基于電力線寬帶通信技術的遠程集抄系統

林懷敏

【摘要】 本系統采用國際上先進的中壓電力線寬帶通信（BPLC）技術，利用10kV中壓配電網作為高速數據通信的載體，采用遠程集中抄表系統，實現局端對現場的每塊電表進行遠程實時數據采集和控制，提升供電公司自身工作效率和用電管理水平。

【關鍵字】 電力線 寬帶通信 遠程集抄 集抄系統

一、概述

目前，電力用戶遠程集中抄表系統在不少地方已試點或試運行，但抄表系統在實際運行中存在不少問題，其中一個重要問題是通信信道還沒有達到現代通信寬帶網絡化的水平。本系統為低壓電力智能集中抄表系統，是利用先進的電力線寬帶載波通信技術，臺變以下的低壓電力線作為通信傳輸介質，實現電表實時數據采集與寬帶傳輸的新一代用戶集中抄表解決方案。采用200M電力線寬帶載波通信模塊進行數字信號的調制和解調，在免布線的情況下實現用戶終端電表的網絡化數據采集。

二、系統技術原理

電力線寬帶載波通信技術（Broadband Power line communication，簡稱寬帶PLC）是利用電力線作為通信傳輸的載體，利用2-34MHz頻帶范圍劃分為幾百個獨立的子頻率信道來同時傳輸數據。在發送時，利用OFDM調制技術將數據進行調制，在電力線上進行傳輸；在接收端，經過濾波器將調制信號濾出，再解調，就能得到源通信信號的一種通信技術。基本在免布線的情況下，實現用戶終端電表的寬帶網絡化數據采集環境。

抄表系統技術標準能夠滿足電能計量系統的自動遠程抄表、抄表數據存儲、用戶用電遠程控制（需電表支持）、用電異常告警、線損分析、竊電分析、用電數據統計等功能要求。

采用的芯片具有如下先進特點：頻帶利用率高；抗多徑干擾能力強，抗衰落能力強；

三、系統體系架構

3.1 系統整體拓撲

電力線寬帶網絡抄表系統由內置電力線模塊的網絡抄表終端、網絡集中器、主站管理系統等構成，其通信信道包括三個層面：

1、各用戶電表在單元內通過485總線與網絡抄表終端連接的底層通信。

2、網絡抄表終端在小區內通過電力線寬帶網絡與網絡集中器之間的本地通信。

3、網絡集中器通過接入電力通信專網、電信ADSL或GPRS/CDMA移動通信網與遠端供電管理中心計算機之間的遠程通信。具體系統的拓撲結構如圖1。

3.2 系統特點

·自動尋址、互為中繼，提高系統實施的靈活性

采用基于200M芯片組的電力線寬帶載波通信集抄產品，自動尋找最佳通信路徑，自動中繼。自動尋址、互為中繼功能的實現，大大提高了系統實施的靈活性。

·施工難度小，維護量少

集中器與采集器之間是以小區電力線作為信號傳輸媒介，無需額外敷設線纜。因此，設備安裝方便，施工難度小，可以做到設備即裝即用。

·電能數據實時采集，一次抄收成功率高

集中器與下屬采集器間擁有10Mbps以上的網絡傳輸帶寬，保證了集中器和采集器之間數據傳輸的實時性。系統一次抄收成功率可達到99%以上，真正做到“隨時實時抄表”。

·支持多種上行接入方式

集中器采用工業級標準模塊化結構設計，支持多種上行通信方式（如電力專網、GPRS/CDMA等）接入到后臺系統。可根據現場進行靈活配置，無需額外的參數設置。

四、系統組網方案介紹

本系統方案以臺區為系統建設和數據采集單位。先由臺區內各樓棟（單元）的采集器采集該樓棟（單元）的居民電表，然后建立本地電力線寬帶載波數傳信道，將該配變臺區的全部居民電表的計量數據傳輸到集中器，納入集中管理范圍。方案及具體實施如圖2。

1）采集器安裝在居民樓的集中表箱旁，通過RS-485接口與居民電表連接，實現數據采集。

2）抄表數據轉換為IP格式再調制成PLC信號后，耦合到電力線上，經小區低壓電網傳輸到網絡集中器，實現數據的本地上傳。通過plc的自動路由和中繼功能，實現長距離傳輸（有效通信距離可達到1000米以上）。

3）集中器通過光纖、ADSL、GPRS/CDMA與后臺系統進行通信，實現數據的遠程上傳。

五、結語

本文通過完成電力線寬帶網絡抄表系統的試點建設，實現居民電能量的遠程抄收和即時監控，為提高用電管理和電力營銷自動化水平提供一種有力的手段。

電力線寬帶抄表系統利用小區電力線作為傳輸通道，充分發揮了電力線寬帶的網絡優勢，具有抄收速度快、抄收實時性好、數據準確、施工難度小、維護量少等特點。既減少了抄表人員的工作量和勞動強度，提高工作的效率，又能為供電部門提供用電管理的雙向通信平臺，實現用電控制和防止竊電，保證電費的及時回收，是提高電力營銷自動化管理水平的重要技術手段。

參 考 文 獻

[1] 李楠，屈百達. 基于電力線載波與GPRS相結合的遠程抄表系統. 電測與儀表， 2007年第9期

[2] 陳瑞. 基于電力載波模塊的遠程抄表通信接口. 單片機與嵌入式系統應用， 2001.10

[3] 唐曉波，沈洪洲，程俊春. 基于構件技術的電力遠程抄表系統. 現代計算機， 2015.12