基于電網低壓集抄系統的運行維護技術與管理研究

【關鍵詞】低壓集抄；運行維護；優化

引言

隨著智能電網的發展，低壓集抄系統在電力系統中的應用越來越廣泛。目前，電網的低壓集抄系統作為智能電網的重要組成部分，承擔著電能數據采集、傳輸和處理的重要任務。隨著電網規模的不斷擴大，低壓集抄系統的運行維護技術與管理顯得尤為重要。本文就對如何有效開展低壓集抄系統運行維護進行分析，以期進一步優化運維管理。

一、低壓集抄系統運行原理分析

（一）低壓集抄系統簡介

低壓集抄系統是一種基于現代通信技術、計算機技術和自動控制技術的電能數據采集與傳輸系統，其采集終端能夠實時采集電能數據，并通過通信網絡將數據傳輸到主站系統進行處理和分析[1]。低壓集抄系統的主要功能包括電能數據采集、實時監控、遠程抄表和故障診斷等，能夠自動完成對電網狀況和數據的監控，以優化電網管理工作。

（二）低壓集抄系統分類

1.有線信道集抄系統

有線信道集抄系統主要是通過物理線路連接采集終端和主站系統，依靠有線傳輸的優勢以實現數據的傳輸。這類系統雖然具有較高的傳輸速度和穩定性，但需要鋪設電纜，因此建設成本較高，一般在對數據傳輸速度和穩定性要求較高的場景中使用。例如大型商業區和工業區等場景，會建立專門的有線集抄系統。

2.無線信道集抄系統

無線信道集抄系統可以使用無線通信設備完成信號、數據的傳輸，由于不需要鋪設電纜，只需要安裝相關無線設備，因此施工成本較低。目前隨著無線技術的快速發展，5G、Wi-Fi 6等技術都得到了廣泛使用，能夠同時滿足較高的傳輸效率和低延遲傳輸的需求；但是無線信號受環境干擾較大，傳輸速度和穩定性相對較差。因此，該技術主要用于對施工成本要求較高、對數據傳輸速度和穩定性要求不高的場景，近年來主要應用在居民區和住宅區。

3.電力線載波集抄系統

電力線載波集抄系統是利用電力線路作為通信介質以實現數據的傳輸。由于該系統是基于原有電力系統建設，因此系統的施工成本非常低，且有傳輸速度快、穩定性好等優點，但是其傳輸的帶寬相對較小[2]；主要適用于對施工成本要求較高，且對數據傳輸速度和穩定性要求較高的場景。

（三）低壓集抄系統通信技術

1. 基于串行通信的485專線通信

485專線通信技術是一種基于串行通信的通信方式，具有較高的傳輸速度和穩定性。遠距離的數據高效傳輸，需鋪設專門的通信線路以支持此技術的實施。在性能上，485專線通信技術的優勢十分明顯，但是使用該技術需要專門鋪設電纜，因此施工成本較高，主要適用于對數據傳輸速度和穩定性要求較高的場景。

2. PLC通信

電力線載波（Power Line Carrier，PLC）被稱為專用低壓載波通信。PLC的具體接線方式如圖1所示，它主要是利用電力線路作為通信介質以實現數據的傳輸。該技術能夠把載有信息的高頻信號以電流形式加載到電線或者電纜上進行傳輸，接收端耦合器會把高頻信號從電流中分離出去，并經過解調后還原原始數據。目前的窄帶載波通信主要使用FSK和PSK調制方式，傳輸頻率在1，000 bps以下，不僅具有較強的適應性，還具有一定的成本優勢。

3.微功率無線通信

微功率無線通信技術主要是通過無線信號進行數據傳輸，利用無線技術建立通信網絡，不需要鋪設電纜，施工成本較低。這種技術適用于對施工成本要求較高，且通信的傳輸距離較大的情況。其雖然能夠實現大范圍區域的覆蓋，可以滿足復雜環境下的設備接入，但是該技術容易受到天氣和障礙物阻擋，適用于對數據傳輸速度和穩定性要求不高的場景。

二、低壓集抄系統運行維護管理常見問題

（一）運維手段單一

低壓集抄系統的運維手段單一主要體現在過度依賴傳統的人工巡檢和故障處理方式，從而無法及時發現潛在問題，影響系統的穩定運行。對人工巡檢和故障處理方式的依賴使得運維工作受到人為因素如巡檢人員的技能水平、工作態度等的影響較大，從而導致巡檢和故障處理的質量和效率不穩定，進而影響系統的穩定運行。在缺少自動化技術的情況下，運維人員在工作時往往需要面對不同類型的設備、不同的工作環境，這導致運維工作缺乏統一的標準和流程，難以實現規?；蜆藴驶?。

（二）管理體系不健全

低壓集抄系統的管理體系不健全會導致運維工作缺乏有效指導。管理體系的不健全主要表現在管理制度不完善、責任分工不明確和監督管理不到位等方面。運維人員無法明確自己的工作職責和工作標準，這會導致運維工作難以按照既定目標進行。在責任分工不明確的情況下，運維工作缺乏有效的協同。比如運維人員之間的工作職責不明確，不僅導致工作銜接不暢，還會影響運維工作的整體效率[3]。目前，運維工作缺少監督管理，這使得運維工作缺乏有效約束，運維人員的工作質量和效率也無法得到有效的監督和評估，進而造成運維工作難以按照既定標準進行。

