利用現有技術提高用電信息采集成功率

李東升，杜 青

（六安供電公司，安徽 六安 237000）

1 用電采集系統建設現狀

現在各地用電采集系統的建設正在如火如荼的進行之中，一般遵循著“開發一批，建設一批，應用一批”的原則，各地都在摸索中前進。但在系統建設中，各種問題接踵而至，用電信息采集系統本身就是智能化用電的基礎，用電信息采集的成功率就是基礎中的基礎，沒有滿意的采集成功率，想要實現“全覆蓋，全采集，全預付費”目標，只能是空談。而用電采集系統的采集對象絕大部分為低壓居民客戶，因此提高對低壓居民客戶的采集成功率也就成為了工作重點。用戶用電信息。當前，可供電力用戶用電信息采集系統開展數據傳輸的通信資源主要有以下3種：①電力系統自有的230 MHz無線專用數傳網；②公共營運商提供的GPRS/CDMA虛擬專用無線數據傳輸網絡；③電力公司自有的配電線路光纖專用通信網絡。表1是各種不同數傳通信方式的比較。

2 通信方式的選擇及提高采集成功率的措施

2.1 避免人為及設備因素

提高采集成功率可以通過加強電能采集裝置的檢測、規范設備安裝過程、盡量減少由采集裝置故障和接線錯誤等人為原因造成的成功率低下。這些因素是可以避免的，而且這些原因造成的采集失敗是非常不值得的。

2.2 遠程通信方式的選擇

遠程通信是指采集終端和系統主站之間的數據通信。通過遠程通信，系統主站與用戶側的采集終端設備間建立聯系，下達指令和參數信息，收集

表1 遠程信道分析比較

2.3 合理推廣EPON遠程通信建設

以前，用戶用電信息采集系統建設較普遍的采用的是GPRS/CDMA和230 MHz專網方式，但是這2種方式無法保證和滿足系統通信的可靠性和實時性，而且GPRS/CDM通信方式還需借助營運商的資源。將電力用戶的用電信息在運營商的網絡上進行承載，存在一定的安全隱患。因此，國家電網公司推廣的光纖組網方式相對于這2種方式無論是在保證系統通信的可靠性還是在滿足實時性和安全性要求的方面都是最合適的。而由于用電用戶處于電網的最末端，全面采用點對點的光纖模式成本過高，因此，為節約投資成本，采用EPON技術作為用戶用電信息采集系統遠程傳輸通信方式十分合適。圖1為EPON無源光網絡組網方式圖。

圖1 EPON無源光網絡組網方式

這3種通信技術方式均是當前建設電力用戶用電信息采集系統的寶貴資源，在建設過程中，應該在有條件的前提下，根據實際情況，按優選原則采納其中1種或同時采納2種、3種模式，綜合利用，相互彌補，共同完成電力用戶用電信息采集全覆蓋的任務。

3 本地通信方式的選擇

目前，電力用電信息采集建設本地組網方式主要是電力線載波和RS485總線結合的典型組網方式。即“集中器—載波電能表”方式，就是集中器通過電力線載波直接與具有載波通信功能的電能表通信?！凹衅鳌杉鳌娔鼙怼狈绞绞羌衅魍ㄟ^電力線載波與采集器通信，采集器通過RS485總線與485電能表通信。

但是，不管是什么方式的組網都需要根據現場環境、應用需求選擇合理經濟的本地通信方式。下面分別探討3種不同的本地通信方式。

3.1 窄帶載波通信

低壓寬帶載波通信技術指載波信號頻率范圍＞500 kHz，一般傳輸速率小于1 200 bps的低壓電力線載波通信，其技術特點是數據傳輸速率較低，半雙工輪詢機制通信，無需另外鋪設通信線路，安裝方便，可以方便地將電力通信網絡延伸到低壓用戶側，實現對用戶電能表數據的采集和控制，適應性好。但電力線存在信號衰減大、噪聲源多且干擾強、受負載特性影響大等問題，對通信的可靠性形成一定的技術障礙，具體應用時需要軟、硬件技術結合完成組網優化。

