低壓用戶集中抄表系統及其采集研討

林小容

【摘 ?要】本文主要針對低壓用戶集中抄表系統及其采集進行了簡要研討，僅供參考。

【關鍵詞】低壓用戶;集中抄表系統;采集

低壓用戶集中抄表系統（以下簡稱低壓集抄）是綜合現代電子、計算機、通信網絡技術的信息自動化系統，系統通過對遠方居民計量表計數據準確、可靠、完整、及時采集和統計分析，能夠快速、全面地反映低壓用戶電量使用情況，為電力營銷服務提供可靠技術保證。實現低壓用戶電量自動及時抄讀分析，能夠提高用戶服務質量和計量自動化水平，有利于提高企業管理水平和管理效率，有利于降低低壓用戶供電線損，提高供電服務質量，也能夠較好地緩解目前減員增效與抄表到戶之間的矛盾。

1國外低壓集抄發展分析

1.1自動抄表（AMR）需求階段

由于國外電力體制的不同，國外的配電、售電公司一般對低壓集抄系統的建設積極性并不大，在智能電網的概念提出之前，國際上低壓集抄系統項目覆蓋率并不大，國際上多應用長壽命機械表，人工方式抄表。

歐美發達國家在20世紀80年代已開始對遠距離電能數據采集進行研究。日本當時已開始試用電力載波于遠程抄表;美國的配電線路載波遠程抄表系統已投入試運行。1982年法國EDF用EUR101系統實現對600個大用戶采集數據，英國的THORNEMI系統利用公用電話網實現了自動抄表，同年瑞士landis/GYR的SCTM規約用于瑞典的自動抄表，1985年日本九州電力公司試用配電載波于遠程讀表和負荷控制，西德、澳大利亞、美國等國家先后有AMR系統投入運行。20世紀80年代中期以來，美國在科羅拉多州丹佛市，一家公用事業企業（PublicServiceCo.）將77萬余臺電表和67萬余臺煤氣表實現了自動抄表，成為當時美國推廣應用量最大的一家公司;到了90年代以后，英國開發出低壓電力線載波通訊系統Powernet具有自動抄表功能;還有利用電力載波通訊與無線通訊結合所組成的系統，根據情況自動選擇通信方式的系統。目前東歐、非洲等低端市場由機械表逐步向電子表轉型，西歐、北美、澳洲等由電子表逐步向智能表轉型，歐洲逐步輪換為智能表。上行通信方面歐洲主要遵循IEC62056標準，下行通信方面主要采用MBUS總線、Zigbee、OFDM和載波方式。

國外低壓電力線載波集抄的最大項目為意大利國家電網公司ENEL組織進行的載波項目，ENEL公司從2003～2009年間把全國的3000萬只電表全部更換為載波智能電表，使用約30萬臺集中器，意大利全國共3個主站。到目前為止，數據采集完整率在92%左右，建設效果低于預期。德國PPC公司承建的BPL電力寬帶智能計量工程，運行于德國曼哈姆（Mannheim）10余年，現有用戶10萬戶。其余各地如Linz6.5萬戶，Hameln2.5萬戶，Dresden1.2萬戶等共40余萬戶。該通訊技術可應用于中、低壓電力輸送網，用戶設備面向的是基于IP的實時通訊Ethernet接口。

1.2智能計量（AMI）需求階段

在智能電網的概念推廣后，為實現分時電價、用戶雙向互動、用戶電網反向上網送電、推動新能源應用、電動汽車應用、需求響應、從用戶需求引導綠色用電、削峰填谷等應用，各國政府主導制定法規政策，強迫安裝智能電表，建設AMI系統。大多西歐國家已經決定在2020年之前使所有用戶用上智能電表。美國于2003年制定了相關規劃，要求實現AMI全面覆蓋，到2020年AMI技術的智能電能表將覆蓋80%的用戶。美國在2005年頒布“能源政策條例”（EPAct）明確列出“智能量測”，規定電力公司應能根據用戶的要求提供分時電價的服務。近年來，由于智能電網的發展，國際電力線載波通信標準進展很快，現已有西班牙PRIME標準、法國G3標準、ITUG.hem標準、IEEE1901.2標準。

