淺議遠方抄表在電力負荷管理應用中的問題及解決辦法

陳健洪

摘 要：主要介紹了遠方抄表系統的定義、組成和功能，分析、討論了遠方抄表系統中的RS-485系統和GPRS系統在電力負荷管理應用中存在的問題，并提出了相應的解決措施。

關鍵詞：遠方抄表；RS-485；GPRS；電力負荷管理

中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.108

目前，電力負荷管理系統主要集中開發綜合數據的采集和分析，以滿足電力市場用電管理的要求，而遠方抄表又是電力負荷管理中最基本和最主要的功能。

1 遠方抄表

1.1 遠方抄表系統的定義

遠方抄表系統是自動抄表技術+通信系統形成的一種自動檢測系統。遠方抄表屬于電力負荷管理系統中的功能型子系統，能將用戶端的電能計算值通過通信技術傳送至測控中心，且能自動歸納、分析和處理接收到的計量信息，并計算費用。

1.2 系統的組成和功能

系統的組成部分包括具有自動抄表功能的電能表、抄表集中器、交換機、遠方抄表計算機系統和通信系統。其主要功能有以下5種：①正確識別電表上顯示的數值，并將數值傳送到測控中心。②測控中心可直接抄讀現場用戶的電表書，還可批量或有選擇性地抄讀，并自動保存抄讀的歷史數據。③對抄收到的電表數值進行統計、計費和雙地址存儲，并建立詳細的用戶用電檔案。④進行現場或遠程用電校對，快速查詢用戶的用電量。⑤對電表數值進行分段式抄讀、分時計費，可實現在電網負載峰谷時段的峰谷電價計費。

2 RS-485系統中存在的問題和解決辦法

2.1 在電力負荷管理應用中存在的問題

負控終端與多功能電能表之間多采用RS-485系統。該系統采用了平衡發送和差分接收，具有較好的抑制共模干擾的能力，且靈敏度較高。但RS-485總線在適應性、抗干擾和通信效率方面存在不足，一旦細節處理不當，就會造成通信的失敗。RS-485通信時主要存在的問題有以下6點。

2.1.1 數據收發時序混亂

RS-485的總線采用半雙工的通信方式，收、發不能同時進行，從數據發送完成到數據的接收會存在一定的延時。比如，在一些電能表延時不足的情況下，當主站發送請求命令時未回到接收狀態，電能表已經完成了碼字的發送時，將導致通信失敗。

2.1.2 對幀的起始符判斷錯誤

RS-485采用數字異步的通信方式，接收時可能無法準確判斷哪一個字節是從哪一幀數據的開始，而判斷不按照T645中的68H依據進行時，接收到的數據會發生同步錯誤。此外，總線上還存在干擾信號，進而導致485芯片持續接收雜亂數據。

2.1.3 奇偶校驗位判斷、幀結束符不合理

RS-485在通信時，一般會對接收的數據按收、發雙方約定的奇偶校驗位檢錯，剔除錯誤數據，并等待發送方重發。但如果軟件員在編程時，沒有根據接收到的數據的長度和結束符“16H”及時結束數據并接受任務，則會造成通信失敗。

2.1.4 接口線路存在問題

在RS-485的實際應用中，會對接口電路進行保護、濾波，比如保護二極管、熱保險絲和電容等，但有些措施可能存在一定的負面影響。

2.1.5 雷電和靜電造成的干擾

RS-485總線的傳輸線采用雙絞線，在雷雨季節，傳輸線常因雷電而引起瞬變干擾，進而損壞RS-485的收發器。

2.1.6 傳輸線與阻抗不匹配

信號在傳輸線上傳送時，如果遇到阻抗，則會出現反射現象，進而影響信號的遠距離傳輸。

2.2 解決辦法

具體的解決辦法有以下5點：①選擇科學、合理的RS-485收發器。②需要對雷電進行設防，選擇具有故障保護的器件，從而提高系統的可靠性。③對各站的串聯通信電氣接口與其他站進行光電隔離；減少電輻射干擾和終端匹配不完善引起的反射；傳輸線應與阻抗相匹配，以消除反射現象。④在安裝RS-485系統時，要單獨敷設傳輸線，使強信號與弱信號盡量相交，從而最大限度地降低電磁耦合。⑤合理布局網絡，保證信號的連續性，并完善保護措施。

3 GPRS系統中存在的問題和解決辦法

3.1 在電力負荷管理應用中存在的問題

3.1.1 終端登錄主站困難

終端登錄主站困難的主要原因包括SIM卡本身的質量問題、無GPRS通信功能、欠費、終端APN參數設置錯誤、終端處于串口通信狀態、GPRS模塊存在問題、模塊與終端接觸不良、安裝處的信號差、地址空間不足和網絡中某個基站存在故障等。

3.1.2 登錄后常掉線

登錄后經常掉線的原因有以下4點：①由于GPRS網絡信號的電平較低，導致終端登錄網絡困難。②如果GPRS設備與主站之間長時間沒有發生數據交換，則數傳鏈路會被網絡運營商的基站自動掛斷。③由于GPRS終端的低溫性能不穩定，導致高頻段下系統射頻部分不穩定，進而引發頻繁掉線。④GPRS終端存在質量問題。這主要是因為GPRS終端的生產制造工藝存在問題，或因無人看守而造成終端損壞等。

3.2 解決辦法

針對GPRS系統中存在的問題，可采取以下2種方法解決。

3.2.1 登錄主站困難的解決方法

應在實驗室設置通信參數、安裝SIM卡，并將能順利登錄主站、安裝好SIM卡的終端送至安裝現場；要求供貨商提供具有統一規范接口的通信模塊備件。

3.2.2 掉線問題的解決方法

在設計網絡時，應保證網絡信號的強度能維持正常的網絡傳輸；終端應確定合理的“心跳”時間，以保證終端與基站的持續性連接；在實際應用中，應根據主站下發的通信參數修改“心跳”時間；制造廠應對GPRS通信模塊進行高低溫的試驗，篩選在-25～70 ℃環境下可穩定、可靠工作的通信模型；GPRS終端必須能自動撥號，并在斷線后可自動重撥，且網絡環境不穩定時能自動恢復通信。

4 結束語

遠方抄表RS-485系統和GPRS系統在電力負荷管理中應用是十分重要的，具有明顯的優勢明顯。因此，需要加大對遠方抄表系統的應用，重視并及時解決系統應用中存在的問題，從而有效推動電力事業的發展。

參考文獻

[1]佟利民.遠方抄表在電力負荷管理應用中的問題及解決辦法[J].品牌與標準化，2012（8）.

[2]王宗宇.遠方集中抄表系統在福建省金湖電力公司的實現與應用[J].中國科技博覽，2012（26）.

〔編輯：張思楠〕