低壓電能計量集抄技術應用與分析

周華皓

（國家電網江蘇省電力有限公司 鹽城供電分公司，江蘇 鹽城 224200）

1 低壓電能計量集抄技術現狀

按電力計量單位的不同，低壓電能表分為機電脈沖型和全電子型。目前，使用最廣泛的是全電子型電能表，它采用了乘法器來實現電能的計量。這種電能儀可以采集大量的電流、電壓、功率因數等信息，其輸出端通常采用低電壓的載波接口和RS485接口。另外，有些新型電能表具有多種接口，用于數字仿真通信方式。在今后一段時間內，全電子電能表將成為低壓電力計量、低壓集抄系統的主要設備。采集器匯聚了電能表的電量數據，會根據主控臺的指令，對所有采集設備進行有序的收集，再用特定的傳輸設備將數據發送給主控臺進行數據處理。聚能器有RS485和電話線路，可以采集數據、設置電能表、遠程監控、糾正異常情況的記錄。在當前的低壓電力測量中，可靠的通信通道至關重要。選擇通信方式時，必須綜合考慮多種因素。在西方發達國家，自動抄表技術很早就被開發出來，電力和配電網絡都比較完善，因此載波抄表在世界上得到了廣泛的應用[1]。

2 集抄系統構成與特點

2.1 采集系統

低壓電能計量集抄技術根據數據采取媒介與通信方式的不同可分為2類，分別是本地自動抄表、遠程集中抄表。本地自動抄表通常是抄表人員使用便攜式掌上電腦（Personal Digital Assistant，PDA）上的紅外線發送和接收設備，對儀表進行無接觸讀出。雖然這個方法很容易實施且成本低，但是它的數據傳送距離較短且自動化程度較低，僅適合于測量儀表密集的地區，如城鎮住宅區。藍牙技術已經非常成熟，如果能將藍牙技術引入抄表系統，就能很好地解決無線信號的覆蓋范圍和數據中心，但是其價格昂貴。遠程集中抄表技術是將電能脈沖通過點對點傳輸到計算機的數據處理中心。通常情況下，通過RS485母線或低壓電線，將用戶終端計量裝置的電能脈沖進行一次脈沖采集，然后由二級抄表機對數據進行采集、整理，從而實現數據的遠程管理、計量和結算等工作。這種方法并不要求抄表員在現場抄表，大大提高了抄表的工作效率，同時促進了電力系統的自動化水平。

2.2 通信網絡

低壓電力計量與集抄技術中，選用一個穩定的數據通信網絡是至關重要的。信道是通信網絡的別名，是數據的傳送通道。在集成器中，集成器與主控制器的通信被稱作上行通道，而集成器與采集器的通信叫做下行通道。上行和下行通道的用法各不相同。在抄表的過程中，這兩個部分的通信網絡是一樣的，也有不同的，所以就形成了一套自動抄表系統。按照通信媒介的不同，可以將其劃分為有線通信和無線通信。有線通信技術就是通過布線來傳送資訊。有線通信的主要載體有光纖傳輸、電話線傳輸、RS485總線傳輸以及低電壓載波傳輸等。光纖傳輸成本高，安裝成本高，但是它的抗干擾能力強，傳輸信息的速度非常快，能夠滿足長距離的通信，這就是光纖傳輸被越來越多地使用的原因。由于電話線上的數據傳輸很容易阻塞，因此不利于大規模的信息傳送；但是因為投資少，所以在不方便接線的邊遠地區仍然非常流行。RS485總線目前仍有較為廣泛的應用，其通信速度和質量均較高。然而，由于線路的布線工作量較大，通信通道受到的外部干擾較多，而且在線路損壞后，檢修和保養工作量較大。電力系統中的載波通信是一種特殊的通信方式[2]。

2.3 中心處理子系統的工作特點

中心處理系統是我國低壓電力計量及抄表系統的重要組成部分。該數據處理軟件是一套完整的數據處理中心。通過對采集設備所采集電力用戶的電力信息進行整合、分析，并對其進行數據處理。該系統在對數據進行處理后，所獲得的數據將用于電力系統的運行。在硬件條件比較成熟的情況下，不需要直接接觸，而可以采用遠距離控制。通過電能表和集線器來實現遠程監控，掌握用戶用電的情況。電力計量采集是一項重要的工作，它要求對數據進行準確、可靠的傳輸。如何確保資料的可靠性，一直是廣大工程師不斷探討的課題。

為了確保數據的可靠傳輸，提出了處理中心工作能力的方法，即提高硬件性能和軟件性能。工程師應選用具有良好計算和儲存性能的硬件，選用具有良好可操作性的軟件。工程技術人員應關注中央處理子系統的工作特性。若不注意其工作特性，則最終的低壓電力計量與采集系統將會產生一定的影響。

3 電能集抄系統組網方式應用

在電力采集系統中，數據通信網絡的選取是其中的一項技術難題，通信網絡的質量與其整體的穩定性有很大的關系。因此，在選擇的時候，要考慮到周圍的環境，作出合理的選擇。網絡模式分為3種，即無線組網模式、載波組網模式和RS485組網模式。

3.1 無線組網方式

在采用無線組網模式的時候，并不一定要把電度表和集線機連接起來。在2臺設備之間，有一臺無線式的數據采集終端。這種無線化的數據采集終端可以成為集控機的通信中轉站，通過短距離無線方式實現數據采集和數據處理。同時，利用RS485總線組網方式實現了數據采集終端與電能表的通信。一些地方可以采用無線組網模式。但是，在不能鋪設通信電纜的地方，不適用無線組網的方法，實際的生產和生活中必須對現實情況進行合理分析[3]。

