電能計(jì)量自動(dòng)抄表的相關(guān)研究

胡軍　劉書陽

摘要：文章首先依據(jù)電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的特點(diǎn)，從電能自動(dòng)抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)等方面敘述了電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的應(yīng)用，并通過對自動(dòng)抄表系統(tǒng)的通信方式以及選擇的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，在研究內(nèi)容上指出了電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量；自動(dòng)抄表；電力系統(tǒng)；配電網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)通信 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM60 文章編號：1009-2374（2016）09-0133-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.065

隨著電力改革的進(jìn)一步深化和改革，電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)有了很大發(fā)展，傳統(tǒng)的電磁式電能表已經(jīng)被電子式多功能電能表慢慢替代。相對于之前人工抄表模式的效率不高，自動(dòng)抄表系統(tǒng)通過自動(dòng)采集、傳輸以及處理電能計(jì)量數(shù)據(jù)，顯著提高工作效率，推進(jìn)了電能計(jì)量抄表的發(fā)展。但由于通信方式的一些不良因素，電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)在配電網(wǎng)的應(yīng)用效率不是很高。所以要想實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表的合理運(yùn)用，應(yīng)加以利用無線電和電話網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)通信，闡述了電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的優(yōu)勢及劣勢和未來的研究熱點(diǎn)與發(fā)展觀念。

1 電能計(jì)量自動(dòng)抄表的優(yōu)劣勢

1.1 本地自動(dòng)抄表

本地自動(dòng)抄表到現(xiàn)場完成自動(dòng)抄表功能的方式是采用便攜式、操作簡單易懂、數(shù)據(jù)采集可靠的抄表設(shè)備。但這種方式耗費(fèi)人工多、成本高、效率低，可以有效地補(bǔ)充自動(dòng)化抄表系統(tǒng)。

1.2 移動(dòng)自動(dòng)抄表

要想實(shí)現(xiàn)在附近一定距離內(nèi)能自動(dòng)抄回這些電能數(shù)據(jù)，利用移動(dòng)自動(dòng)抄表就可以達(dá)到，不再用人員到用戶的現(xiàn)場進(jìn)行操作，節(jié)省了人力資源。但是這種方式成本比較高，在應(yīng)用中容易受到一定的影響。

1.3 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表

隨著無線網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表已成為不可替代的發(fā)展趨勢，而且應(yīng)用范圍也較為廣泛。這種方法耗費(fèi)的時(shí)間較少，需要的人力也少，數(shù)據(jù)采集較為準(zhǔn)確，是一種先進(jìn)自動(dòng)化的抄表方式。

1.4 預(yù)付費(fèi)電能計(jì)

預(yù)付費(fèi)電能計(jì)可以實(shí)現(xiàn)用戶在先付費(fèi)預(yù)先購買一定數(shù)量的電量，當(dāng)用戶消耗完這部分電量后，電能表將會自動(dòng)進(jìn)行斷電，實(shí)現(xiàn)了這一可行操作的方法。

2 電能計(jì)量自動(dòng)抄表各個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)

前端采集子系統(tǒng)、中心處理子系統(tǒng)和通信子系統(tǒng)是電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)的主要組成部分，以下介紹了它們各自的特點(diǎn)：

2.1 前端采集子系統(tǒng)

目前有脈沖式以及智能式兩種類型的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的電能表，通過集中器與外部交換數(shù)據(jù)。

人們在實(shí)際應(yīng)用過程中對于匯集結(jié)構(gòu)大多數(shù)采用兩級式數(shù)據(jù)，由于安裝在用戶住宅小區(qū)模塊的采集器主要是收集周邊范圍一定用戶數(shù)量的電能表的讀數(shù)，安裝在配變電壓器上的抄表集中器主要讀取其相關(guān)的數(shù)據(jù)。

電能表與采集終端設(shè)備的通信方式一般有通過公共電話網(wǎng)、通過配電線載波、通過RS-485總線或紅外線等方式。配電線載波與抄表集中器適合對部分比較分散的用戶計(jì)量電能表進(jìn)行通信，RS-485總線與抄表集中器適合對比較集中的用戶電能表進(jìn)行通信，超標(biāo)交換機(jī)下的二次集中設(shè)備對于部分用戶較為集中電能表數(shù)量多且信息量大的進(jìn)行通信，在此基礎(chǔ)上收集各種集中器的數(shù)據(jù)，最后通過網(wǎng)絡(luò)通信將數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)中央處理系統(tǒng)中。

除此之外，對于自動(dòng)抄表系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)，一般用本地自動(dòng)方式或采用遠(yuǎn)程自動(dòng)兩種方式，遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表方式適用比較廣泛，本地自動(dòng)抄表方式一般適合在因各種原因系統(tǒng)無法進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表時(shí)使用，能及時(shí)取得準(zhǔn)確完整的數(shù)據(jù)，在時(shí)間上提高了效率。

2.2 中心處理子系統(tǒng)

在中心處理子系統(tǒng)中可以查看用戶用電量的詳細(xì)情況，是整個(gè)計(jì)量抄表系統(tǒng)的核心層和最高層。假如硬件允許，還可以對下級集中器或電能表直接發(fā)出命令，從而對用戶的用電量進(jìn)行有利控制。因此工作人員通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析和總結(jié)，做出了對應(yīng)的處理措施。中心工作站的硬件必須有一定的運(yùn)算和儲存能力，原因是電能計(jì)量自動(dòng)抄表處理的數(shù)據(jù)量比較繁瑣。自動(dòng)抄表軟件需要有能力處理大量的數(shù)據(jù)，軟件中需要操作系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地正常工作。

2.3 通信子系統(tǒng)

光纖傳輸、無線傳輸、電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸是通信子系統(tǒng)主要的組成部分。

