通訊技術對客戶的電能信息自動采集傳送到后臺進行分析和處理。這不僅有利于管理的規范化，提高工作的效率，節省人力，還在技術上對對線損四分的管理提供幫助。

1.集抄技術系統構成與現狀

1.1 集抄技術系統的總體結構

低壓集抄系統對一定區域內的居民用電和商業等電表采用集中化自動抄表，并將相關電能數據傳輸到電力營銷系統，對電費進行計算，并根據相關結果進行收費。之前采用的集抄系統，都是抄表員用手抄機的紅處發射和接受裝置進行抄錄，對電表的數據進行讀取。這種方式已經在現代化社會中遭到淘汰。

電能表、采集器、集中器、通信通道、主站系統等5部分構成的遠程集抄系統是下文將要介紹的關鍵，其結構框架圖如圖1所示。

圖1 系統結構框圖

（1）電能表，對用戶的用電信息進行計量、保存和上傳。從計量方式上看，電能表有三相和單相之分;從通訊方式上看，電能表有載波、微功率無線（RF）、脈沖、RS485之分，而脈沖電能表因脈沖可靠性較差會有很大的淘汰可能性。

（2）采集器，作為一種連接電能表與集中器，提供通訊方式的中繼、轉換和數據存儲功能。

（3）集中器，不僅能對電能表的檔案進行管理，對相關的電表數據進行實時抄讀和保存，系統要求的與主站之間的通信和命令也會積極相應。

（4）通信通道，通信通道分上行與下行之分，上行通道有有線電話網（PSTN）、無線公網（GPRS、CDMA）、局域網等方式在主站與集中器之間連接;下行通道有RS485、載波、微功率、脈沖等方式，是電能表、集中器與采集器之間的通訊，下行通道的通信技術在整個集抄系統之中具有核心地位。

（5）主站系統，定時對商業和居民的其他用電數據進行收集，對設備的檔案進行管理，對集中器的操作和通信參數進行設置。線損計算、統計報表、電費計算等功能是通過向電力營銷系統提供該系統抄讀的電能表數據得以實現。

1.2 集抄系統的現狀

現在的低壓集抄的方式以485與載波混合的半載波和全485為主要形式，載波表技術具有很好的可靠性，而現在小規模建設運行的是微功率無線集抄系統，全載波方式的集抄系統未全面鋪開建設。圖2是某地區低壓集抄系統結構圖。

低壓集抄系統的發展與通訊通道技術具有很重要的關系，并且核心就是電能表、采集器和集中器之間的本地通信通道技術。

2.集抄技術的發展趨勢

鑒于已經處于大規模應用的低壓集抄的不斷發展，已經對供電企業需求進行滿足;但是電力行業考慮到電能表、采集器和集中器之間的本地通信技術具有很大的不成熟性，對發展還有很大提升空間。

圖2 江門地區低壓集抄系統結構圖

從圖2的系統結構可以看出，該系統中的通信技術是核心，架構很穩定。上行通道為滿足數據的實時傳輸，采用PSTN 為輔，GPRS/CDMA 為主的方式，在現代，3G 通信技術越來越流行，而且具有提升的空間，而對于下行通道卻有很大的不確定性。

2.1 多種通信技術共存和發展

作為通信系統中比較活躍的部分，下行通道居于核心和關鍵的地位，主要包括：微功率無線通信、RS485 通信和載波通信，三類形式。其中載波通信技術具有代表性發展相對成熟，在運行中有東軟和曉程兩家，由于不兼容性的存在，在維護管理方面供電企業存在些許問題。在集抄系統中，使用的電子式電能表具有485接口，RS485串口通信準確可靠，應用比較廣泛，不需要轉換通訊方式，所以，這種方式得到較好的應用。微功率的無線通信技術有Zigbee和RF，由于正處于起步階段的集抄系統不能相互連通，在實際應用中較少。不同的通訊會有不同的優勢，但是，任何一種技術都不會將低壓集抄中本地通信中的問題全部解決。通信技術的復雜性一直都會存在。

2.2 多種通信技術混合使用

低壓集抄中本地通信中存在的部分問題，是單一的通信技術不能解決的，根據實際的現場環境的需要，會將相同或不同的通信技術相融合，相互補充，提高抄錄電能表數據時的準確性。

2.3 營銷系統與低壓集抄系統的融合

雖然營銷系統與打壓集抄系統存在獨立性，營銷系統主要管理業擴、計量、電費等流程，在數據交換之時會有延時現象，對系統之間的數據交換不能及時解決。只有建立動態的數據交換接口連接兩個系統，才便于數據之間的動態交換和共享交換。

2.4 設備模塊化結構設計趨于統一

作為現代最龐大、最復雜的系統，低壓集抄系統具有很多不確定的諸多因素。在產品的設計中要將一些設計思路貫徹其中，確保實現系統的穩定可靠。

為了保證現場的更換，要將本地通信、遠程通信部分部分模塊化，也就是集中器的設計模塊化。要把通信部分和計量部分進行分離，把采集器和電能表的通信部分進行模塊化，在保證不更換表計的前提下，對通信部分進行更換。

為適應技術不斷變化的需求，系統也降低了維護和安裝的工作量。

3.未來集抄技術發展中需要注意的問題

SCADA系統就是監視控制系統和數據采集的其中一個單元，也就是所謂的低壓集抄系統;而在現在的技術之下，通信在SCADA中所起到作用是關鍵性的，集抄系統大規模推廣之中，通信技術起到重要的作用。

3.1 通信方案的選型

在通信技術不斷發展的現代，得到廣泛應用的移動的、固定的、有線的、無線的通信都比較發達，雖然在設備的選擇上沒有什么難度，但是因為中低壓電網的特殊性的存在，使得設備選配還存在問題。

（1）中低壓電網的規模雖然小、但分布無序、距離也適中、結構復雜、用戶繁多，但是它仍然是最終的用戶電網，所以，遠程通信不適用，近程通信設備也簡單而不適用。

（2）因為中低壓電網存在隨機性的特點，數量的增減和地點的變更使得通信方式沒有固定的形式。

（3）由于中低壓電網存在投資承受能力弱、用戶多、容量小、產值低的諸多弊端，所以不適合價格高的設備。

（4）作為上行通道的 GPRS/CDMA 及電話線在安全性、可靠性、實時性存在較大的弊端。

3.2 統一遠程通信協議

遠程通信規約作為一種約定，是主站系統軟件與集中器進行數據交換的格式，不可能是由同一個廠家提供相關設備。一個成熟統一的規約的簡歷是為了讓個個廠家之間相互聯通，互通有無。雖然在規約方面，很多廠家已經做了努力，但是統一的規約的形成也勢在必行。

3.3 本地通信協議標準化

為了是不同的廠家在設備上達到互通有無的目標，該系統必須要有一個統一的協議。因為有的供電企業和常見對協議的重視程度存在欠缺，所以，在規范和使用通信時，會通過某一種模塊和芯片來實現互相補充的目的。因為這一模塊或芯片的選定會使當地的通信的性能相似，同時承擔的風險也會減小。為了以后的長遠發展，應該建立一個長久的兼容多個物理層的通信協議，與上層應用的接口相一致，保證模塊對外接口的一致性。

4.結束語

本地通信技術作為低壓集抄系統中的重點難點，當低壓電網出現特殊問題時，通信便成為低壓集抄系統的核心，數據動態管理的實現以及系統之間的融合是實用化的關鍵。低壓集抄技術的不斷進步和完善，使得該項技術在電力系統方面中占有舉足輕重的地位，促進計量自動化管理水平的不斷進步。

參考文獻

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