城鎮居民電能信息采集通信方式的選擇

白楊，蔡徵薇，張曉蘭

摘 要：隨著社會的發展和不斷進步，我國開展了現代化建設。電網的建設既是現代化建設中重要組成之一，又是人們日常工作、生活的重要保障之一。科學技術水平的提升促進了各個領域的發展，電網建設也變得更加智能化、信息化。在建設智能電網時通常采用多種智能測量終端，這就將采集電能信息數據的重要性凸顯出來，尤其是通信方式的選擇。對此本文對城鎮居民電能信息采集通信方式進行了分析。

關鍵詞：信息采集；遠程通信；本地通信

電能信息采集系統隨著計算機網絡技術的發展得到了完善，可以通過對配變、用戶電表的數據等進行遠程采集，并在主站端顯示數據，調度人員可以實時對線路的負荷情況進行監控，并對供電情況進行調整控制，從而實現供電可靠性的提高。通常進行電能信息采集的系統系統可分為遠程通信、本地通信。其中遠程通信主要是在現場終端與主站系統見傳輸電能信息，具有可傳輸距離遠等特點。而本地通信主要是在現場的設備儀表和現場終端間傳輸數據。將本地通信與遠程通信進行有機結合可以在整個通訊系統傳遞信息。

1 遠程通信

紅外通信技術、光纖通訊通信技術、Modem通信技術等都屬于遠程通信技術，當前階段因為遠方電能采集系統擁有較多種類，因此在設備技術、實現方式、使用環境和適用范圍等也不相同，且每種種類均具有自身的優點和缺點。科學技術水平的提升促進了計算機技術的進步，今兒出現了多種新型的遠方通信技術，如無線擴頻通信、以太網通信技術等。

1.1 GPRS方式

通用無線分組業務簡稱GPRS，可利用GSM網絡升級來實現，一般為2.5G。但是在實際使用中，GPRS的速度值未能達到預期的理想速度，一般情況下為14.4K至43.2K。采集到的電能信息可以利用GPRS網絡通信技術實時的上傳到上位機，上位機通過智能化的分析這些數據，進而監測線路。但是GPRS技術具有通信費用較高且易受通信網絡限制，致使無法保障其可靠性，因此當前階段該技術主要作為補充方式進行應用。

1.2 GSM短消息的電能量采集系統

GSM短消息電能采集系統可劃分為三部分，局端通信計算機即上文所說的上位機，GSM短信息采集器，以及作為采集終端的智能電表。可將此三部分劃為兩層結構，其中采集器和上位機為上層結構，通過星形網絡在二者間進行數據的通信，并利用GSM進行短信的收發，進而在采集器和上位機間傳送信息。而采集器和智能電表為下層結構，可通過485通信等方式進行二者間的通信。采集器的功能主要有：抄表、處理短消息數據、報警和監察用電情況。

1.3 選擇原則

在實際工作中選擇遠程通信的方式應結合具體情況，并充分考慮這幾點因素。該通信方式對應用的需求是否可以切實有效的滿足，不僅要考慮該通信方式的性能，還應考慮七通信的數據量、寬帶以及可靠性。進而使選擇的通信方式既可以采集大量用戶的電能信息，還能夠滿足管理需求，并在一定程度上具有安全性、可靠性和穩定性。在選擇通信方式時還應考慮當前地區的地理位置、地質地貌、周邊環境等，從而使選擇的通信方式較好的適應實際情況并滿足實際需求。尤其是無線通信方式的選擇，更應考慮地區是否可以滿足無線需求。最后還應充分考慮資金問題，如該通信方式的建設成本以及后續運行的費用和維修養護的費用等，從而實現經濟效益。

2 本地通信

本地通信技術主要包括小功率無線發射裝置現場通信技術；小型大功率無線電臺遠程無線通信；RS485總線通信技術；低壓電力線載波通信技術等。

2.1 RS485總線方式自動通信系統

RS485總線方式主要包括為單RS485總線方式和雙RS485總線方式兩種。其中單RS485總線方式主要用于城市居民小區和較密集的商用樓，雙RS485總線通信方式適用于城市較分散的商業用戶和居民用戶。

