概述電能計量領域的自動抄表技術應用研究

遲春光

摘要：隨著我國經濟的快速發展，科學技術的不斷進步和改革開放的不斷深入以及經濟的高速發展，為電能計量自動抄表的普及奠定基礎。電能計量自動抄表技術是現代電力營銷的重要手段，其發展的重點是研究通信方式。本文分析電能計量自動抄表技術的現狀及發展。

關鍵詞：自動抄表技術；電能；計量；應用

一、電能自動抄表系統結構概述

電能計量自動抄表系統分為直接本地抄表系統、本地抄表系統和遠程自動抄表系統。其中直接本地自動抄表系統是完成數字化的電能表加裝紅外接口，并配備手持抄表單元組成，抄表時操作人員到現場使用抄表器，非接觸地讀取數據。直接本地自動抄表是現代遠程自動抄表系統中附屬功能，在智能電能表、采集器、集中器等設備中具備直接本地自動抄表功能，服務于現場監查，故障排除，現場調試等。而本地抄表系統是遠程自動抄表的基層環節。

現在應用的遠程自動抄表系統大多采用兩級通訊網絡連接的三個層面的樹狀結構方式。其中三個層面指前端采集儀表、兩級網絡的交匯節點-集中器和系統最終的匯集點-數據處理兼計費管理中心。兩級通訊網分別是本地抄表網絡或單位的局部網與遠程公共網絡，典型的遠程自動抄表系統。

二、電能計量智能技術系統組成

常用的電能計量智能技術系統，它由三個系統組成，分別是：前端采集子、通信子以及中心處理子系統。

1. 前端采集子系統

因為采集信息方法各異，將系統分成了兩類，一類是本地自動抄表系統，另一類是遠程自動抄表系統。（1）本地自動抄表系統的實現是靠一個紅外轉換設備來實現的，它把電量轉變為紅外信號，以此作為通信信號。工作人員在抄表時，所用到的是簡單式、快捷式、穩定式的抄表微型計算機，這樣就實現了非接觸式讀出數據，減少了事故的概率。（2）遠程自動抄表系統的最前端是由電子式電能表或加裝了光電轉換器的機電脈沖式電能表構成，且機電脈沖式一般都添加了光電轉換器。同時，在整個系統的最前面，使用電量被轉變成電脈沖的形式傳送給上一級別的設備采集處理。當前，在很多系統種，會用到兩級式數據匯聚的框架，即由安裝于用戶生活小區單元的采集器收集十幾到幾十個電能表的讀數，而安裝在配電變壓器下的集中器則負責定期從采集器讀取數據。

2. 通信子系統的含義

即為把數據傳遞到控制芯片的一種通道。為使其適應多變的環境，它常常由光纖傳輸、無線信號傳輸、電話線和低壓電力線載波傳輸這四種傳遞方式，就是按照通信介質的不同而加以區分的。而通信子系統又是智能技術中的核心所在。數據通信方式的選擇需要考慮的因素很多，主要有地理環境特點、用戶用電行為、技術水平、管理體制和投資成本等因素所限定。而我國不同地方對通信方式使用的側重點不同。由于西方發達國家，電能計量自動抄表技術相對是先進的，在電力系統中的配電網絡很完善，因此低壓電力線載波技術也得以推廣；而國內，由于受到很多因素的限制，只能依靠電話線實現通信。最近幾年，得益于擴頻技術的實質性發展，低壓電力線載波外界干擾的問題得到很大的改善，所以我國也有低壓電力線載波通信方式在電能計量自動抄表技術中的應用有逐步推廣的趨勢。

3. 中心處理子系統

中心處理工作站和軟件一經組合，就結合成中心處理子系統。可以說，它是電能計量智能技術系統的核心部分，全部的資料憑借信道傳輸到這里，工作人員憑借軟件來對數據進行評估，最后得到解決的方案。那么，在硬件默認的情況下，還可向下級集中器或電能表等部件發送指令，最終實現對用電量控制的問題。

三、電能計量自動抄表技術發展現狀

1.電能表

傳感器、自動化儀表以及集成電路技術的發展，使得無論是機電脈沖式還是電子式電能表已能夠較好地滿足當今電能計量自動抄表技術的需要，今后電能計量自動抄表系統的終端采集裝置將以機電脈沖式電能表和電子式電能表兩種為主。

