自動抄表技術在電能計量領域的應用

穆士留　陳學良　周志輝

摘要：社會對電力的需求越來越大，電力運營商、電力用戶都對電能管理技術提出了更高的要求。自動抄表系統的電能抄表速度、電能數據的處理效率、數據計量的準確性使得自動抄表系統在現代電能計量領域得到了廣泛應用。文章在分析對比自動抄表系統和傳統人工抄表模式之后，分析了電能自動抄表系統的結構組成以及自動抄表技術的安全性。

關鍵詞：自動抄表技術；電能計算；數據綜合通信系統；電力需求；電能抄表速度；電能數據 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP274 文章編號：1009-2374（2016）09-0049-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.023

1 概述

電能自動抄表系統指的是自動收集、傳送和處理用戶電能計量數據，和傳統的人工抄表相比，極大地提升了抄表效率、降低了管理成本。傳統的電能計量全靠員工定期手動在現場計量數據，這種人工計量方式落后、計量效率低下，而且在準確性和實時性上遠無法滿足現代工業的需求，不便于電力行業的電能管理。

伴隨著我國經濟的高速發展，電能用戶、現代工業對電能計量系統提出了更新、更高的要求。在這種情況下，電能自動抄表系統應用而生。它的出現克服了手動抄表的缺陷，提升了電能計量統計效率，加快了電能管理的現代化發展，改善了現代電能服務質量。

2 電能自動抄表系統的結構以及特點

電能自動抄表系統作為一種分布式系統，首先通過數據收集器把用戶、企業的使用電力數據進行收集，把采集到的數據使用通信網絡傳送到集中器，數據集中器的功能主要是抄表和中轉，集中存儲的計量數據通過上行通道傳送到電能自動抄表系統中，進而進行電能數據的進一步處理。典型的電能自動抄表系統的組成主要包括三部分：前端電能自動采集、數據綜合通信、電能數據統計分析。

2.1 前端電能自動采集系統

根據對電能計量收集數據方法的不同，可以將電能自動抄表系統分為本地和遠程自動抄表系統。本地自動抄表系統通過把用戶的使用電量數據轉變為紅外信號，抄表員工只需要攜帶抄表計算機就可以做到數據的收集。遠程自動抄表系統是將用戶的使用電量數據以脈沖的方式向上級采集設備傳輸。

同時，因為對傳統電表的改造方式不一樣，用戶的電能自動采集設備、采集系統的數據傳送方式也有所區別。對于老式電表用戶，這些電表使用的是脈沖式傳送數據，這種傳送方式的傳送距離非常有限。一旦超過傳送距離，脈沖信息將會衰減，導致數據失真，無法實現實時監控。所以為實現遠程監控，把前端電能采集到的數據首先使用載波采集器進行轉換，把采集到的數據轉換為光纖通信數據，從而實現長距離傳送。

2.2 數據綜合通信系統

數據綜合通信系統是將前端電能自動采集系統采集到的電能數據傳輸到載波集中器，然后再通過通信通道將數據傳送到控制中心，從而實現對用戶電能數據的統計。根據通信介質的差異，可以將通信子系統分為光纖、無線、電話線、低壓電力線載波線路通信等。

2.2.1 光纖線路通信。這種通信模式的特點是傳輸快、傳送遠、抗干擾，但是其安裝成本較高、結構復雜，對于分散數據而言，不利于集中傳送，因此主要是用于對重要數據的傳送。

2.2.2 無線通信。對于那些很分散而且分布范圍廣闊的用戶，非常適合使用無線通信。這種通信技術的傳送距離遠，其原理是通過使用特定頻率波段把分散用戶的電能數據進行通信傳播。同時隨著無線通信技術的日漸成熟，遠程無線通信技術得到了廣泛的應用，但是它的檢修維護難度較大，而且容易受到其他波段信號的影響，從而降低傳送數據的精確性。

2.2.3 電話線通信。這種通信方式指的是使用電話網絡來傳輸電能數據。這種通信傳輸的投資少、安裝簡單，只需要在電能數據的發射、接受兩端安裝調制解調器即可。同時這種通信方式的傳輸速度高、可靠性強，因此在我國目前這種方式是最主要的。但是，電話線通信受到網絡的影響較大，可能會發生通道堵塞，導致電能數據的延遲傳輸。

2.2.4 低壓電力線載波通信。這種通信方式主要是利用低壓電力線來作為數據的傳送渠道。電力線載波利用的是配電網絡作為信道，不用租用通信線路，也不會發生頻段被占用的情況。同時降低了電能抄表成本，便于電力的綜合運營管理，有非常廣闊的發展前景。