2國內低壓集抄發展分析

國家電網公司低壓集抄系統已大規模投入應用，截止到2016年底，則基本實現全網1.7億低壓客戶低壓集抄“全覆蓋、全采集、全費控”的目標。從技術方面，國家電網統一了低壓集抄的技術規范，全網基本確定采用“主站-集中器-載波（無線）電表”、“主站-集中器-采集器-485電表”的傳統技術方案。隨著低壓集抄項目的推廣，為解決數據采集完整率不高的問題，近2年各地在逐步試點研究各類技術方案、或采取措施提高項目實施質量，比如，目前正在研究載波和低功率無線合并到一個模塊。目前，南方電網低壓集抄覆蓋率與國家電網相比差距較大。在技術上，低壓集抄系統的采集設備主要包括I型集中器、II型集中器、I型采集器和II型采集器。集中器的遠程通信方式主要包括GPRS、CDMA、TD-LTE、以太網等。本地數據傳輸方式主要包括485總線、載波、微功率無線、雙模（載波+無線）等。遠程通信的可靠性和成功率較本地通信高。

3低壓集抄現場采集方案

3.1II型集中器方案

II型集中器方案指集中器與電能表之間通過RS-485線方式通信，適用于電能表位置集中區域。其特點是采用一對雙絞線通信，具有傳輸速率高、抗噪聲干擾等優點;同時也存在著信號線敷設不方便、成本高、運維復雜等缺點。

3.2I型半無線方案

半無線方案，即半微功率無線方案，集中器和采集器之間利用微功率無線方式傳輸數據，采集器和電能表之間采用RS-485總線通信。優點是數據傳輸不受電網噪聲干擾，同時也存在著無線信號容易受到建筑物的阻擋或其他無線信號的干擾的缺點。半無線方案設備包含I型集中器（無線）、II型采集器（無線）、RS-485電能表等。

3.3I型半載波方案

半載波方案是載波通信技術和RS-485總線技術的結合，集中器和采集器之間利用電力線傳輸數據，采集器和電能表之間采用RS-485總線通信。其特點是方案適用范圍廣，無需另外鋪設通信線路、節省施工費用，同時也存在著易受電網噪聲干擾、運維復雜的缺點。半載波方案設備包含I型集中器（載波）、II型采集器（載波）、RS-485電能表等。

3.4I型全無線方案

全無線方案利用470～510MHz無線電波構建通信網絡，實現集中器與電能表之間微功率無線通信。方案適用于比較分散的低壓三相用戶或偏遠農村用戶集中抄表。優點是數據傳輸不受電網噪聲干擾，在空曠區域傳輸距離較遠，同時也存在著無線信號容易受到建筑物的阻擋或其他無線信號的干擾的缺點。全無線方案設備包含I型集中器（無線）、無線電能表等。

3.5I型全載波方案

全載波方案利用電力線作為集中器和電能表之間的傳輸介質，所有電表采用載波式電能表，集中器與電能表之間無需采集器。本方案適用于電能表位置分散的臺區。其特點是無需布線，施工安裝成本較低;同時也存在著載波信號容易受電網噪聲干擾的缺點。全載波方案設備包含I型集中器（載波）、載波電能表等。

結語

隨著電力系統兩網升級改造工作的逐步開展，“一戶一表，管電到戶”政策持續深入貫徹執行，用電網絡急劇膨脹，供電企業對用電網絡的管理任務日益加劇。同時，隨著階梯電價的全面實施，抄表數據的及時性將直接影響用戶的電費收費。如何把龐大且分散的居民用電量及其他業務數據及時有效且準確無誤地收集、統計及分析，成為供電企業所面臨的迫切需要解決的問題。

參考文獻：

[1]陳錦文.低壓電力用戶遠程集中抄表系統的設計與發展[J].科技與創新，2016（2）：106-106

[2]周亞，王學玲.低壓遠程集中抄表系統的組成及其應用前景[J].農村電氣化，2008（5）：28-30.

（作者單位：廣東電網有限責任公司湛江供電局）