影響用電信息采集成功率原因分析

楊曉芳

摘要：用電信息采集終端性能、現場環境、通訊基站、采集系統主站等因素都會影響用電信息采集成功率，結合實際情況詳細分析影響用電信息成功率的原因及可以采取的措施。用電信息采集成功率是衡量電力用戶用電信息采集系統建設的重要指標，是電力用戶用電信息采集系統亟待解決的問題。

關鍵詞：用電信息;采集系統;成功率;影響因素

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）33-0196-02

電力用戶用電信息采集系統作為堅強智能電網建設的重要內容，是保證智能電網建設有序推進的必然需求。通過電力用戶用電信息采集系統的建設可以實現對所有電力用戶和關口用電信息遠程采集的全面覆蓋、計量裝置實時在線監測，實現對用戶負荷、電量、電壓等重要信息的即時采集。在電力用戶用電信息采集系統的建設中也面臨著各種問題，比較復雜的問題是影響用電信息采集成功率的因素很多，用電信息采集終端性能、現場環境、通訊基站、采集系統主站性能等。本文主要詳細分析影響用電信息采集成功率的各種因素及可以采取的措施，為電力用戶用電信息采集系統建設提供一定的參考。

一、用電采集系統設備異常對采集成功率的影響

如圖1所示，用電采集設備大致分為集中器，采集器、專變終端等，這些設備采用的上行通訊方式一般為以太網、光纖、GPRS、短消息等方式，下行通訊方式為RS485、載波、微功率無線等。

不同設備供應商因為研發能力、器件成本、生產質檢等原因，造成在運行過程中采集通訊速度、頻率、負荷等方面差別較大，比如采集范圍、覆蓋用戶數量、發送接收功耗、抗干擾能力、通訊規約的兼容性、通訊模塊的互聯互通等等，這些因素都會對用電信息的采集成功率造成一定程度上的影響。

二、GPRS通信對采集成功率的影響

GPRS通訊因覆蓋面廣、接入方便、運行費用低等特點而成為電力用戶用電信息采集系統應用時的首選上行通道。但是在現場實際使用過程中經常遇到各種問題，導致主站無法與集抄設備進行正常通訊，從而影響采集成功率。問題主要概括有：無信號、信號弱、信號不穩定;信號較好但集抄設備不上線;集抄設備經常掉線。現針對這三個問題具體分析：

1.無信號、信號弱、信號不穩定解決方案

表1 現場無線信號強度參考表

序號 地點 信號強度 信號衰減 CSQ

1 外部開放空間 -55～95dBm 30-9

2 狹窄樓道 -75～115dBm 15～20dB 19-0

3 地下室 -85～130dBm 20～35dB 14-0

注：在偏遠山區，地面2米以上和10米空中的信號強度可能會差別10～20dBm。

在箱變的集抄設備安裝時，受安裝位置影響，如果將集抄設備天線安裝在箱變內，會在一定程度上削弱GPRS 信號，部分信號不好的地區甚至根本無法通信。由于天線的問題造成信號不好，可以把天線拉出到箱變外，放在一個相對開放的空間。

檢查現場集抄設備天線、SIM、遠程通訊模塊是否完好，盡量避免因設備的損壞而造成的無信號、信號弱、信號不穩定的問題。

有部分變壓器或者變電柜安裝在的環境由于距離基站過遠或者周圍有大樓阻隔，形成了天然的信號壁障，會造成GPRS信號弱或者無信號，此時可以選用高增益天線、低衰減饋線等配屬設備，加強信號。

表2 常用的天線增益特性

名稱 天線增益

普通膠棒天線 -2～0dBi

普通吸盤天線 2～3dBi

定向/高增益天線 12～15dBi

表3 饋線衰減特性

饋線材料 900M頻段 1800M頻段

外徑3mm的射頻電纜 0.4dB/米 0.8dB/米

7mm或者更粗的射頻電纜的衰減率 0.15 dB/米 0.3dB/米

加裝無線信號放大器，增強設備所在空間信號。

運營商支持，優化區域信號。可以和運營商溝通進行網絡優化，比如可以建立直放站來減少弱信號區和盲區;還可以調整基站天線的安裝角度，使天線輻射方向圖的最大指向盡量覆蓋弱信號地區。另外，可以更換網絡運營商。

2.信號較好但集抄設備無法上線

由于通訊參數不正確造成集抄設備無法上線，可以在供貨前將正確的通訊參數提供給集抄設備廠家，要求廠家把通訊參數默認成實際的通訊參數。

由于SIM未開卡、停卡、未開通GPRS流量等原因造成集抄設備不上線，可以更換SIM卡，同時在網絡運營商提供SIM卡時，明確要求開通的功能，已確保SIM的正常使用。

主站資產信息與現場運行集抄設備不一致，造成現場集抄設備不能正常登錄主站。管理規范主站操作流程，避免此類情況的發生。

3.集抄設備經常掉線

心跳周期是維系采集主站和集抄設備在長時間無通訊狀態下保持鏈接的重要參數。地方不同，主站檢測在線狀態的模式不一致，再加上運營商和通信基站的不同，心跳周期長短也會不一致。如果心跳周期過長，超過主站或者運營商默認的周期就會造成遠程通信鏈接無法維護，集抄設備經常掉線;如果心跳周期過短，集抄設備頻繁發送心跳幀或登錄幀，會造成流量的浪費。具體設置多長的心跳周期，可以根據實際情況設置合適的心跳周期。

