淺談電能表遠程抄表系統通信方式的設計

諶 珺（國網四川省電力公司自貢供電公司，四川 自貢 643000）

淺談電能表遠程抄表系統通信方式的設計

諶 珺
（國網四川省電力公司自貢供電公司，四川 自貢 643000）

摘 要：本文介紹了電能表遠程抄表系統和抄表方式，以及抄表系統的通信方式和基于GPRS的遠程抄表系統和通信方案設計。

關鍵詞：遠程抄表；自動化管理；電力系統通信方式

隨著人們生活水平的提高，電網結構更加復雜，電網負荷也更加嚴重，傳統的人工對電量采集和計費已經不能滿足電力發展的需要，急切需要電力系統的的現代化管理來打破傳統方式的局限性。因此，通過建立遠程抄表系統，運用先進的計算機通信技術對用戶實施電能消費情況的遠程監控，及時的進行電量采集和相關數據的傳輸處理，為電力系統管理水平的提高提供了數據基礎，推動了電力企業的發展。

一、電能表遠程抄表系統和抄表方式

1 抄表方式。目前，我國使用的抄表方式根據各地域經濟發展水平的不同大致分為人工抄表、掌上抄表、IC卡抄表和無線抄表等多種方式。①人工抄表，在經濟發展相對落后的地區，都是采用傳統的電能計量管理辦法，都是采用人工抄表。每月由電力管理部門派專人到電能表安裝的各個用戶，上門進行數據讀取和抄錄，然后對數據進行統計和收費。②IC卡抄表，IC卡電表是現在比較普及的電表，是以IC卡作為介質傳輸電能數據，通過在電表中加裝負荷控制模塊來實現電量統計和結算的智能型電表。IC卡電表可以自動查詢數據，不需要人工抄表和收費，降低了電力相關部門的管理成本，提高了經濟效益。③電力載波自動抄表系統，該系統是利用電力線路作為通信媒介，由專門的采集端對電能表數據進行采集編碼，然后通過電線傳送，在接收端將數據信號還原。這種方式充分利用了現有的電力網絡，操作簡單，成本也比較低，覆蓋范圍大，與電網的覆蓋率相同，可以遍布全國各地。④掌上抄表系統，該系統采用藍牙技術對電表數據進行讀取，并能夠進行送電和斷電的控制，它由掌上抄表器、廣電采集器和管理計算機三部分組成。但這種抄表系統成本比較高，不利于推廣。⑤遠程抄表系統，該系統是利用電子和傳感技術，通過對傳統的水、電、氣表進行改進，作為遠傳表，把傳感器傳出的數據轉換成數字信號發送到采集器，最后通過網絡上傳統計，完成自動抄收。

2 遠程抄表系統的定義。遠程抄表也叫自動抄表，原理是通過對計算機網絡、微電子和傳感技術的讀取和處理數據能力，把居民的水、電、氣信息進行綜合處理的系統。這種系統的開發運用，使得水、電、氣企業解決了上門抄表收費的麻煩，不僅節省了人力，節約了時間，還滿足了現代用戶的實際需求，方便了用戶的繳費。

3 遠程抄表系統的結構和工作流程。遠程抄表系統的總體結構由四部分構成，分別是系統主站、集中器、采集終端和客戶電子脈沖電表。①系統主站，是電能表遠程抄表系統的核心，它通過不同的通信方式獲取電力客戶的用戶信息，電量負荷等數據信息，然后對信息進行處理，根據需求進行數據統計和電費計算，同時連接銀行結算系統，實現用戶通過銀行自助繳費。②采集終端作為低端設備，主要負責對用戶的電表數據進行采集和存儲，當集中器需要這些數據時就會將相關數據發給集中器。③集中器，集中器是電能表遠程抄表系統的重要組成部分，是系統通信的紐帶，起著關鍵作用。4客戶電子脈沖表，該部分主要負責提供標準寬度的脈沖信號。遠程抄表系統的工作流程主要是由安裝在客戶端的電能表根據相關脈沖信號來對用電情況進行記錄，然后采集器和數據集中器對電能數據進行采集和處理，再通過相關通信通道傳輸到系統主站。具體的工作流程如圖1所示。由圖1可以看出，數據傳輸由客戶電表到電力管理部門的系統主站的整個過程都運用到通信技術，所以，要選擇高質量、抗干擾能力強的通信技術才能有效完成電力管理部門的電能的遠程系統管理。

二、電能表遠程抄表系統通信方式

1 通常情況下，大多數遠程抄表系統采用分布式結構。這種結構由上下兩層構成。上層系統主站與集中器之間的通信網采用的是星形結構，下層的采集器與集中器之間的通信通道采用的是總線型結構。這種結構模式的形成是與我國的電網發展實際國情相關的。由于我國的電網覆蓋面積大，組網的結構比較復雜，電網線路遇到的各種干擾比較多而且抗阻變化大，這就對電力線路的通信傳輸提出了更高的要求。同時也是對電能表遠程抄表系統的安全便捷與可靠性方面的更高要求。

2 上層通信方案和底層通信方式。由于在電能表遠程抄表系統中，上層通信大多采用的是星形結構，這種結構由一個中心和分別與中心相連的節點組成，上層通信在遠程抄表系統中是以供電管理部門的系統主站為中心、以分散在各個變電區域的集中器為節點二形成的一對多的星形結構。它的優點是結構簡單方便管理和控制，容易建立網絡，信息相對精確方便程序集中開發和實現資源共享。底層通信一般是集中器和采集終端之間的通信，所以傳輸距離比較短可以采用總線型的通信方式。在這種方式下所以的節點公用一條數據通道，各個節點可以相互連通，當某一個節點發生故障時，不會對整個網絡產生影響。

圖1遠程抄表系統的工作流程

三、基于GPRS的遠程抄表系統和通信方案設計

該系統主要由系統主站、集中器和采集終端三部分構成，從而做到對數據的采集、通信、接收和處理，該系統的下層由采集器對采集終端的數據進行采集和處理，上層通信采用GPRS技術，由主站進行數據的收集和統計。

1 底層通信方式。該系統的底層通信方式采用RS-485專線方式實現采集終端與集中器的通信，這種方式可以增加節點數，增強了系統的抗干擾能力，提高了性能也保證了信號的穩定。

2 上層通信方式。由集中器將打包好的數據發送給系統主站的通信方式采用GPRS無線傳輸的方式。主要是通過集中器安裝相關的GPRS模塊，使無線數據通信模塊來實現和系統主站之間的傳輸。這種方式具有很長久的持續性，數據的存儲速度和下載速度也比較快。

結語

隨著電力現代化的向前發展，電能遠程抄表系統不僅要滿足用戶使用的方便和快捷，實現遠程自動讀取電表數據和通過銀行自助繳費，還要能夠根據電力基礎數據對區域用電情況進行整體分析，進一步推動電力管理的現代化。

參考文獻

[1]胡云.幾種電能表遠程抄表系統的分析與比較[J].低壓電器，2011（09）.

中圖分類號：TM933

文獻標識碼：A