淺談農村用電現場服務系統及其應用

陽立斌

（湖南省新化電力有限公司 新化縣 417600）

1 農村電網現狀及特點

在農村電網中，用戶不像城鎮那樣單一，同網下有照明用戶、農業用戶、灌溉用戶、以及小企業用戶，同時也存在著普通的單相表、三相表及三相多費率表等。它的每一類用戶的電價都不一樣，甚至一戶農戶家里就同時執行著幾種電價和同時掛著幾種計量方式不同的電能表，這給傳統的人工抄表和分類帶來了很大的工作難度和管理難度。

農村電網的用電容易處于一個失控狀態，造成線損居高不下，個別線路甚至高達20%以上。由于農村的分散性，給電力企業管理上帶來了很多問題，也給投機者帶來了政策性漏洞，同時竊電現象比較嚴重，沒能有效根治，供電電壓偏低、供電半徑較大，抄表時間差都是造成線損高的因數。

面對農村電網的現狀，以往單由人工去現場抄電量、管理線損已不能滿足高效可靠供電以及發展配網自動化的要求，迫切需要對現場各條線路的運行情況，包括有功負荷、無功負荷、電壓、電流、功率因數、線路損耗進行實時監測，以便對線路改進和線路補償提供參考，從而提高供電質量及減少線路損耗。同時對于農村線路老化破損或者電器潮濕漏電情況，通過在每條線路末端安裝末端電壓檢測裝置，監測線路壓降，對線路改進提供參考。

2 農村用電現場服務系統工作原理及特點

2.1 工作原理

農村用電現場服務系統主要由安裝在農戶計量箱內的計費電能表、兩路載波數據采集終端及線路末端的末端電壓檢測終端、安裝在臺變的智能管理數據終端、安裝在供電所微機房內的應用工作站和供電局里的數據采集服務器、數據服務器及公用網絡組成。

首先由兩路載波數據采集終端完成電量的采集（包括單、三相電表的RS485通訊采集）、記錄、凍結、剩余電流超標值、需量的計算（最大功率及發生時間）、停走表及表計故障提示、各種參數的現場設置。

其次兩路載波數據采集終端及末端電壓檢測終端接受智能管理數據終端的命令，把所存貯的數據通過工頻通信技術方式送到智能管理數據終端上，智能管理數據終端按主站的要求，進行數據分析，完成各種功能數據的實時采集，狀態監控，數據的定時存儲。

然后智能終端通過GPRS方式與主站的前置機通訊，通訊服務器接收到的數據直接存入到數據服務器，最后數據終端根據主站或手持機設置將定點或分段數據直接發送到移動中心，主站直接通過SMPP協議從移動中心讀取數據。主站通過數據接口完成與電力客戶營銷信息系統實現數據共享并凍結，實現和銀行結算。

2.2 技術特點

2.2.1 工頻通信抄表技術

工頻通信抄表技術采用過零調制及數字差分接收技術，信號的頻帶位于（200～600）Hz之間，該信號可自動跨過配電變壓器完成數據的半雙工交換，這種技術信號抗干擾能力強、傳輸距離遠。

工頻通信抄表技術也是利用電力配電線路作為信號的傳輸媒介。它利用電壓過零點進行信號的調制。調制信號的頻率位于（200～600）Hz之間。由變電站向外傳送的命令信息，是在50 Hz之間工頻電壓過零點附近的很窄的區間內調制信號使電壓產生一個很微弱的畸變，位于遠方用戶電表終端能檢測到這個電壓波形的畸變，并且還原出其所代表的碼元。

1.4統計學方法采用SPSS21.0統計學軟件對數據進行統計分析。計量資料以均數±標準差(±s)表示,采用t檢驗;計數資料以率(%)表示,采用X2檢驗。P<0.05表示差異具有統計學意義。

工頻通信抄表技術的主要技術特點有以下方面：

（1）完全利用現存的電力網絡作為傳輸載體，無需增加額外的系統設備，對現有系統沒有特殊要求，節約了大量的開支。

（2）信號在傳輸過程中，無泄漏和旁路現象，衰減小，不需要濾波器和阻波器。

（3）可以實現跨臺區通信，不需轉接設備，減少了地域性的限制。

（4）對電網本身的頻率和幅值變化不敏感，抗干擾能力強。

（6）具有成本低，傳輸可靠性高，無附加設備和無需改造配電網等特點。

2.2.2 數據管理終端的應用

數據管理終端主要完成與主站的無線通訊，根據需要在某一時刻發送短消息數據（可根據需要選擇定點發送和分段發送，定時發送將昨天24個整點的有功、無功負荷，電流，電壓組合成三個時段，每個時段一條短消息發送到主站），用電異常的檢測及報警（如電壓斷相/缺相、剩余電流超標、電表慢走或停走、電度異常），數據的存貯及分析，臺變各參數的采集，電量的凍結，停電記錄及異常信息的存貯，與兩路載波數據采集終端的載波通訊及各參數的設置等的功能。

當工作主站召喚即時數據，智能管理數據終端通過RS485和采樣模塊對臺變數據進行即時采樣，而后發送到主站；如果主站召喚是針對小容量數據終端，則智能數據終端將召喚內容通過RS485傳送到小容量數據終端，小容量數據終端將相應內容采集或讀取后傳給智能數據終端，由智能數據終端將數據傳送到主站。

2.2.3 GPRS通訊模式傳輸數據

智能管理數據終端與工作主站通訊采用GPRS通用分組無線業務和GSM短信業務方式。數據通訊由工作主站發起，主站需要什么內容則智能數據終端返回什么內容；其通訊方式有兩類，一類為定點或分段數據，定點可以根據設定每天將前一天的整點電壓、整點電流、整點有功功率、整點無功功率、通過短消息再發送到主站，分段數據是將當天24小時的整點電壓、整點電流、整點有功功率、整點無功功率分成三段，每段時間一過就將該段數據發送到主站；另一類為報警短消息，如果有報警內容則智能數據終端將報警內容發送到主站和最多1～3個相關人員手中。

3 取得的效益

與傳統的集中抄表系統相比，該系統增加了末端電壓的檢測與監視，通過采集的電量、電壓進行分析線路、配電臺區的線損。

從經濟效益角度看，該系統減少電量的損失，有效地抑制了漏電現象，并準確及時地為線損分析提供了保障。

從社會效益角度看，自動采集技術的應用可避免抄、核、收各環節的人為因素，杜絕人情電、關系電、權利電。能夠使電力部門及時獲知用戶電表異常，及時為用戶排擾解難。同時節約大量人力資源，那些從抄寫中解放出來的人員可以集中精力到服務用戶、改善服務質量上，增強企業效益，提高行業形象。