根據自動抄表系統的線路結構的差異性，還可以把通信系統劃分為星形和總線形通信系統。其中星形通信系統的中心是中心處理工作站，它是以一種發散的形式將通信通道和集中器相互連接，從而產生的一種一對多的結構，這種系統的通信數據量大，所以對通道的信息傳輸速率有一定的要求，因此，無線通信、無線通信以及電話線通信都是用的是這種通信系統；為了彌補星形通信系統的不足，開發出了總線形通信系統，這種通信系統通過串行線路將各個分散點的電能數據采集器相互連接，從而將各個結點相連，總線形通信系統的特征是通信傳輸速率低、傳送距離不長、通道結點多，所以這種通信系統大都用來采集集中器、采集器的數據，低壓電力線載波使用的就是這種通信系統。

2.3 電能數據統計分析系統

由于我國目前大部分的數據通信系統是電話線通信，電能數據在通過電話線通信系統傳輸后，到達電能數據的系統終端。經過調制解調器把電能數據的載波信號轉化為可供計算機識別的數字信號，同時計算機會以二進制的方式進行電能數據的統計分析，最終在數據終端統計系統當中自動生成對應的電能數據表格、數據曲線，這種直觀性的電能數據統計方式由主電力運營商對電力進行合理經濟的分配，從而確保電力的合理運行，提升電力系統的供電安全可靠性。

3 自動抄表技術的安全性

為了提升電力供給的可靠性以及用戶電能數據傳送、處理的準確、實時性，需要提高自動抄表技術的安全可靠運行。自動抄表的安全性主要體現在自動抄表過程的可靠性、傳送通信系統的安全性和終端統計系統的安全性。

3.1 傳輸通道的安全性

自動抄表系統對用戶電能數據的自動收集的一個重要保證就是傳送通道的安全可靠性。為保證傳送通道的可靠性，需要定期檢查維護電能自動采集載波前端和終端，而對于有安全隱患或者已經出現故障的裝備要及時進行維修、更換，以防電能數據統計出現問題，帶來麻煩。在傳輸電能數據過程中，在確保自動抄表系統的前端數據的可靠性的同時，還要確保載波轉換器、載波集中器和通道網絡的安全以及通暢。

3.2 終端數據統計系統的安全性

終端數據統計系統作為電能數據統計最重要的處理單元，一定要保證計算機網絡的安全性、中心處理子系統的安全性，其中的安全隱患主要出現在以下方面：黑客的侵入、病毒的危害、工作人員的操作失誤、計算機網絡系統的漏洞。為了提升終端數據統計系統的安全可靠性，需要采取適當的預防措施：提升系統的防火墻、靈活使用登陸密碼、提高員工的身份認證、限制控制訪問、安全漏洞掃描、防止信息泄露等技術，從而保證數據終端系統的可靠平穩運行，改善電能數據的處理速度、效率。同時還能夠提升電能運營商的運營信心，提升電能的分配效率。

4 自動抄表技術的應用

第一，伴隨著我國電力改革的深入，一戶一表的政策基本被落實，電表數量的激增，使得以往的手動抄表方法無法滿足電力運營商的需求。而自動抄表技術的出現解除了手動抄表方式的障礙，比如效率低、工作量大、成本高，自動抄表技術的普及降低了企業的成本。

第二，有助于電力運營商分析統計電能數據，計算機與自動抄表系統的相結合，使得電力運營商能夠及時了解到用戶的電力使用情況，便于運營商對電能進行經濟分配。

第三，便于電能運營商進行電費的結算。通過使用自動抄表系統，用戶的電力使用情況在幾分鐘內就可完成，確保了電能抄表的準確性，將電費結算的過程簡單化，無需一家一戶收取電費。

第四，自動抄表系統的使用，使得店里工作人員無需登門抄表，這樣既不會對用戶造成打擾，也減少了員工的工作量，提高了準確性，避免了和用戶的糾紛，提升了電力運營商的服務質量。

5 結語

伴隨著我國電力事業的快速發展，傳統的手動抄表方式已經無法滿足現代電力運營商和電力用戶的需求。自動抄表技術的出現極大地改善了傳統超表方式的高成本、低效率問題，提高了電力運營商的服務質量，提升了電力行業的經濟效益。在自動抄表技術的推廣下，已經做到了一戶一表，實現了對電能數據的自動采集、自動傳輸、自動處理，提高了電能數據的準確性和實時性。本文在介紹自動抄表系統的結構組成之后，提出了電能載波數據的傳輸方式，分析了自動抄表系統的安全可靠性，提升電能數據的統計能力，最后分析了自動抄表技術在電能計量領域的應用。自動抄表技術的使用在方便電力用戶的同時，還有助于提升電力運營商的服務質量、改善企業的形象，對于改善企業的管理、減少成本有積極意義。

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（責任編輯：蔣建華）