1、现代电力系统自动化远程抄表技术探讨【摘要】在电力系统中，低压居民用电是不可或缺的重要组成部分，以自动抄表代替人工抄表，是电力自动化发展的必然趋势。 【关键词】电力系统；自动抄表；射频；载波 中图分类号：F406 文献标识码： A 随着我国综合国力的不断发展，电力作为国民经济的支柱企业，正受到人们的普遍关注。电力低压集中抄表系统是一种采用通讯和计算机网络技术，将安装在用户处的电能表所记录的用电量等数据通过遥测传输汇总到营业部门，代替人工抄表及后续相关工作的自动化系统。 采用此方式不仅能节约大量人力资源，更重要的是可提高抄表准确性，供电管理部门能得到及时准确的数据信息，如电能需量、分时电量和负荷曲
2、线等，同时电力用户不再需要与抄表者预约时间。 1 集中抄表系统常见的通讯方式 要了解集中抄表的发展，首先需要对集中抄表的大致结构有所了解。集中抄表系统是通过抄表终端（或称采集器）自动采集电能表数据，通过本地网络链路（下称本地链路）将数据传输给集中器，再由集中器通过远程网络链路（下称远程链路） ，将数据传回中心。一般性配置为一个台区配备一台或几台集中器，每个集中器通过本地链路连接几十块抄表终端。集中抄表系统的发展，集中体现在链路通讯技术的发展。 1.1 本地链路 485 总线技术 从抄表系统到电能表的本地链路，最早采用的技术是 485 总线技术，通过在抄表系统与电能表之间（或者抄表系统内部）架设
3、 485 通讯线，搭建本地通讯链路。这种方式因为需要另外布线，投入成本和施工量都非常大，尤其是对于改造台区，还需要挖沟、打孔；另外，因为是有线传输，一点断线就可能导致全网瘫痪；如果在施工或后期维护过程中，不小心接入强电，将导致全网的设备损坏。目前 485 总线技术已经不再做大规模应用，只应用在某些通信条件特别恶劣的工程环境中。 1.2 本地链路 低压电力载波技术 低压电力载波技术是一种利用电力线传输数据的方式，各设备上装有专门的载波模块，以特定频率将信号加载在电力线上广播传输。相对于 485 总线方案，载波集中抄表系统的优点主要是不需要另外布线，这就避免了 485 总线方案带来的诸多问题。不过
4、因为低压电网用电复杂、负荷接线杂乱、负荷变动性大、电力线内谐波干扰强烈，传输的信号容易受到影响，其稳定性有一定的局限。 线性扩频载波技术在当前是比较新的技术，扩频方式的优点在于即使在有用信号被噪声淹没的情况下，芯片也能正确提取出有用信号。所以这种方式抗干扰能力强，数据传输成功率高，因此利用此技术的产品实用性有所增强。 载波方案经过多年的发展，目前也是基本满足常规的抄表需求。 1.3 本地链路 射频通讯技术 射频通讯（短距离无线）技术是伴随个人通讯需求发展起来的最新一代通讯技术，抄表系统与电能表之间（或者抄表系统内部）通过无线信号进行数据传输，在 30200 米范围之内，可以实现 2500K 的
5、传输带宽，平均传输带宽约为载波方案的上百倍，更为重要的是，短距射频技术的通讯可靠性远远好于其它方案，从长期来看，也不会受到电网改造和用电变化的影响。通过应用无线组网技术，可以将通讯范围扩展到几公里，完全可以满足电力集中抄表的需求。 但是客观存在有的居民用电地区（如乡村、山区等） ，居民电表集中程度并不高，若单纯使用射频方案，将不可避免地增加设备成本。 1.4 远程链路 在电力数据远程采集的技术史上，230 电台曾经扮演了重要角色，目前这种通讯方式已经基本被废弃了。随着公共通讯网络的发展，借助电信网络进行远程数据传输，效果要比专用网络（230 电台、微波通讯等）更廉价、更可靠。在移动网络成熟之前
6、，电话线就成为了最佳的远程链路载体，到目前为止，仍然有个别地方采用电话线作为远程链路。随着GPRS/CDMA 网络的广泛覆盖，无线通讯可以提供更方便、可靠的通讯保障，因此 GPRS/CDMA 通讯方式目前被广泛应用与各种远程数据采集项目当中，当然也包括集中抄表系统。 2 实际应用中的方案探讨 2.1 城镇居民用电地区 随着城市化的发展，居民楼越盖越高，往往一栋楼上有几十甚至几百户居民，其电能表则是统一安装在楼栋的某一个位置，像这样的居民区，电能表高度集中，且统一型号，我们可以采用射频方案进行自动化集中抄表。 由抄表设备将各楼栋、各单元的电能表数据各自抄收，加密后通过射频技术将数据传到集中器上，
7、最后再通过 GPRS/CDMA 等远程链路传到远端服务器上，既避免了复杂的有线信道，更增加了数据的可靠性和安全性。由于其传输带宽相对比较高，可以支持更密集的抄表频率，对建立负荷曲线等数据统计起到可观的促进作用。 2.2 城乡结合部用电地区 我国现在仍然存在很大部分的乡镇居民，其中有的居民建筑相对分散，有的乡村仅有几十户居民，且电能表多为一户一表分散安装，若采用射频方案，势必少量甚至一只电能表就要安装一套抄表设备，将大大增加建设成本。对于这样的地区，我们可以采用“射频+载波”的方案。 只要用户的电能表是附带载波功能的，只需要在台区内安装一台集中设备，即可将台区内的所有载波电能表数据抄收；由于乡村
8、居民用电情况相对简单，电力线内干扰可控制在可接受范围内。同时，存在跨台区的居民地区，可以采用射频方案解决。 2.3 特殊用电地区 有的用电户比较特殊，比如仓库、地下室、居民小区总电能表等，由于数量不太大，可以使用 485 总线作为补充方案，直接将电能表连接到集中设备上，则可实现 100%的通信成功率与抄表成功率。 2.4 手持抄表机 是一台手持的、能与集中抄表设备通讯并显示数据的仪器。可以给抄表系统发送抄表指令，现场收集电表各项实时数据，并可用于紧急情况下（例如 GPRS 网络中断、集中器硬件损坏等）的抄表工作。 3 结束语 通过上述几种方法的合理分配、布局，低压集中抄表可以以无线射频和载波通
9、信为核心，以短距离无线、载波、485 总线相结合。根据现场的不同情况，应用不同的集抄设备，从而可以使整个集抄方案的稳定性、安全性、经济性、扩展性都达到最理想状态。 以自动抄表代替人工抄表，是电力自动化发展的必然趋势。通过建设集中抄表系统，可以（1）杜绝人工抄表产生的误抄、漏抄、估抄等；（2）提高工作效率，减轻劳动强度，减员增效；从数据采集到收费单的打印都自动完成；（3）避免了人工抄表时间跨度大，无法抄录同一时间的数据，方便查看电能质量，为降低线损提供理论依据；（4）可以随时掌握各种表计的运行情况，便于统计、计算和运行分析；（5）防窃电，还可以事先设备状态检测、在线用电检查等功能。 电力行业正在向高速信息化、自动化的方向发展，电网规模的日益扩大，需要管理庞大的电力设备设施数据、用户数据、规划数据等。而科学管理在很大程度上需要依赖于现代的信息化设备的大量应用。