單RS485總線通信系統優點主要體現在技術簡單、成熟，易于實現，通信可靠性高；在采用這種通信方式時，一般采用多塊表集中抄收的方式，這樣不僅降低了每戶成本，同時也降低了整個系統造價。雙RS485總線通信方式由于采用了雙RS485總線結構，其特點體現在數據傳輸速率高，可靠性高，為了提高脈沖傳輸的可靠性，一般在電能表內設置了RS485轉換模塊。

目前，使用的485通信一般都是雙極性的A、B線通信方式，這種方式可以滿足電能信息采集的要求，保證數據傳輸的穩定性和準確性。但是雙極性的通信方式存在一個弊端：雙極性線給網絡的組建和調試工作增加了工作量，假如現場總線有極性接錯的地方，則造成數據不能傳輸，而且排查維修比較麻煩。為了解決這個問題，可以選用無極性485芯片，這樣可以避免這些問題。

RS485通信方式的缺點包括以下幾個方面：（1）現場施工布線工作量大；（2）通信網線易遭到破壞，而且故障點不易查找；（3）通信容易受到雷擊和過電壓的影響，破壞通信質量。

2.2 低壓電力線載波通信系統

影響電力線載波傳輸質量主要有兩個因素：一是電力網絡的阻抗特性及其衰減，另一個是噪聲的干擾。第一個因素制約著信號的傳輸距離，第二個因素決定著數據傳輸的質量。

由于用戶的用電設備包含大量的配電變壓器和變頻設備，低壓電力網的通信容易受到這些設備產生的噪音的干擾，嚴重影響載波傳輸通道的環境。故需要選擇合適的載波技術減少隨機噪聲、頻譜噪聲或者工頻噪聲產生的干擾。目前常用的載波技術包括基于FSK調制技術、擴頻技術及過零技術等。基于FSK的調制技術的特點主要表現為采集模塊成本低，容易實現，但抗干擾和抗諧波能力較弱。基于擴頻技術的采集模塊的特點主要體現在：具有寬帶傳送的擴頻技術提高了系統的抗干擾能了，使得整個系統的可靠性相應提高。在實際應用中，無論采用基于FSK調制技術還是擴頻技術等，都需要考慮不同電網結構及對應的不同變化的負荷需要而選擇合適的通信方式。

電力線載波通信系統的主要特點包括以下幾個方面：（1）充分利用電力線資源；（2）不需要重新布線；（3）成本低，經濟效益好。

電力線載波通信系統的缺點主要包括以下幾個方面：（1）局限性：高頻載波信號傳輸范圍只能限制在一個臺區域內，不能實現跨臺傳輸信號，如果想跨臺傳輸，需要借助其他通信手段；（2）低壓電纜本身的結構、介質和負荷的變化會造成載波信號容易受到干擾，無法實現全天候電能表可靠抄送，只能通過中斷等其他技術方法解決；（3）單表模塊的尺寸和成本限制了模塊可靠性和穩定性的進一步提高，從而影響到整個系統性能的提高。

電力線載波通信技術以電網為載體，穩定性與電網拓撲結構、電網阻抗有關。目前，節能變頻技術的廣泛應用，使得電網阻抗會發生變化，對載波通信方式影響較大。

2.3 選擇原則

在選擇本地通信方式時應考慮這幾點因素，首先便是工程施工的問題，充分考慮該本地通信方式進行施工時其工作量以及工作難度等問題。其次是考慮該通信方式運行時的工作量以及后續維修養護工作量。最后是考慮該通信方式是否具有可靠性，如該通信方式在實際工作時的穩定性以及通信的成功率等，需具有較好的執行能力和長期的穩定性。

3 結束語

計算機技術、通信技術等技術的發展和進步，促進了電力企業的發展和進步的同時，也為電力企業開展電能信息采集工作提出了更多更高的要求。尤其是通信可靠性、通信效率以及通信管理在內的通信技術水平。因我國幅員遼闊、人口眾多，因此各區域用電情況均不相同，且具有多樣性和復雜性。所以在進行通信方式的選擇時，應根據實際情況和具體需求進行選擇，并根據遠程通信、本地通信中的各種通信方式的特點進行選擇，充分考慮通信的穩定性和可靠性與安全性，確保通信的成功率。通過較好的開展城鎮居民電能信息采集工作促進電力行業的發展，進而促進我國經濟的發展，促進我國綜合國力的進一步提升。

參考文獻

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