摘 要：在本文中，筆者在比較傳統(tǒng)電能計(jì)量方式與現(xiàn)代電能計(jì)量方式的基礎(chǔ)上，分析遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)幾種方式的特點(diǎn)和應(yīng)用狀況，并且指出了遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的發(fā)展方向，以供參考。

　　關(guān)鍵詞：計(jì)量裝置,遠(yuǎn)程抄表

　　引言

　　在新的形勢(shì)下，南方電網(wǎng)公司對(duì)供電企業(yè)的營(yíng)銷(xiāo)管理工作提出了新的更高的要求。創(chuàng)新技術(shù)管理手段，充分運(yùn)用信息、網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)、新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)營(yíng)銷(xiāo)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)分析、數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)營(yíng)銷(xiāo)管理的規(guī)范化、信息化、精細(xì)化、智能化，引導(dǎo)電力客戶(hù)優(yōu)化用電方式，提高終端用電效率，從而為保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減少電網(wǎng)建設(shè)投資，推動(dòng)供電企業(yè)與用電客戶(hù)及社會(huì)雙贏奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，促進(jìn)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。智能電網(wǎng)概念的提出，對(duì)電力建設(shè)有很大的推動(dòng)和指導(dǎo)作用。遠(yuǎn)程抄表作為電網(wǎng)智能化的基石，它可以實(shí)時(shí)收集終端用戶(hù)的電量信息，監(jiān)控其工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)有序用電、自動(dòng)抄表和用電監(jiān)控，同時(shí)為電網(wǎng)企業(yè)線損率管理、用電分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)、電價(jià)評(píng)估和營(yíng)銷(xiāo)決策提供有力的技術(shù)支持。實(shí)際上，在抄表行業(yè)中，從傳統(tǒng)的手工抄表發(fā)展到遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)，今后必將朝著信息化抄表和管理一體化的新的抄表方式方向發(fā)展[1-4]。

　　目前，比較多的抄表方式主要有兩種：

　　(1)人工抄表模式。這是一種挨家挨戶(hù)的抄表方式，工作量大，對(duì)居民用戶(hù)的影響大，出錯(cuò)率高，因此而容易引起糾紛。相對(duì)有些改進(jìn)的手持紅外抄表器，利用紅外數(shù)據(jù)傳輸用手持儀器對(duì)電表進(jìn)行抄表，雖然減少了出錯(cuò)率也節(jié)省了時(shí)間，但是仍需要一家一戶(hù)進(jìn)行，沒(méi)有發(fā)生根本性的進(jìn)步。

　　(2)遠(yuǎn)程抄表模式。遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)也稱(chēng)集抄系統(tǒng)，又稱(chēng)自動(dòng)抄表系統(tǒng)，是指利用現(xiàn)代電子技術(shù)、信息技術(shù)等實(shí)現(xiàn)電表、水表、燃?xì)獗怼⑴瘹獗淼缺碛?jì)儀器的自動(dòng)化遠(yuǎn)程抄送和處理的系統(tǒng)。

　　遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)不但是技術(shù)進(jìn)步、生產(chǎn)力提高的表現(xiàn)，也是實(shí)現(xiàn)信息化發(fā)展和管理的一種營(yíng)銷(xiāo)模式，具有重要意義。隨著科學(xué)技術(shù)特別是電子技術(shù)的發(fā)展數(shù)字化社會(huì)建設(shè)的進(jìn)行，抄表也同樣發(fā)生了革命性的進(jìn)步，出現(xiàn)了載波電表遠(yuǎn)抄系統(tǒng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)抄系統(tǒng)和基于廣播電視網(wǎng)的遠(yuǎn)抄系統(tǒng)等功能強(qiáng)大而成本較低的信息化抄表系統(tǒng)。

　　1遠(yuǎn)程抄表總體結(jié)構(gòu)

　　如圖1所示，遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的組成部件有電能計(jì)量裝置，采集器，集中器，網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心。

　　遠(yuǎn)程抄表的基本方式為：每個(gè)電表或者每個(gè)電表箱安裝一個(gè)采集器，通過(guò)一定的數(shù)據(jù)接口和通信協(xié)議，從電表上采集電能量等數(shù)據(jù)，一個(gè)區(qū)域內(nèi)(比如一個(gè)小區(qū)或者一個(gè)臺(tái)區(qū))所有的采集器采集到的數(shù)據(jù)集中到集中器，然后通過(guò)一定的網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心(主站平臺(tái))。