3.2 載波組網方式

載波組網模式是以某種形式把集線器和電能計量相連。電力線載波是載波組網的主要通信方式，通過載波組網的方式來組網，并不需要任何的數據采集終端，因此通過載波組網的方式可以迅速制定正確的組網方案，但是因為通信的實時性并不好，在供電的時候，一般都會選擇在一個小的地方。與載波組網模式相似的還有混合載波模式和半載波模式，分別是通過載波和其他媒體或者是載波發送信息并選擇網絡模式。

3.3 RS485總線組網方式

RS485總線組網模式是一種采用碼分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）、通用分組無線業務（General Packet Radio Service，GPRS）、 全球移動通信系統（Global System for Mobile communications，GSM）等光纖進行通信的一種較為統一的通信方式。在RS485總線模式下，中央控制系統可以進行實時通信，數據采集終端也可以實現實時通信。RS485總線是一種最常用的組網方式，在一些地方可以使用通信電纜。

3.4 低壓電能計量集抄技術的應用建議

低壓電力測量與集抄技術是近年來發展起來的一項重要技術。將低壓集抄技術引入到生產實踐中，可以為計量工作帶來新的發展動力，為計量工作的開展提供了方便。然而，在低壓電力計量集抄技術中，采集數據的精確度仍是廣大電力用戶所關注的問題。同時，低壓電力計量與集抄技術的工作效率也是衡量其工作效能的一個重要指標。為了提高低壓電能計量集抄技術的工作效率，工程師應充分考慮各種因素，采取相應的改進措施。另外，要進一步完善我國的宏觀調控體系。若選用不適當的設備，不但會影響其正常運行，而且會影響整個系統的運行。若選用適當的裝置，可以達到最后的能量供給效果，從而提高低壓電能計量集抄系統的工作效率和工作品質。在選用合適的低壓電力計量與集抄系統設備的同時，對抄表方法及系統進行維護。抄表方法要根據工作的需要隨時調整，使之與工作的實際狀況保持一致。為了保障低壓電力計量和抄表系統的正常運行，技術人員應進行進行實時監控，確保系統能夠及時地提供數據和信息。

4 低壓電能計量集抄系統的管理與維護策略探討

4.1 創新電力計量采集技術

采集技術是低壓電能計量集抄技術的應用基礎，只有確保數據采集全面性、準確性，才能夠為后續的數據處理、分析等工作打下基礎。因此，須創新電力計量采集技術，結合低壓電能計量集抄技術的關鍵要點，形成完善的電力計量采集系統，其中最為主要是提高采集軟件工作性能。未來，低壓電能計量集抄技術的研究需要集中采集軟件開發方面，確保采集軟件的運行性能，能夠支撐大范圍電力計量采集工作開展，避免出現采集系統不夠穩定等問題，從而能夠促進低壓電能計量集抄技術水平提高。

4.2 引入分級管理模式

在低壓集中抄表系統的運作中，采用了分層管理的方式，逐步提高了它的應用水平。分級管理是在低壓集抄系統中，主站、集中器和采集終端的分級維護與管理。既能有效改善我國低壓集抄系統的管理環境，又能明顯促進我國的供電管理[4]。

4.3 以監控系統完善提高運行的穩定性

低壓集中抄表實現了抄表的自動化，極大地提高了抄表的工作效率，避免了抄表過程中出現人手短缺、處理故障滯后、電量散失等問題。低壓集中抄表不僅解決了電力儀表的人手短缺問題，還可以對電能表的運行狀況進行實時監測。通過對監測系統的不斷完善，能夠對故障進行自動跟蹤和處理，確保系統的正常工作。

4.4 構建集約化電費核算體系并優化電費核算方法

傳統電費的核算需要耗費大量的人力，而抄表只是其中的一部分，要想真正的收取電費，就必須要將電費的數據進行比對，一共有3個環節，即電力供應、電費收取、結算。這些都是由大大小小的部門和工作人員共同完成的工作，非常復雜，在計算的時候很有可能會出錯。為了改變這種低效率、高錯誤率的傳統做法，目前大多數電力企業都已開始實行集中核算與集中計費，讓單位利用計算機進行最后的結算，把有關的數據直接傳輸到營業廳，由營業廳來結算。這種簡單而又精確的辦法極大提高了供電企業的工作效率，從而推動了企業的發展。新形勢下，低壓電能計量集抄技術的發展對電費核算的效率有了大大的提高，在集約電價核算系統中，要強化新時代信息技術的運用，快速推廣低壓電能計量集抄技術的發展，確保數據的準確性，為集約化電費核算提供快速、準確的數據支撐[5]。

4.5 加強對運行維護管理人員的培訓

通過對實際情況的總結，指出了加強集抄系統的運行與維護管理是提高系統的運行和維護管理水平的重要方法。由于其掌握的技術水平將直接關系到企業整體的運營與維護工作的品質，須加強對操作與維修人員的培訓。從2個方面進行了培訓：一是在工作內容上，要加強操作維修管理人員的專業技術訓練，從而使電網能夠穩定、持續、健康地運轉，進一步提升電網的運營、維護和管理水平；二是在故障排除上，應進一步加強有關電氣計量集抄系統的有關設備安裝與檢修工作。

5 結 論

隨著智能電網建設的逐步完善，尤其是在低壓集抄系統的推廣，使抄表的遠程自動抄表功能得到了有效發揮。通過對低壓集中抄表系統的不斷改進，推進技術革新，對提高供電企業的運營效率、市場推廣以及電費核算效率都是有益的。因此，有關部門要加強低壓集抄系統的管理和維護工作，在使用中要注意解決其運行、管理、維護等問題，確保我國居民正常的生活，為居民營造良好的工作環境。