智能抄表系統在農村電網的應用

馬林

（重慶市奉節縣供電有限責任公司，重慶 404600）

1 前言

抄表和收費工作質量的好壞直接影響到電力企業的效益，其地位的重要性由此可見。取消原村電工代抄代收費后實行農電管理專業化分工，諸多問題遂凸顯出來，尤其是農村用戶電能計量表的查抄難度增大，主要體現在半智能人工抄表系統電能計量的準確率和反竊電能力差、欠費催繳提示功能弱，無法實現遠程控制和適時在線監控，系統不利于擴充和升級等。

2 傳統抄表系統與智能抄表系統優缺點比較

傳統抄表系統可分為三類：人工抄表系統、半智能人工抄表系統和智能抄表系統。

2.1 人工抄表系統

人工抄表系統是抄表人員通過對一家一戶的電能計量表計進行查抄，對電費進行計算并收取。

優點：從實際情況看，一次性投資費用小。

缺點：費時、費力，不能很好的統計電能使用數據，不能監督用戶是否有竊電行為；不能實時監督電能和供電網絡的使用情況；不能抑制用電客戶拖欠電費。

2.2 半智能人工抄表系統

半智能人工抄表系統是通過手工讀表儀器完成抄表工作，電能使用費用通過計算機進行整理和計算。

優點：能較好的統計電能使用數據。

缺點：費時、費力，不能監督用戶是否有竊電行為；不能實時監督電能和供電網絡的使用情況；不能抑制用電客戶拖欠電費。

2.3 無人智能抄表系統

無人智能抄表系統是利用先進的網絡技術與傳統的電能計費技術相結合，通過這種抄表系統，供電部門能夠實時地監控每一戶用電客戶使用電能的情況，還能實時了解供電網絡的負載情況，以及供電線路網絡出現故障的情況。

優點：自動記錄客戶使用電能的數據，無需進行人工抄表工作。自動統計電能使用數據，自動監控供電網絡負載，自動監控供電網絡故障，自動監控是否出現竊電行為。能通過系統對用電客戶進行電能使用的供電和停電控制。

表1 各種抄表系統的功能比較表

缺點：一次性資金投入較大，發現欠費客戶需工作人員到現場進行處理。

3 現行抄表系統的發展方向和選擇

首先，我們對傳統的抄表系統與無人智能抄表系統分別從八大功能模塊逐一進行比較(表 1)。

通過對以上抄表系統進行比較、分析后不難發現：無人智能抄表系統結合了先進的網絡技術和傳統抄表技術的優勢，代表了抄表技術的發展無人智能抄表系統解決了現在供電系統中許多希望得到解決而沒有辦法解決的問題，該系統很好地解決了抄表任務繁重與抄表人員不足的矛盾。

4 無人智能抄表系統的原理

無人智能抄表系統是以現有的電力網絡為載體，通過對傳統的電能計費表計進行數字化改造而完成抄表工作。

工作時，通過其安裝在各客戶的采集模塊、控制模塊及智能終端，把表脈沖信號轉換成數字信號存儲、計數。

抄表時，集中器呼叫各個采集模塊，將各采集模塊的數據按照一定的順序通過專線傳至集中器進行用量的計算和存儲。

5 實現無人智能抄表系統需要解決的通信問題

無人智能抄表系統是電力企業的優選方式，但要實現無人智能抄表系統需要解決兩個技術問題：一是網絡通信問題，二是對傳統的電能計費表計進行數字化改造以完成網絡通訊的需要問題。

5.1 無線網絡通信

網絡通信是無人智能抄表系統（集中抄表系統）的一個至關重要的環節，其解決方案的優劣直接影響到系統的技術水平和實用性。

ZIGBEE技術和藍牙技術都不能夠完全適無人智能抄表系統的遠程自動抄表應用，GPRS／CDMA無線網絡技術在遠程自動抄表中有過應用，但由于存在通信費用和資源擠占問題，也不是一個理想的解決方案。

