基于用電信息采集系統的四表合一技術方案

榮旭東　高偉　傅維柱　張蓓

摘 要：“四表合一”作為國家電網建設的重點工程，實現對電、水、氣、熱四表數據的集中自動采集，能夠有效的提高人民的生活水平。而四表合一技術方案設計的是否合理，對四表合一建設的開展有著重要的技術支持作用。為此，技術研究人員以用電信息采集系統基礎上，結合四表合一數據采集理論與實踐內容，通過對用電信息采集系統改造，完成技術方案的確定，為四表合一建設的開展提供幫助。

關鍵詞：四表合一 用電信息采集系統 通信系統 技術方案

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（b）-0010-02

隨著我國信息化社會建設工作的不斷推進，電網建設中的“電、水、氣、熱”四表合一技術的推進，有力的促進了我國社會信息化水平提升。在四表合一模式中，用電信息采集系統發揮著重要的管理作用。這主要是因為四表數據采集過程，主要就是通過日常用戶用電信息采集系統完成。為此電網供電技術人員基于用電采集系統基礎，開展了四表合一技術方案的研究，為四表數據采集提供技術化支持。這一研究的開展，可以很好地為四表合一技術發展提供有效技術支持。

1 四表合一主要技術方案組成內容分析

四表合一建設過程中，其主要技術方案組成包括了用電信息采集系統建構建設與通信系統建設，兩個主要技術內容。在四表合一建設中，這兩項技術內容主要發揮出以下作用。（1）采集系統架構建設。在四表合一建設中，數據采集工作的基礎是用電信息采集系統。所以建設方案必須以用電信息采集系統為架構基礎，開展數據采集機構的建設工作。（2）通信系統建設。四表合一建設中，各系統間的數據采集過程，需要通過良好的數據信息通信系統進行連接。所以四表合一技術方案中，通信系統建設的是其重要的方案內容。下面筆者分別針對這兩項技術因素內容，開展技術研究工作。

2 用電信息采集系統主要架構分析

在四表合一技術方案設計過程中，對于用電信息采集系統設計者應秉持以下兩個原則：一是不影響系統原始功能的應用，二是充分共享采集系統設備資源。在當前的用電信息采集系統中，其主要結構包括系統主站層、遠程通信層、采集終端層、本地通信層、電能表層5個主要結構組成。在設計方案中為了實現以上兩個原則，同時為了滿足本地通信信道復雜性與四表合一后采集系統的多樣化需求，技術人員采用了以下技術措施。一是將四表合一技術安裝在采集終端層以下，確保采集工作順利完成。二是以集約化原則為設計基礎理念，將采集終端及以上架構中，實現多種數據采集通信過程的完全融合，實現用電采集系統對多種數據傳輸、收集等工作的整體實現。

3 采集系統通信系統分析

為了實現四表合一的數據采集功能，采集系統中的通信功能就變得較為重要了。各系統間與數據采集后，各類數據信息的通信是否通暢，對于四表合一建設的質量起到了良好的通信支持作用。在當前的四表合一建設中，其主要的通信技術模式包括了以下5種類型。（1）M-BUS通信系統。這一通信系統是通過主機控制，由從機與兩條通信電纜組成。在實際通信中，各臺從機間的信息交換過程，需要通過主機交換完成。在實際的通信過程中，這一技術具有可以實現水、氣、熱表的供電功能。但是由于其采用有線通信方式，其布線過程與維修過程會較為復雜。（2）RS-485通信系統。這一系統的連接方式與M-BUS通信系統較為相似，但是其數據傳輸速率可以更好的滿足系統通信功能，同時覆蓋距離也高于M-BUS通信系統。但是由于其不能為其他數據采集提供能源，使得其他系統必須單獨連接電源線。（3）微功率無線通信系統。這一技術主要是在四表合一通信系統中，采用發射功率低于50 mW，通信頻段470～510 MHz內的無線通信技術。這一技術在實際的應用中具有網絡建設簡單，通信速率快的優勢。但是也存在通信范圍小，易受到電磁干擾影響通信質量的問題。（4）無線公網通信系統。這一系統主要使用公共網絡，采用分組無線通信技術建設的通信網絡。在實際的使用中，這一通信技術具有覆蓋范圍大、通信速率高以及環境適應性強的優勢。但是也存在設備建設與運營成本高的特點。同時在運營商未覆蓋區域，難以進行通信工作。（5）電力線載波通信系統。這一系統主要是通過工頻電力線，建設的通信系統。由于當前電力企業用電信息采集系統的通信過程中，大部分都采用了這一通信模式，所以在四表合一中這一通信模式的采用可以很好地降低建設與運行成本。但是由于通信過程中包括了燃氣系統通信結構，所以電力線系統的加入降低了通信安全性。同時電力系統的電磁干擾，也會嚴重影響通信的穩定。

4 四表合一技術方案分析

在實際的四表合一技術改造過程中，較為常見的技術方案包括了升級無線模塊、更換雙模模塊以及增加通信接口轉換器三種方案。首先在升級無線模塊技術方案中，其適用的安裝環境包括了以下兩種情況。一種是微功率無線電能表與微功率無線水氣熱表的配合使用，同時電能表與水氣熱表間距較小的環境。另一種是采用RS-485通信系統的電能表與無線水氣熱表、1型無線數據采集器配合使用，同時采集器與水氣熱表距離較近的環境。雖然這一方案可以在無線網絡支持下完成四表同步數據采集與發送，但是由于無線網無法對水氣熱表進行遠程處理，必須使用喚醒方式進行人為處理。其次在更換雙模模塊技術方案中，其適用的安裝環境包括了以下兩種情況。一種是載波電能表與無線水氣熱表配合使用，同時電能表與水氣熱表距離較小的環境。另一種為使用RS-485通信系統的電能表與無線水氣熱表、1型載波采集器配合使用，同時采集器與水氣熱表距離較小的環境。最后在增加通信接口轉換器技術方案中，其適用的環境為使用RS-485通信系統電能表與使用M-BUS或微功率無線通信系統的水氣熱表配合使用，且電能表與水氣熱表距離較大的環境中。與以上兩種技術方案相比較，這一方案受到的環境制約較小，更適合復雜環境下的四表合一建設。但是其技術連接內容更多，技術成本也較高。

總之，四表合一建設是當前電網服務建設的重要技術內容，也是服務型社會對于國家社會服務提出的主要要求。為此技術人員在用電采集系統基礎上，結合采集通信技術特點開展了四表合一技術方案實踐研究，通過方案分析為四表合一建設提供理論支持。

參考文獻

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