在部分地區，移動基站的蜂窩網絡由于各種原因部分網段受損，無法容納更多的用戶登錄，就會造成集抄設備長時間登錄不上主站。如果是由于基站容量不足導致的，需要運營商對該區域進行擴容處理。

國內GPRS網絡布局通常都是以省為單位來布網，而集抄設備一般采用專用SIM卡進行網絡注冊，這樣可能會導致出省后撥號失敗的情況。在兩省交界結合部，存在兩省基站信號重疊的狀況，集抄設備極易注冊到鄰近省份的基站而導致GPRS撥號失敗，即邊界信號漫游。對于這種情況可要求網絡運營商把當前用戶SIM卡網絡注冊漫游功能禁止掉，這樣就不會在跨省交界處出現網絡注冊漫游問題。加裝無線信號放大器，邊界漫游與信號不穩定有關，由于信號弱造成頻繁的基站登陸切換，導致漫游發生。

三、載波通訊采集成功率的影響

國網公司從2009年開始在全國推廣載波通訊以來，載波抄表已經可以算是一種比較成熟的通訊技術，這種技術的優點是成本低、覆蓋范圍廣、安裝簡單，只要有電力線的地方，理論上來講就可以進行載波通訊。但是缺點也同樣明顯，抗干擾能力差。

載波路由模塊的發送功率和通訊速率直接決定了這種通訊模式的覆蓋范圍，覆蓋范圍在120米到5公里不等的通訊半徑，可覆蓋用戶數量為1000～2040戶不等。

（1）空調、大功率的電磁爐、粉碎機、攪拌機等大型設備在使用過程中產生的震動、噪音是對載波通訊的最直接也是危害最大的干擾，直接削弱載波信號或者破壞載波節點網絡。對此可以加裝濾波器或者將電表安裝到稍遠一些的距離，另外可以考慮設置集抄設備時段抄表，避開干擾源的工作時間。

（2）對部分載波方案來講載波路由模塊與0級節點的距離不能過大，否則無法完成組網抄表，可以在線路上加裝中繼器用來中繼傳輸載波信號，以保證載波信號的品質延長載波傳輸的距離。

（3）部分地方在現場采用的是載波方案混裝模式，比如只是采用同一種載波頻率，使用不同載波廠家的載波方案，不同廠家的載波方案由于產品質量、通訊速率、應答時間、在極端環境下的適應能力等方面不盡相同，導致在現場配合方面存在一定問題，致使采集成功率較低，調整載波發送速率，取得一個合適的平衡點，以適應混裝的情況。

（4）載波信號竄臺、相同載波方案由于距離過近導致互相之間的信號干擾，導致無法抄到相應的用電信息，在臺區與臺區之間加強隔離措施，或者在相鄰臺區采用不同頻率的載波方案，以降低載波信號相互之間的干擾。

（5）現場由于零線虛接、短路、斷路等原因導致載波回路不完整，臺區無法抄表，檢查臺區線路，確保線路完好。

（6）載波路由模塊節點丟失或者數據傳輸有誤造成采集抄到率低，聯系載波模塊廠家，加強技術改進。

四、其他因素對采集設備造成的影響

還有一些其他外部因素也會對采集成功率造成一定程度的影響：

（1）在過高或者過低的溫度環境下長時間運行會對采集設備的性能、壽命造成影響，甚至設備損壞。

（2）雷擊造成的采集設備和通信設備損壞，主要是加強變壓器附近的避雷措施。

（3）主站前置機容量不足、處理速度慢等原因，導致主站不能夠及時采集或者處理采集回來的數據，致使采集成功率降低。

（4）由于相同的采集設備資產信息沖突，使采集設備無法正常登陸主站，導致采集成功率降低。

（5）SG186營銷系統與采集系統主站之間的數據交互，用戶用電信息的匹配等會影響臺區檔案的建立，如果出現錯誤的用戶信息會降低采集成功率，直至影響到最后電量的發行和電費的收繳，導致用戶和供電公司之間產生摩擦。要解決這一問題需要提升SG186系統和采集系統主站之間的無縫對接程度，避免出現錯誤的臺區信息。

五、結束語

如何提高用電信息采集成功率是目前電力行業進行智能化電網建設的一個難點，牽涉到的范圍廣、業務多。本文從采集終端性能、現場環境、通訊基站、采集系統主站等方面對影響用電信息采集成功率的因素進行了原因分析，并且結合了現場處理問題的經驗給出了一些改進方案和實施建議，希望對提高用電信息采集成功率和現場安裝調試集抄設備提供一定程度的參考價值。

參考文獻：

[1]Q/ GDW 1373-2013 電力用戶用電信息采集系統功能規范[S].

[2]張春明.影響電力用戶用電信息采集系統采集成功率原因分析[J].吉林省教育學院學報，2012，（11）.

[3]李靖波，劉曉忠.低壓電力用戶用電信息采集本地通信方式比較[J].電力系統通信，2010，（8）：61-65.

[4]YD/T 1214-2006 數字蜂窩移動通信網通用分組無線業務（GPRS）設備技術要求[S].

[5]何志偉，宋雪娜.低壓電力用戶遠程集中抄表系統通信信道技術淺析[J].電力標準化與技術經濟，2006，（2）.

（責任編輯：王祝萍）