AD-HOC無線網絡和網狀網各有優點。且各有其適用的場合。但對于“最后一公里”這種應用又不是完全適合。顯然，安裝于千家萬戶的智能電表或者采集終端，需要有一定的移動可能，但又不會經常移動。專門的網絡設備固然可以提高網絡的可靠性，但因此增加的成本對“最后一公里”來說是不可接受的，且“最后一公里”對網絡的可靠性也沒有如此強烈的要求。為此設計了運行于470M頻段的無線網絡，這種無線網絡脫胎于ADHOC組網理論和Mesh Network網絡路由協議和網絡管理協議。參考了ZIGBEE技術，針對網絡化遠程自動抄表這種復雜的應用環境，設計了獨特的網絡路由協議和網絡管理策略。它具有技術起點高、環境適應性強、成本較低、穩定可靠、實時性好，高度智能化、易于安裝維護等特點。

這種無線網絡技術具有以下特點：

(1)組網過程自動完成，現場無需人工設置參數，具有冗余的數據傳遞路徑，使得網絡本身具有高可靠性，實現非視距傳輸，并有效降低傳輸功率，減少相互干擾，提高信道利用率。

(2)能自動修復那些處于突發環境干擾中的網絡路徑，采用智能化的無線頻率自適應技術，從設計上保證了用無線網絡能夠長期穩定地工作于國家無線電管理委員會劃定的短距小功率公用事業無線通信頻段，且能避免與相鄰其他短距、小功率無線通信系統之間的干擾。采用相同頻段的無線網絡各相鄰子網，能夠無互擾地獨立工作。

(3)采用了64位DES加密，具有高度的保密性，且具有較高的數據傳輸速率，空中數據傳輸速率為19.2kb／s。快速可靠的信道支持多功能表的數據采集和表計特殊數據主動上傳功能，如遠程拉合閘.過負載報警等，不僅能解決長期存在的下行信道不可靠帶來的中小動力表抄收難題，而且還使自動監控和遠動等功能成為現實。

5.2 傳統電能計費表計數字化改造

傳統電能計費表計數字化改造是另一問題。通過對傳統的電能計費表計進行數字化改造，使其能夠完成在供電線路網絡的通訊和記錄功能。解決方法主要是為傳統的電能計費表計安裝一種能夠在無線通訊網絡上傳輸數據的調制解調器和能記錄電能使用的電能記錄數據終端模塊。

（1）通用調制解調器

通用電力線Modem是一種利用低壓電力線完成數據交換的專用設備，在同一臺電力變壓器的供電范圍內，利用供電線路，多臺通用電力線Modem可把數據終端設備連接成一個網絡，從而達到各個數據終端設備之間的通信目的。

（2）數據終端處理模塊

電能記錄數據終端的解決方法：①通過光學原理，把轉換成為數字信號；②直接使用數字式的電能記錄方式。對電能使用度數直接用數字信號記錄。

6 升級為無人智能抄表系統的可行性

6.1 公司電力網絡管理的優點

(1)具有極強的防竊功能?？勺詣优袆e異常情況并報警提示；(2)可準確判斷電壓竊電，反轉竊電，異常超載使用及防磁等情況；(3)具有準確的智能化數據統計功能；(4)具有欠費催繳提示功能；(5)采用先進的滾動碼加密技術，達到防止冒抄、誤抄及惡意破壞的目的；(6)可方便地對客戶進行遠程控制；(7)可實時監控網絡的運行情況，對異常情況報警提示；(8)易于擴充和升級。

6.2 公司經營管理的優點

(1)及時了解掌控線路各級電壓等級的損耗。當然，農電無人智能抄表主要是對農村低壓線路的運行情況進行掌控；(2)無人智能抄表系統的應用，可以大大降低營銷人員的工作強度，特別是在系統升級為無人智能抄表系統，可以避免自然條件惡劣的天氣外出查表，可以讓營銷人員抽出更多的時間進行營銷管理；(3)營銷工作量減少后，營銷人員的工作效率提高，企業可以實施減員增效，從而控制企業生產成本。

7 結語

抄表系統的智能化發展已成為一種趨勢，智能抄表系統具有節約成本，高效管理，抄表精確，方便用戶等優點。準確的電能計量是電力企業經營管理的基礎核心工作之一，全面推行無人智能抄表系統。從而提升企業的營銷管理水平。