淺談電力系統遠程抄表系統設計

雷勇剛

(國網四川省樂山供電公司,四川樂山 614000)

淺談電力系統遠程抄表系統設計

雷勇剛

(國網四川省樂山供電公司,四川樂山 614000)

本次研究以遠程抄表的功能入手,進而展開對遠程抄表的應用重要性、自動抄表系統特征以及遠程抄表系統應用前景的詳細闡述。

遠程抄表 GPRS應用 特征 設計 優化

1 引言

電力科技的時代性進步和信息科學的發展，把我國的電力科技引入了網絡時代。遠程抄表，就是利用計算機及其其他的通訊技術手段，遠程實時采集用戶用電信息，測量以及監測用戶用電情況。遠程抄表改變傳統的人工抄表模式，較人工抄表而言，其效率更高，更為確定，在一定的程度上推進電能管理現代化發展的進程，因此以GPRS為代表的遠程抄表方式將會是電力系統發展的方向，那么遠程抄表的特征以及應用前景如何呢？

2 GPRS通信技術的發展

從2002年至今，主流模式是數碼表。完善集中抄表系統主要有幾大難點：設計時無統一標準，基本都是各自為政，使產品的普及存在難度;調試時只靠人為的標識來區別線路，施工中輕易造成混亂;系統開發商和廠家脫節。由于表的供給商和系統的供給商分離，現階段對于表具沒有統一的標準可以遵循，系統的質量和表具的質量都是良莠不齊，經常出現互相扯皮的現象，影響用戶最后的使用;由于系統環節繁多，導致系統出問題的點比較多，又由于采用集中采集的特點一個地方出現問題可能會導致一大片出問題，因此問題很多。

無線通信領域各種技術的互補性13趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍，不同的適用區域，不同的技術特點，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可實現互補效應。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求，WLAN可解決中距離的較高速數據接入，而UWB可實現近距離的超高速無線接入。

寬帶化、核心網絡綜合化，接入網絡多樣化，信息個人化，移動智能網技術與IP技術的組合將進一步推動遠程抄表系統通信的趨勢。

3 遠程抄表的方法

(1)傳統方式。傳統的電力遠程抄表面臨問題，目前我國普遍采用水表、氣表、電表人工入戶抄表收費方式，這樣給用戶及抄表人員都帶來很多麻煩。隨著科技的發展，特別是智能小區、高層住宅小區的出現，傳統的抄表方式已經不能滿足居民的要求。為了有效解決入戶抄表收費存在的諸多弊端，提高工作效率，自動抄表系統將是最好的解決方案。而基于無線傳輸的抄表終端由于有不用布線的優勢，自然又成為其中的優選。(2)無線抄表方式。實現電量的自動抄表、定時上報、實時查詢等;抄表數據的統計、查詢、備份、報表、圖表生成;電表異常實時報警;設置電能表的參數，讀取各種計量和管理數據;掉電數據保存;瞬時量數據的綜合處理;電量查詢和電量分析;歷史數據事件記錄功能;廠站管理;根據線路上的表計關系計算線路損耗等功能。(3)一種電力載波遠程抄表方法。首先從用戶端的電表上讀取用電量數據，將該數據通過異步串口通信協議送到集中器進行編碼;將編碼后的信息，進行擴頻、三態200μs脈沖位置調制和電流放大，經電力線耦合單元發送到遠程電表;遠程電表把接收到的信息通過電力線耦合下來，經預處理、三態200μs脈沖位置解調，根據解調信息對照碼書進行查找，把解調的信息轉換成700進制數據，然后把700進制數據轉換成十進制數據，來讀取用電量。(4)CX800手持終端智能電表抄表方式。目前已經應用于湖北，福建多家電力局。CX800為電力抄表量身打造，全面淘汰老一代抄表機。(5)GPRS遠程抄表系統。簡單說就是把手機卡放到電表里，手機卡上網后把電表數據傳道指定的IP地址的服務器上。硬件你至少得會使用一種GPRS模塊，會使用一種單片機，軟件要了解這個系統的原理，需要會C或C++語言等。

4 GPRS抄表系統的特征

目前，我國常用的自動抄表系統特征可以從以下幾個部分來體現：通訊系統、前端采集系統以及數據處理系統。(1)實時性強。由于GPRS具有實時特性，可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求;(2)可對電表設備進行遠程控制。通過GPRS雙向系統還可實現對電表設備進行參數調整、開關等遠程操作;(3)建設成本少低。由于采用GPRS的無線公網平臺，只需安裝設備，無需專門布線;(4)集抄范圍廣。GPRS覆蓋范圍廣，在無線GSM/GPRS網絡的覆蓋范圍之內，都可以完成對集抄的控制和治理;(5)數據傳送速率高。GPRS網絡實際數據傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統數據傳輸速率的需求;(6)通信費用低。采用包月計費方式，運營成本低。

5 GPRS的抄表系統網絡架構及優缺點

所釆用的技術方案是，首先從用戶端的 電表上讀取用電量數據，將該數據通過異步串口通信協議送到集中器進行編碼;將編碼后的信息，進行擴頻、三態200^13脈沖位置調制和電流放大，經 電力線耦合單元發送到遠程電表;遠程電表把接收到的信息通過電力線耦合 下來，經預處理、三態200^is脈沖位置解調，根據解調信息對照碼書進行查 找，把解調的信息轉換成700進制數據，然后把700進制數據轉換成十進制 數據，來讀取用電量。

該系統的缺陷是不穩定、可靠度沒有達到100%。抄數準確率不是最高，存在微小的誤差。儀器、儀表分布點多面廣，其遠程抄表大多仍沿用有線傳輸方式，線路維護量很大。應該完善如下功能，如告警：開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過載告警等控制：對欠費用戶進行拉閘等。并提供停電數據保護功能，在停電48--72小時內仍可抄表和監控。

更為先進的LonWorks技術是目前世界上應用最廣泛的現場總線控制技術，在工業、樓宇、能源等自動化領域得到廣泛的應用。用LonWorks技術來組成家庭的智能遠程抄表系統，具有組網靈活、開放性好、易于擴展。系統采用現場總線、LonWorks核心技術，靈活的網絡結構簡化了系統的布線，將脈沖信號直接與單片機I/O口連接，采用終端方式計數，提高可靠性和準確性;將Neuron芯片只做通信處理器實現與LON通信，緩解CPU工作。這些實質上也是一種遠程抄表系統的新的應用。

6 遠程抄表系統應用前景

目前用的最多的方式是 電能表←(485通信)→采集器←(電力線載波通信) →集中器←(GPRS無線通信) →用電管理系統。遠程抄表系統的發展前景仍將是延續智能化。

雷勇剛(1970一),男,樂山嘉能佳電力抄表有限公司總經理,工程師,研究方向：工程管理、智能電網技術、工程概預算。