2.采集器和集中器

采集器和集中器是匯聚電能表電量數據的裝置，由單片機、存儲器和接口電路等構成，現在的產品也比較成熟。

3.通信信道

電能計量自動抄表技術中的關鍵是通信子系統。數據通信方式選取要綜合環境特點、用電行為、技術水平、管理體制和投資成本等因素。國內外對于不同通信方式各有側重，國外發達國家對電能計量自動抄表技術研究起步較早，配電網絡較規范、完備，低壓電力線載波技術被廣泛應用。而我國受條件所限，較多使用電話線通信。隨著擴頻技術研究的深入，低壓電力線載波中干擾大的問題目前已逐步得到解決，低壓電力線載波通信方式在電能計量自動抄表技術中的應用也逐步推廣。

四、電能計量自動抄表技術未來發展展望

1.信息傳遞發展的趨勢

當前發現已經發現且切實科學的通信方式有很多，具有明顯優勢的有低壓電力線載波技術與無線擴頻通信兩種。低壓電力線載波技術工作原理是將用電信息進行高壓調制形成高頻信號，并將其疊加在供電線路中，通過電力供應實現信息的傳輸。與其他的信號傳輸方式相比，低壓電力線載波技術不需要鋪設專門的通信信道，可以有效節約建設成本[3]。同時，該技術的維護較為簡單，使用也相對簡單。目前10KV以上的高壓電力線載波技術以及發展成熟，而低壓線路中依然存在著許多穩妥。相信隨著科技的發展，該技術最終為應用到所有電能計量自動抄表系統中去。線擴頻通信技術是將電力信息轉化為數字信號，通過擴頻碼發生器調制后以擴展信號的形式傳播出去。該技術的主要特點抗干擾能力較強。每一種通信技術都有各自的優勢與弊端，為確保電能計量自動抄表系統的正常運行，可以結合幾種技術形成復合通信。

2.建立基于電能計量自動抄表系統的信息化平臺

綜合性的信息化管理平臺是提高電力企業工作效率的重要手段，同時也是客戶與電力企業進行信息交流的重要平臺。科學合理的信息平臺必須能夠滿足電力企業工作人員的各項管理需要，同時還必須滿足電力企業信息發布，對電力系統進行管理的需要。同時，該系統還必須具有客戶與電力企業直接對話的問題，方便客戶獲取自身用電信息，并實現繳費、信息查詢、業務預約等諸多功能。

3.加強電能計量自動抄表系統的安全性

電能計量自動抄表系統安全性主要是指數據傳輸的安全性，即數據不會受到非法攻擊而丟失，也不能因此而出現泄漏。信息安全已經成為當前人們普遍關心的一個話題。電能計量自動抄表系統未來的發展必然要加強做好這一部分的管理，通過強化防御措施，抵御數據采集、數據傳播與數據處理過程中安全問題。

4.復合通信

在電能計量自動抄表系統中的所有通信模式中，各種通信模式都有利弊，采用單一通信技術的方案很難完全滿足需要，因此提出復合通信方案。復合通信方案是在自動抄表不同通信階段采用不同通信方式，組成實現電能自動抄表的復合通信網絡。數據傳輸量不太大、傳輸距離較近的底層數據采集階段可采用如紅外、低壓電力線載波甚至點對點的通信方式；而在集中器到中央處理站段，可采用電纜、電話線或無線通信等。選擇什么樣的復合方式，需根據實際情況綜合考慮。混合使用的各種通信方式之間要有良好相容性，不能相互干擾。

結語

電力營銷效率的提高，主要取決于營銷部門對配網信息、用戶現狀和需求的了解程度，對各種數據分門別類加以采集分析并有效利用。電能計量自動抄表系統，可以充分采集用戶的各種數據信息，對數據進行集中存儲和統一分析，對加強需求管理，具有重要的意義。

參考文獻：

[1]周振祿. 電能計量自動抄表技術的現狀與發展[J]. 華東科技：學術版，2014（4）：282-283.

[2]袁媚. 淺談電能計量自動抄表技術的現狀及展望[J]. 山東工業技術，2015（22）：175-175.

[3]石娟，李蕾. 淺析電力計量自動抄表技術的現狀及展望[J]. 低碳世界，2015（9）：64-65.