低壓電力載波技術研究及在抄表系統中的運用探析

摘 要：電力事業的迅猛發展促使“一表一戶”得以快速普及，雖然絕大多數地方不再受用電限制，但也致使手工抄表這一傳統方式逐漸被先進的自動抄表系統而取代。其中低壓電力載波通信覆蓋面廣、時變性強、可靠性好、較為經濟，若將其應用于抄表系統中可獲取可觀的綜合效益。對此，本文基于對低壓電力載波技術的研究，就其在抄表系統中的運用進行了探析。

關鍵詞：低壓電力載波技術；抄表系統；運用

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 02-0000-01

基于低壓電力載波技術的抄表系統已在世界范圍內得到了較為廣泛的應用，其中歐美國家早已廣泛普及，而這與其消除估抄、避免漏抄、根治錯鈔、提高效率、節約成本等優勢密切相關，足見其效用可觀，前景廣闊。故希望通過探析低壓電力載波技術發展現狀和在抄表系統中的應用，對其進一步發展有所幫助，進而加快其在我國推廣的進程。

一、低壓電力載波技術研究

低壓電力載波技術簡稱PLC，是指先借助專門的調制調解器調制信號，然后將其加載至現有的電力線中，進而實現正常的通信傳輸[1]。

對于低壓配電網而言，PLC通常具有下述特點：時變性強，由于低壓電力線易受電容和電感分布影響，故存在負荷時，其是一根分布不均勻的傳輸線，此時性質不同的電力負載可能在配電網中的任一位置發生隨機斷開或投入，致使信道的時變性增強；頻率選擇性強，正是由于低壓配電網負荷特性復雜，噪聲強而多，負載變化大，致使信號因出現諧振、駐波、反射等而衰減，造成信道頻率選擇性很強[2]；此外較強的噪音干擾、脈沖干擾等在不同程度上影響了通信質量。

但隨著計算機控制、數字信號處理、擴頻通信等先進技術的誕生，帶動了通信信道建模、特性分析、關鍵調制技術、載波芯片等的研發和應用。

二、低壓電力載波技術在抄表系統中的運用探析

（一）基于PLC抄表系統的顯著優勢

一是明顯改善了抄表作業管理績效，如避免了諸多自然、人為因素干擾，一改以往抄表不到位的情況；可實現對每個用戶表的自動搜索，很大程度上規避了漏抄、錯戶、錯記等風險，且同步抄表方式不僅縮小了電量統計誤差，還縮短了抄表周期等；二是有助于社會效益的提高，基于PLC抄表系統，極大的便捷了對用戶檔案、用電類型、表底數據、電量計算、異常分析等信息的綜合利用，而且節約了大量的人力物力，既可以及時發現異常，解決問題，防止盜電，改善供電服務水平，也利于關系電、人情電等的杜絕，實現及時、準確回收電費。

（二）基于PLC抄表系統的實踐應用

目前我國抄表模式主要包括人工抄表、預付費抄表、IC卡、遠程自動抄表等，而PLC在遠程自動抄表系統中得到了較好的運用。所謂的自動抄表就是對電表、煤氣表、水表等計量表讀數進行自動化采集，一般是由四大部分構成的（總體結構如圖1所示，以電力抄表系統為例），其中電表這一計量裝置用于負責記錄用電信息，采集器用于同時與若干個用戶電表通信，并遵循上層命令采集、存儲、傳輸用電信息；集中器既要負責向采集器發送抄表指令，也要接收其所傳輸的信息，并將其存儲至指定位置，有時也要完成相應的指令操作；而數據中心則負責管理、控制整個系統，如實時或定時抄收用電信息、復核電量、計算電費、回收電費等。

雖然自動抄表的實現途徑有很多，如無線通信、專線通信等，但相比之下，基于PLC的自動抄表系統無需拉設專線便可實現大范圍的覆蓋，而且可靠性好，傳輸量大，費用較低，便于維護，其固有的缺陷也已得到了較大程度的緩解，故綜合效益良好，因此筆者經全面比較分析后，提出了如下設計方案（見圖2），即集中器和采集器均采用集成的電力線載波芯片，結合通用性強、數據量大、穩定可靠、接口為485的電表，然后借助RS-485總線將其連接用于讀取電表數據，在此基礎上經電力線載波芯片調制作用完成數據信號被加載至電力線的過程，使其沿之輸送至集中器，此時集中器便可對其進行調解操作，待其恢復至數字信號后經GPRS網絡被傳輸至數據中心，進而為其開展管理控制活動提供基礎數據[3]。該類抄表系統一般適用于電表分散嚴重、無需遠程送電、停電功能、月用電量較少等情況下的農村、鄉鎮等區域，而且其工作原理還可用于氣表、水表的抄收，或者對水、電、熱、氣四表進行集中抄收。

（三）PLC及抄表系統的發展方向

雖然PLC技術具有覆蓋面廣、連接便捷、經濟實用、無需重新布線等優越性，且為抄表系統功能和性能的完善注入了新的活力，甚至為數字社區、智能家庭的實現提供了可能，但脈沖干擾、噪音干擾、通信阻抗、信號衰減等問題尚未得到根治，故限制了PLC的進一步發展和應用，因此部分國家正加大研究力度，著力構建安全、可靠、高速、經濟的低壓電力載波技術系統。而我國應立足國情，將其研究重點放在技術標準、法律體系的構建，信道的分析和建模，關鍵技術的改進和創新，低耗、安全、高效電力載波模塊和芯片的研發[4]；而基于PLC的遠程抄表系統的自動化、智能化、數字化程度會不斷提高，且數據傳輸容量、速度和可靠性也會日益提高，從而進一步改善抄表作業的管理效益和社會效益，同時還可能會逐漸轉向面向負荷控制的集中抄表模式，與之相關的管理監控系統、智能家庭小區等也將會在PLC技術的不斷進步下變為現實。

三、結束語

總之，基于低壓電力載波技術的抄表系統具有顯著的使用效益和廣闊的發展前景，預計將來其會成為我國抄表方式的主流。但當前其在國內的推廣普及還面臨著重重障礙，這就要求我們對低壓電力載波技術和其應用現狀進行分析，并強化理論研究和技術創新，以此推動其健康發展，進而提高抄表工作效率和效益。

參考文獻：

[1]韓建富.低壓電力載波技術及其在抄表系統中的應用[J].中國電力教育，2011（04）.

[2]王勒初.低壓電力載波技術在居民集中抄表系統中的應用[J].電子世界，2012（15）.

[作者簡介]郭淑貞（1978-），女，山東省梁山縣人，碩士，講師，主要研究方向：電力電子技術工程。

[基金項目]本文系湖南省教育廳課題基于電力載波的區域防盜報警系統研究項目。（項目編號：11C0868）。