　　

　　具體的遠(yuǎn)程抄表的結(jié)構(gòu)多種多樣，主要決定因素是通信信道的選擇，包括采集器和集中器之間的底層通信以及集中器和數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)選擇。目前應(yīng)用較多的有：(1)電力線載波遠(yuǎn)抄系統(tǒng)、(2)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、(3)基于Zigbee等短程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和Internet技術(shù)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、(4)基于廣播電視網(wǎng)的遠(yuǎn)抄系統(tǒng)。還有其它多種方式。

　　2電能計(jì)量裝置和采集器

　　2.1電能計(jì)量裝置

　　目前，電能計(jì)量裝置可以分為以下幾種。

　　(1)傳統(tǒng)機(jī)械式電表。這種電表已很少在新安裝項(xiàng)目中使用，但是仍然有一定數(shù)量的保有量。

　　(2)脈沖式電表。這種電表分為電能測(cè)量部件和脈沖部件。這種電表也很少在新安裝項(xiàng)目中使用，但是仍然有一定數(shù)量的保有量。

　　(3)紅外接口的電能表。這種電表是電子式電表，測(cè)量到的數(shù)據(jù)保存到非易失性存儲(chǔ)器中，通過(guò)紅外調(diào)制信號(hào)輸出。用手持儀器或者其它對(duì)應(yīng)的紅外數(shù)傳儀器可以與這種電表進(jìn)行通信，讀取數(shù)據(jù)并可以設(shè)置參數(shù)。

　　(4)485通信接口電子式電表。這種表功能強(qiáng)大，數(shù)據(jù)量豐富，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)費(fèi)率，可記錄波峰波谷。數(shù)據(jù)接口采用工業(yè)級(jí)的485接口，穩(wěn)定可靠，通信數(shù)據(jù)量大而方便，通用性強(qiáng)。

　　2.2相對(duì)應(yīng)的采集器

　　針對(duì)以上幾種電表以及他們不同的數(shù)據(jù)接口，采集器的方式也不盡相同。

　　(1)對(duì)于機(jī)械式電表和脈沖式電表，采集器要求要求附加器件多。對(duì)不同廠家，機(jī)械式電表轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)是不一樣，脈沖式電表的電量常數(shù)也不同，都需要針對(duì)不同廠家的電表而對(duì)采集器做相應(yīng)的調(diào)整。目前已基本不用。

　　(2)紅外接口的電表，多用于手持抄表器，在遠(yuǎn)程自動(dòng)集抄系統(tǒng)中應(yīng)用不多。可使用紅外通信元件直接讀取電表內(nèi)存儲(chǔ)的電量數(shù)據(jù)。

　　(3)485接口的電表是全電子式的電表，數(shù)據(jù)通用性強(qiáng)。485電表已經(jīng)形成了成熟的電子式電能表通信規(guī)約，應(yīng)用范圍廣。對(duì)485電表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集很簡(jiǎn)單，只要增加一個(gè)485接口即可，而采集器和電表之間的數(shù)據(jù)接線也只需要一根雙絞線。

　　3 集中器和數(shù)據(jù)中心(主站平臺(tái))

　　集中器的方式?jīng)Q定于采用的通信方式，包括與采集器之間的通信和與數(shù)據(jù)中心(主站平臺(tái))的通信。集中器收集的一個(gè)臺(tái)區(qū)的電量數(shù)據(jù)，大多采用485總線或載波與采集器通信，而與數(shù)據(jù)中心(主站)通信，采用電話(huà)線上網(wǎng)或者專(zhuān)用網(wǎng)線等Internet技術(shù)或者GPRS/CDMA等高級(jí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

　　數(shù)據(jù)量的增加和采集系統(tǒng)的智能化發(fā)展都要求數(shù)據(jù)中心(主站平臺(tái))不僅僅局限于數(shù)據(jù)的收集和統(tǒng)計(jì)，而要具備數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘能力及與諸如營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及銀行數(shù)據(jù)網(wǎng)等其它數(shù)據(jù)相銜接的功能。數(shù)據(jù)中心(主站平臺(tái))可以與自助繳費(fèi)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，用電客戶(hù)可以在自主繳費(fèi)終端上自行操作繳納電費(fèi)，也可通過(guò)簽約銀行的網(wǎng)上銀行和手機(jī)銀行等新型系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)方便快捷地繳費(fèi)。客戶(hù)也可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等途徑查看自己的用電狀況。