適用于電能表位置較分散、布線較困難、用電負載特性變化較小的臺區，例如：城鄉公變臺區供電區域、別墅區、城市公寓小區。

3.2 寬帶載波通信

低壓寬帶載波通信占用頻帶寬，數據傳輸速率高，數據容量大，雙向傳輸，無需另外鋪設通信線路，安裝方便，可以方便地將電力通信網絡延伸到低壓用戶側，實現對用戶電能表的數據采集和控制，適應性好，但存在高頻信號衰減較快的問題，在長距離通信中需要中繼組網解決傳輸。相對窄帶載波通信，寬帶載波安全性更好，通信可靠性更高，這種模式適合用戶電能表集中、數量不大的城市臺區，能夠通過網絡實現預付費功能。

3.3 無線組網通信

無線組網通信模式是無線集中器與無線采集器（無線通信電能表）之間的通信采集，這種方式不需拉專線，利用無線電波進行通信，每個采集器都可以作為路由，受環境影響一般小，性能穩定可靠，目前電力抄表普遍采用的是基于ZigBee無線技術的自組網無線網絡，但是此采集方式傳輸距離短，受地理位置影響較大且后期維護成本較高。

適用于用戶密度低，電能表安裝分散，對數據實時性要求不高情況下，特別是農村、城市邊緣、鄉鎮等地區。

4 典型案例分析

目前國內用電采集系統集中器上行通道方式基本穩定，為實現100%抄收率的要求，其主要技術難點在于如何合理選擇適合建設方案，下面就探討目前用電采集建設中普遍使用的3種建設方案。

4.1 合理布局

某臺變下掛200塊電能表，全部集中分別安裝電能表箱內，再分別在每個表箱安裝一個采集器與表箱內的電能表通過485線連接，這樣采集器就可以485線收取表箱內電能表數據，然后通過低壓采集器載波模塊通信集中數據傳輸。其優點是充分利用現場環境的優勢，借助485傳輸，大大縮短了低壓載波信道的傳輸距離，降低了信道要求，壓縮了載波通信節點數，不僅化解了組網的壓力，而且降低了系統造價。其組網示意圖如圖2所示。

4.2 合理選擇設備

圖2 集中器—采集器組網示意圖

低壓載波信號對動力設備的抗干擾能力較低，在某些公共場所動力設備用戶較多，如果把納入載波抄表信號中，所產生的干擾諧波就可以屏蔽相當范圍的載波通信，大大降低載波通信成功率，若剔除這些用戶，將無法實現臺區用戶100%數據采集。這種問題系統規劃時就應該準確定位，確定用戶用電性質?？蛇x擇采用帶有定時貯存凍結自動傳輸數據的載波電能表，避開高峰時段的載波信道數據傳輸，定時向集中器傳輸數據，這樣可大大降低信道壓力。其組網方式如圖3所示。

圖3集中器—載波表組網方式示意圖

4.3 有效解決采集“孤島”效應

由于目前載波通信物理層通信能力的匱乏，臺變邊緣用戶載波傳輸距離較遠與集中器無法載波通信時，就形成了通信意義上的“孤島”。這種情況可以通過增加集中器的方法或使用小無線公網的方式，來實現與“孤島”電能表的數據傳輸。雖然這種方案建設成本較高，但是加強工程管控，防止濫用現象出現，也可以很好的完成100%遠程采集抄收目標。

5 結束語

用電信息采集系統建設固然重要，日后的維護工作也不容忽視。龐大的設備數量需要大量的人力物力來維護，以保證整個系統的正常運行，總而言之，要結合現場實際情況，綜合利用各種通信方式的特點，選擇最為適宜的技術方案。用電信息采集系統的建設任重而道遠，一個健全可靠的用電采集系統將為智能化用電奠定堅實的基礎。

［1］ 劉振亞.智能電網技術[M].北京：中國電力出版社，2010：346-350.

［2］ Q/GDW 378.1—2009，電力用戶用電信息建設設計導則[S].

［3］ Q/GDW 374.1—2009，電力用戶用電信息采集系統技術規范[S].