三、低壓集抄系統運行維護改善措施

（一）設備和系統方案選擇

1.全485方案

全485方案下，電表之間采用485方式進行通信。由于接口帶載能力的限制，485接口最多可以和32個設備連接。當現場的計數設備數量較多時，技術人員可以采取485方案采集器拓展連接以增加計量設備的連接數量。這類方案適合在城區內使用，尤其在用戶數量大而且密度較高的場景下，反而可以獲得較好效果。集中設置電表的方式方便開展數據的匯總工作，也能保證數據的穩定傳輸和控制成本。

2.全載波方案

如圖2所示，在全載波方案下，集中器和電表之間不適用采集終端連接，而可以利用無線方式直接通信，其主要媒介是電力線載波[4]。對于人口密度低、用戶數量較少的區域，該方案的效果相對較好。同時，該方案也可以滿足分散安裝的需求，能適應基礎設施比較差的情況。

3.半載波方案

如圖3所示，半載波無線方案使用集中器連接電表；集中器和采集器采用無線通信的方式，利用電力載波作為通信的媒介；采集器和電表則采用有線通信。系統采用了RS485總線，該系統可以滿足快速設置系統的需求，但是無法保證在供電半徑較大的臺區中使用。

（二）技術措施

1.優化設備選型

優化設備選型可以提高系統的運行效率。在選型過程中，為了確保設備能長期穩定運行，供電企業要優先選擇高性能、低故障率的設備以獲得更快的數據處理速度和更高的運行效率，減少維護工作的頻率和難度[5]。為了適應未來的技術升級和系統擴展，供電企業還要選擇具有擴展性和兼容性的設備，確保系統能與其他設備或系統集成，降低未來升級或更換設備的成本和難度；結合目前遠程監控的要求，應選擇具有遠程監控和診斷功能的設備，提高運維效率，使運維人員在不進入現場的情況下就能夠了解設備的運行狀態和診斷故障，從而提高運維效率。

2.完善通信管理

穩定的通訊網絡能夠確保數據在傳輸過程中的穩定性和準確性，保證電力系統信息傳輸的安全性，最大程度發揮低壓集抄系統的作用。運維過程需要有效使用加密技術和通信協議，保護數據在傳輸過程中的安全，防止數據被未授權訪問或篡改；還需要建立通訊故障診斷和恢復機制，以確保通信網絡的穩定運行，減少由于故障所導致的損失，進一步保證電力系統的安全。

（3）加強新技術應用

為了優化對系統的管理，首先，供電企業需要引入人工智能和大數據分析技術，對運維數據進行深入分析，進而實現智能運維和故障預測，提高日常管理工作的精度，保障低壓集抄系統的穩定性。其次，供電企業應該充分利用物聯網和傳感器技術，實現對低壓集抄系統的實時監控和診斷，實時監控系統的運行狀態、診斷故障，從而提高運維效率和維護水平。最后，供電企業可以有效利用云計算和邊緣計算技術提高數據處理和分析的效率，并設置各類功能和應用，從軟件方面提高系統的運行效率和維護水平。

（三）創新運維模式

創新對低壓集抄系統的運維模式，可以提高運維效率和維護水平，保證集抄系統的運行質量：比如推動運維工作的自動化和智能化，利用自動化和智能化的運維工具和技術，如智能巡檢機器人、無人機等，減少對人工的依賴，提高運維效率和準確性[6]；同時，將低壓集抄系統融合到電力運維大數據平臺中，從而便于對電力運行數據進行實時分析、預警和預測，以實現智能運維；為了滿足目前工作的需要，還要加強遠程監控和診斷技術的推廣，實現對低壓集抄系統的實時監控和故障診斷，從而提高運維效率和維護水平。

（四）提高運營管理規范性

提高運營管理規范性是低壓集抄系統運行維護的關鍵環節，可以確保運維工作按照既定標準執行，提高運維工作的質量和效率。為了給規范性的運營維護工作提供良好基礎，供電企業需要專門制定詳細的運維管理制度，明確運維工作的責任分工、工作流程和標準要求，確保運維工作有章可循：例如，明確人員的職務范圍和具體責任，讓人員在工作過程中擁有明確目標，建立嚴格的監督和考核制度，對運維工作進行全過程監督和評估，確保運維工作按照制度執行；在考核制度的基礎上，還要設立明確的績效考核指標和獎懲機制，激勵運維人員提高工作質量和效率，有效激發人員的積極性，使其主動分析和解決集抄系統存在的問題，并參與對集抄系統運維工作的創新。在運維的過程中，相關部門也要加強溝通和合作，比如：積極與設備供應商、專業運維公司等建立長期合作關系，以共同提高運維水平；還可以通過深度合作，為后續的技術與管理研究提供指導；在此基礎上針對集抄系統中存在的問題進行技術開發，優化各類技術的應用，從而提高系統的穩定性，滿足電力系統的發展需求。

結語

低壓集抄系統的維護首要任務是選擇適配的設備，并借助多元化的先進技術手段，對系統進行持續優化升級。為此，供電企業應充分利用智能化與自動化技術的優勢，強化集抄系統的運維效能，奠定低壓集抄系統穩定運行的堅實基礎；此外，還需強化對相關人員及設備的精細化管理，積極推行標準化管理模式，確保管理工作的精準無誤，以滿足智慧電網建設所提出的嚴格要求。