　　4國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的組網(wǎng)方案：

　　4.1 RS485總線式抄表方案

　　系統(tǒng)由主站、集中器、采集終端、電表組成。集中器與采集終端之間采用RS485總線通信方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字采集終端通過(guò)RS485總線和電表連接，脈沖采集終端每個(gè)脈沖端口只能接一塊脈沖表。

　　由于系統(tǒng)需要鋪設(shè)通信線路，所以適用于電表集中安裝、工程施工方便、容易鋪設(shè)通信線路的小區(qū)，鋪設(shè)線路費(fèi)用昂貴。

　　4.2電力線載波抄表方案

　　抄表系統(tǒng)由主站、集中器、載波式電能表組成。系統(tǒng)的主站與集中器之間通過(guò)GPRS、CDMA等公共無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，集中器與表計(jì)之間采用低壓電力線載波通信方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)。

　　其缺點(diǎn)是由于現(xiàn)場(chǎng)條件下電力線存在有斷續(xù)的尖峰噪聲干擾、負(fù)載阻抗隨機(jī)變化和信號(hào)衰減強(qiáng)烈，因此電力線的通信條件非常惡劣。不同的時(shí)間，不同的地點(diǎn)，不同的調(diào)試方法，都有可能導(dǎo)致低壓電力線載波通信實(shí)時(shí)性和可靠性有很大的差異。目前電力線通信技術(shù)依然在發(fā)展階段，尚不能保證實(shí)時(shí)通信，所以系統(tǒng)僅適用那些不需要遠(yuǎn)程停送電功能、月用電量少、電表特別分散、工程施工難度很大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村地區(qū)。

　　4.3 RS485總線、低功率無(wú)線混合抄表方案

　　系統(tǒng)由主站、無(wú)線集中器、無(wú)線數(shù)字采集終端、RS485電能表組成。系統(tǒng)的主站與集中器之間通過(guò)GPRS、CDMA等公共無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，集中器與采集終端間采用短距離無(wú)線通信，采集終端和表計(jì)之間通過(guò)RS485總線方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)。

　　適用于通信距離比較短，一般為可視距離100m之內(nèi)，即集中器和采集終端之間最好不要有障礙物，如果有障礙物的話(huà)，可以通過(guò)設(shè)置中繼來(lái)處理，最多可設(shè)置4級(jí)中繼。

　　4.4 RS485總線、低壓電力線載波混合抄表方案

　　系統(tǒng)由主站、集中器、載波采集終端、電能表組成。系統(tǒng)的主站與集中器之間通過(guò)GPRS、CDMA等公共無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，集中器與采集終端之間采用電力線載波通信，采集終端和表計(jì)之間RS485總線方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)。

　　多適用于由于現(xiàn)場(chǎng)條件下電力線存在有斷續(xù)的尖峰噪聲干擾、負(fù)載阻抗隨機(jī)變化和信號(hào)衰減強(qiáng)烈，因此電力線的通信條件非常惡劣。不同的時(shí)間，不同的地點(diǎn)，不同的調(diào)試方法，都有可能導(dǎo)致低壓電力線載波通信實(shí)時(shí)性和可靠性有很大的差異。目前電力線通訊技術(shù)依然在發(fā)展階段，尚不能保證實(shí)時(shí)通信，所以系統(tǒng)適用那些不需要遠(yuǎn)程停送電功能、月用電量少、電表特別分散、工程施工難度很大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村地區(qū)。

　　5 基于廣播電視網(wǎng)(CATV)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)

　　基于廣播電視網(wǎng)的寬帶低壓集中抄表系統(tǒng)，由主站平臺(tái)、通訊信道、智能用電管理終端、RS485接口電能表、智能繼電器五個(gè)部分構(gòu)成。主站平臺(tái)，是實(shí)現(xiàn)低壓集中抄表業(yè)務(wù)功能，存儲(chǔ)客戶(hù)數(shù)據(jù)的管理信息系統(tǒng)，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。通訊信道，是廣電網(wǎng)絡(luò)公司提供的信息傳輸通道，是智能用電管理終端和主站服務(wù)平臺(tái)通訊的鏈路。智能用電管理終端，是聯(lián)系主站平臺(tái)與RS485電表、智能繼電器的通訊設(shè)備和控制設(shè)備。RS485接口電表，是指帶有RS485通訊接口的普通低壓電表。智能繼電器，是指帶有RS485接口的可控繼電器。

