關于微功率無線技術在臺區集抄系統中的應用技術報告

摘 要 本文主要研究微功率無線通信應用現有電力線載波同頻干擾臺區，在運行環境、試點建設等方面開展工作，通過系統化的研究和測試驗證，掌握六安地區電力載波同頻干擾及其他影響集抄因素的特性，解決當前面臨問題的有效技術措施和管理方式。

關鍵詞 微功率無線通信 載波同頻干擾 智能用電

一、情況簡介與需求

用電信息采集業務采集成功率已上升為安徽省電力公司同業對標指標，抄收成功率、抄表實用化率等成為安徽省各市、縣供電公司考核評比的依據。目前，低壓電力線載波的運行環境的好壞，直接影響到用電信息采集系統的低壓集抄完成情況的好壞。國網六安市城郊供電公司采集系統低壓臺區運行仍有較大的提升空間，運維困難，用電信息采集系統涉及供電公司、表計及終端廠家、載波芯片及載波方案廠家等多家單位，且低壓電力線載波運行現場環境條件、現場施工質量、表計及終端產品質量、載波芯片及方案好壞等涉及后續運行維護的諸多方面。這些問題直接影響到六安市城郊供電公司采集系統采集數據的數量和質量。

二、系統功能分析

（一）系統組成

針對目前六安載波抄表項目中面臨的問題，在對各種抄表方案特點綜合分析的基礎上，擬采用“無線II型采集器+無線中繼器”方案。

（二）系統原理

遠程自動抄表系統由智能電能表（多個智能電能表需經RS-485總線連接II型采集器）、下行通信網、集中器、上行通信網和管理中心（或主站）組成。它們的功能分別是II型采集器采集數據或執行管理中心的指令；下行通信網傳輸采集數據或管理中心的指令；集中器匯集各II型采集器的采集數據或傳遞管理中心的指令，也是下行通信網與上行通信網的網關；上行通信網傳輸集中器數據組或管理中心的指令；管理中心（或主站）管理遠程自動抄表系統。遠程自動抄表系統的通信為半雙工傳輸方式，用一個信道交替傳輸指令或采集的信息。微功率無線抄表系統的上行通信是集中器通過公共/專業網與管理中心的服務器連接；下行通信是通過無線自組織網絡與II型采集器連接，無線自組網絡具有多路由、多跳能力，自組網重組網有時間快、魯棒性好、低能耗等優點。但是無線電信號易受氣候、其他信號或雜波的干擾，以及障礙物遮擋的影響。如果不采取適當措施也會影響傳輸速率、抄表率和實時性。集中器設在移動通信基站的無線電波覆蓋范圍內，同時要顧及與各II型采集器路由的可視性。如果某個II型采集器不能被鄰近II型采集器的無線電波覆蓋，那就需要在這個II型采集器和集中器之間安裝中繼器。

（三）主要功能

本系統需要解決的問題：第一，低壓配網環境復雜；第二，干擾大；第三，低壓電力線載波難以保證抄表的穩定性；第四，對于多臺變供電的用電環境，由于載波串擾，不宜實施載波抄收方案；第五，載波傳輸距離有限，需要通過中繼方式保證抄表覆蓋范圍；第六，對于農村、城鄉接合部等密度住宅不能做到全覆蓋；第七，低壓電力線窄帶載波速度慢；第八，實時性差；第九，無法滿足遠程預付費；第十，遠程拉合閘的需求不能滿足。

系統主要功能為將微功率無線通信應用現有電力線載波同頻干擾臺區，在運行環境、試點建設等方面開展工作，通過系統化的研究和測試驗證，掌握六安地區電力載波同頻干擾及其他影響集抄因素的特性，解決當前面臨問題的有效技術措施和管理方式，力爭試點臺區運行效果達到日抄讀成功率不低于99.9%，并開展智能用電新增業務承載應用測試，為六安地區智能用電和用電信息采集系統通信建設提供新的技術支撐點和指導性方案依據。

三、主要成果

（一）技術成果

第一，針對目前六安市城郊供電公司載波抄表項目中面臨的問題，在對各種抄表方案特點綜合分析的基礎上，擬采用“無線II型采集器+無線中繼器”方案。第二，對載波通信易受電網環境影響的特點，對電網環境進行技術改造，將微功率無線通信技術應用到現有載波環境中，既不浪費現有載波環境，又可以利用微功率無線技術彌補現有方案的不足，做到優勢互補，完美解決現有臺區環境問題對抄收的影響。第三，解決載波通信的不穩定性，某些時段載波抄收成功率低，其他時段抄收又恢復正常，載波抄收成功率低。載波通信是在電力供電線路上傳輸數據的通信方式，信息的傳輸載體為電力線，必然受到電力線環境因素的影響。因此，重點解決用電電器饋送到電力線噪聲信號較大時，會導致載波通信傳輸距離變短，嚴重時甚至可導致載波通信無法傳輸的問題。

（二）成果指標

第一，對載波環境進行最小的改動，不破壞現有的臺區環境，做到綠色安全，解決臺區動力設備及用電設備的同頻干擾，讓抄收不受影響，使臺區整體抄收率穩定。第二，突破載波線路環境限制，排除線路及表計歸屬問題帶來的抄收影響，保證電表基數比較大的臺區抄收效果，在規定時間內達到省網公司的要求。第三，臺區整體的遠程抄表成功率和效果明顯改善，且臺區整體成功率穩定在99.5%以上，一次采集成功率排除對象外的原因，本方案的一次成功率力爭做到100%。第四，臺區整體抄收不受到用電設備、同頻干擾的影響，抄收時效性和穩定性高。

四、未來展望

在此次獲得良好效果的基礎上，通過對微功率無線的應用，徹底解決國網六安市城郊供電公司載波抄表面臨的問題，提高整個六安市城郊供電公司無線通信水平，成為無線通信系統高成功率的保證。該項目在微功率無線組網技術及路由算法和物聯網的應用上實現了技術創新，經實驗應用具有明顯的社會、經濟效益和推廣應用前景。

（作者單位為安徽電力有限公司六安城郊供電公司）

[作者簡介：徐逸群（1986—），男，江蘇南通人，本科，工程師，主要研究方向：電力營銷，供電客戶服務。]