淺析低壓電力線載波技術在遠程抄表系統應用中的問題及解決辦法

李強 尋之軍 何繼躍

中圖分類號：TN915.853 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2016）04-000-01

摘 要 隨著電力電子技術的不斷發展，低壓電力線載波技術在遠程抄表系統中得到廣泛應用。本文分析了遠程抄表系統的結構，對用電信息采集的現狀和常見的問題及解決辦法作了詳細探討。

關鍵詞 低壓電力線載波 抄表系統 用電信息采集

一、抄表系統結構

（一）抄表系統結構及其功能

用電信息采集系統根據部署位置分為主站系統、通信信道、采集設備三部分。

主站系統：它包括營銷系統服務器、采集系統前置服務器以及相關的網絡設備組成。它是整個系統的控制中心，可以獲取計量數據、電能質量數據和智能用電設備的信息交互等功能。

通信信道：實現各種數據和指令在電能表、集中器、主站之間互相傳遞的通道，分上行通信信道和下行通信信道。上行信道為主站系統與采集終端通信的通道，在電力系統中比較常用的方式包括有線光纖信道、無線GPRS/CDMA、230MHz無線電力專用信道等。下行通信信道為采集設備與計量設備通信的通道，其主要是利用電力線載波通信技術實現的。

采集設備：指安裝在用電現場的采集終端及計量設備，主要包括集中抄表終端、專變采集終端、普通電能表、帶載波模塊的電能表、以及計量和監測設備等。

（二）電力線載波通信技術介紹

電力線載波通信按電壓分類可分低壓電力線載波和高壓電力線載波，利用模擬信號或者數字信號的技術，在可靠的電力線上來實現數據的高速傳輸。目前電力線載波通信比較常用的有：普通電力線載波、窄帶通信方式、擴頻通信方式等。而窄帶通信方式作為低壓抄表系統最為常用的方式，其主要特點有較強的抗干擾和系統可靠性。載波信號頻率通信范圍在低壓電力線載波抄表規范中規定為3kHz～500kHz。電力載波通信的最大特點是不需要重新架設網絡，利用現有的電力線路實現數據傳遞。

二、用電信息采集的現狀和常見的問題及解決辦法

（一）主站系統

在電力設備不斷更新后，相應的用電信息采集平臺不斷升級，抄表系統平臺建設也達到了新的高度，實現了省、市、縣各級數據的及時傳遞和指令的互交。整個平臺建設相對比較完整，但也存在一定的缺陷，在信息安全方面還不夠完善，目前無法實現每家每戶通過互聯網來讀取用戶自己每月用電量情況。電力公司現有網絡的用電信息與互聯網的銜接還有一段距離，在不久的將來通過采用更為先進的網絡安全技術還是能夠實現的，將給廣大客戶在用電、交費和信息共享等方面帶來更加便捷的服務。

（二）通信方式

目前GPRS無線通信技術已經廣泛用于電力公司用電信息采集。所以在整個抄表系統中問題較大的地方在于電力線載波通信，其電力線載波通信存在以下主要缺點：

1.配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用，所以電力載波信號只能在一臺配電變壓器所屬區域內傳送，這就要求集中器安裝時，每個臺區至少要安裝一臺集中器設備。但目前已經有較為先進技術，能夠克服變壓器的阻隔來實現通信，即可以在配電變壓器的低壓側安裝一個數字中繼器，將該變壓器一側所連接范圍內的用戶數據進行解調集中，再將數據通過載波調制轉發到變壓器另一側的中壓線路上進行傳輸，使信號順利通過變壓器。

2.存在各種噪聲和脈沖的干擾。如電力線駐波、諧振產生的窄帶噪聲，雷電、線路中的電器設備突然開關、線路造成短路而引起的突發性脈沖等。

3.電力線對載波信號造成衰減。其主要原因有通信距離、載波頻率、線路負載等。

電力線載波技術不斷改進，國內外的相關載波設備的可靠性及抗干擾能力也不斷地提高，為電力線載波通信方式在電力行業的普及建立更好的環境。

通過對運行過程中的相關采集設備跟蹤調查，發現很多問題。在有些小區，載波效果不好的配電臺區，對于部分載波噪聲大的低壓配電臺區，下行通訊不易應用載波技術，而選用微功率無線抄表的下行通訊方式，采用400MHz～500MHz小無線通訊模塊與集中器之間進行通訊，達到數據采集的目的。在市區樓房密集的小區應用效果比較好，表計小通訊模塊之間相互中繼，電波可以穿透三層樓板通訊，地理位置臨近的幾個臺區可用一個集中器實現數據抄讀，相比載波方式可以節省集中器，支持PDA掌機在小區內抄表，北京電力公司及南方電網有大量的應用，與載波方式可以互補。

（三）采集設備

采集設備在用電信息采集過程中起到非常重要的作用。因電力電子設備的不斷更新換代，所以相關設備也不斷地升級變換，為采集系統帶來更快捷、更方便、更高效的好處，同時也造成了在整個系統平臺建設中出現設備型號、廠家、采集方式有所差異。在抄表的過程中因這些差異，帶來的問題是有些集中器在讀取不同廠家的電能表出現數據錯誤，大大地降低了抄表的成功率。要求廠家生產的載波模塊的相關參數和標準統一化，在設備安裝時也盡量采用同一廠家生產的，方便后期的維護和升級。集中軟件參數設置不合理，在特殊的地區無法正常的使用，使部分電能表數據漏抄，對此情況通過優化集中軟件參數合理設置解決。

三、結語

隨著電力電子技術的不斷發展，低壓電力線載波技術應用于電力行業也在改進，為今后用電信息采集的發展創造更為寬廣的舞臺。

參考文獻：

[1] 曹敏，李波，畢志周等.低壓電力線載波通信性能測試方法研究[J].電測與儀表，2012.49.