　　比較以前的傳統(tǒng)集抄方式主要凸顯以下幾點(diǎn)：

　　5.1解決低壓集抄抄表效率低的問(wèn)題。原低壓集抄技術(shù)，由于GPRS信號(hào)不穩(wěn)定、低壓線路信號(hào)干擾、485線路通訊傳輸距離近等原因，抄表數(shù)據(jù)不是產(chǎn)生丟包、漏包的現(xiàn)象就是產(chǎn)生誤抄的現(xiàn)象，無(wú)法100%一次性抄到到所有的低壓用戶(hù)。通過(guò)CATV網(wǎng)絡(luò)安全可靠的信道通訊，使抄表率達(dá)到100%。

　　5.2解決了低壓集抄抄表覆蓋率的問(wèn)題，目前廣電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋全國(guó)的百分之九十九，覆蓋面廣，使低壓集抄系統(tǒng)能適應(yīng)城市居民社區(qū)、公變臺(tái)區(qū)用戶(hù)、農(nóng)村用戶(hù)等各種用電環(huán)境，從而使擴(kuò)大低壓集抄范圍到100%成為可能。

　　5.3通過(guò)以后系統(tǒng)的升級(jí)可以利用現(xiàn)行的CATV網(wǎng)絡(luò)通道，實(shí)現(xiàn)OSD信息的發(fā)布。解決人工送單、人工停復(fù)電催費(fèi)的服務(wù)模式。通過(guò)OSD信息發(fā)布系統(tǒng)的項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)，使全面取消人工送單成為可能。

　　通過(guò)上表的比較，我們不難看出，傳統(tǒng)的組網(wǎng)方式不是傳輸效率低就是成本費(fèi)用高，而CATV智能用電管理終端采用RS485+RF無(wú)線傳輸信號(hào)，使整個(gè)系統(tǒng)即具備了RS485傳輸穩(wěn)定、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，又具備了本地?zé)o線(免布線)的優(yōu)點(diǎn)。而且遠(yuǎn)程連接主站采用有線電視網(wǎng)的傳輸，可以大大節(jié)省傳輸線路的費(fèi)用。同時(shí)既彌補(bǔ)了傳統(tǒng)無(wú)線傳輸距離短的缺點(diǎn)，又解決了傳統(tǒng)依靠電力載波傳輸數(shù)據(jù)丟包嚴(yán)重的缺點(diǎn)。

　　6總結(jié)

　　遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)要達(dá)到可靠、準(zhǔn)確運(yùn)行的要求，必須解決其計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性的問(wèn)題，而要真正解決準(zhǔn)確性及可靠性問(wèn)題，就需要改變傳統(tǒng)的機(jī)械式轉(zhuǎn)輪電能表和以脈沖信號(hào)累計(jì)為計(jì)量方式的抄表方式。485總線作為工業(yè)級(jí)的串行總線，以其穩(wěn)定可靠的工作性能和通用性而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。485接口的智能電能表也正在大量地被采用，將是今后電能表的發(fā)展方向。

　　對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸，基于CATV網(wǎng)絡(luò)的雙向信息互動(dòng)集抄的推廣，將能夠彌補(bǔ)我國(guó)現(xiàn)有幾種傳統(tǒng)集抄系統(tǒng)普遍存在的傳輸距離短、漏抄、誤抄、數(shù)據(jù)丟包、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等缺點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)低壓遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)突破性進(jìn)展。系統(tǒng)采用有線電視網(wǎng)連接到主站，由于有線電視網(wǎng)均已經(jīng)覆蓋小區(qū)及各家各戶(hù)，所以不需要額外的布線費(fèi)用，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表的功能。

　　在市區(qū)集中居民小區(qū)及街道集中區(qū)域，由于絕大部分已實(shí)現(xiàn)CATV廣電網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋，應(yīng)優(yōu)先考慮建設(shè)基于CATV的雙向互動(dòng)集抄系統(tǒng)，可以485總線等遠(yuǎn)傳抄表方式作為補(bǔ)充.

　　對(duì)市區(qū)公變臺(tái)區(qū)，當(dāng)具有有線網(wǎng)絡(luò)的地方應(yīng)首選用有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募�抄方式，沒(méi)有線網(wǎng)絡(luò)地方的可選用載波通訊的集中抄表方式。

　　對(duì)遠(yuǎn)郊農(nóng)網(wǎng)區(qū)域，應(yīng)首先考慮無(wú)線通訊技術(shù)或電力載波技術(shù)。

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