光纖通信的優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離遠(yuǎn)、速率較高，而且有較強(qiáng)抗干擾性，符合上層通信網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。但是光纖通信不建議在自動(dòng)抄表系統(tǒng)中使用，因?yàn)樗陌惭b結(jié)構(gòu)受很多制約，花費(fèi)成本較高。

范圍較廣的場地多數(shù)適用無線通信，方式是采用散射。其通信距離相對比較遠(yuǎn)，而且具有寬泛的傳輸頻帶，通信容量也比其他通信方式的通信容量大，但其也有需要頻點(diǎn)使用權(quán)需要申請的缺陷，倘若不進(jìn)行周密選擇，較易引發(fā)相鄰信道的干擾。

在電話線通信中電話網(wǎng)絡(luò)的使用率最高，在數(shù)據(jù)接、發(fā)處分別裝置調(diào)制解調(diào)器，只有這樣的數(shù)據(jù)傳輸率才高，而且可靠性也強(qiáng)。但其缺點(diǎn)是需要很長時(shí)間的通信，無法有效提高時(shí)間效率。

低壓電力線載波通信的數(shù)據(jù)傳輸信道是配電線，只需要在兩端加裝配電線調(diào)制解調(diào)器。而利用配電網(wǎng)絡(luò)方式的電力線載波大大減少了占用頻段等不方便問題，同時(shí)也使電能計(jì)量自動(dòng)抄表的成本得到明顯降低，對正常的運(yùn)營管理益處較多，其發(fā)展前景比較明朗。但是，電力線相互干擾仍然沒有好的解決方法，通信的可靠性也沒有切實(shí)保障，有待進(jìn)一步進(jìn)行研究。

除以上所述外，某些通信方式適合在范圍小的場合適用，只是在有限制的小場合。

3 電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)給用戶帶來的便捷

近些年來，我國使用低壓電力用戶抄表系統(tǒng)已達(dá)到兩萬多戶，在批量安裝之后，所帶來的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面：

第一，隨著一戶一表的推廣及改造，電能表的數(shù)量急劇增加，人工抄表的工作量隨之越來越大，進(jìn)而所需抄表人員的人數(shù)量也越來越多，大幅度增加了人力成本。因此，通過采用電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)可以大大節(jié)約人力資源和成本，同時(shí)也增加了意想不到的良好效果。

第二，電能計(jì)量自動(dòng)化水平得到了很大提高，通過在臺區(qū)出口進(jìn)行裝表，加強(qiáng)了臺區(qū)電量的管理，為杜絕和防止竊電提供了很大幫助，減少了損失，同時(shí)也為電力企業(yè)向市場經(jīng)濟(jì)過渡以及電網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)營的實(shí)現(xiàn)提供了專業(yè)技術(shù)保證。

第三，在加強(qiáng)管理下，用電營業(yè)分析工作得到了便利。由于其抄表系統(tǒng)能準(zhǔn)確迅速地采集電能表實(shí)施的電能數(shù)據(jù)，可以把用戶的用電量情況以及負(fù)荷情況利用后臺計(jì)算機(jī)加以分析，并可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶計(jì)費(fèi)表出現(xiàn)的異常，與此同時(shí)也加強(qiáng)了對用戶的管理工作，大大提高了用電營業(yè)對用戶的管理水平。

第四，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)抄表系統(tǒng)，通常情況只需2～6分鐘完成抄錄一個(gè)居民臺區(qū)的每月用電量，在有效縮短時(shí)間的同時(shí)，自動(dòng)抄表的及時(shí)性和準(zhǔn)確性也得到可靠保障。另外，簡化了用戶結(jié)算計(jì)量的審核環(huán)節(jié)，為用戶提供了便捷，提高服務(wù)品質(zhì)的同時(shí)提高了電費(fèi)回收效率。

第五，自動(dòng)抄表的后臺抄錄方式，減少了對客戶的影響，同時(shí)以前人工進(jìn)行抄錄時(shí)可能出現(xiàn)的估抄、錯(cuò)抄和漏抄的現(xiàn)象也得到有效遏制，為客戶提供了更為便捷的抄表收費(fèi)服務(wù)，進(jìn)而提高了服務(wù)質(zhì)量，對樹立供電部門的良好形象有著積極樂觀的現(xiàn)實(shí)意義。

4 電能計(jì)量自動(dòng)抄表的發(fā)展觀念

4.1 配電線載波通信

配電線載波通信是將信息調(diào)制為高頻信號并加疊在電力線路上進(jìn)行通信的技術(shù)。它的主要優(yōu)勢是利用配電線進(jìn)行通信，而且避免額外鋪設(shè)通信信道，減少了投入，充分實(shí)現(xiàn)了“即插即用”。

4.2 無線擴(kuò)頻通信

無線通信方式是把傳送的相關(guān)信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，然后再由數(shù)字信號向擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制，再去解擴(kuò)用相同的頻碼序列，最后利用信息進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)原有的信息。

4.3 混合通信

要想滿足要求，采用某一種通信技術(shù)的方案基本難以實(shí)現(xiàn)，我國提出的混合通信方案能有效地解決這些問題。自動(dòng)抄表通信階段存在差異，混合通信方案組合各種通信方式，有效保障實(shí)現(xiàn)電能自動(dòng)抄表的復(fù)合通信網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上，盡量確保各個(gè)通信方式之間能夠較好地相容并減少彼此之間的干擾，并在混合通信系統(tǒng)的保障下能夠使原有的通信設(shè)施充分發(fā)揮作用，以便減少投資，也減少了人力和物力。

4.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表的防護(hù)操作

遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表的安全性有以下兩種體現(xiàn)：其一是在自動(dòng)抄表操作過程中的安全性；其二安全性是在處理子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)。在操作過程中應(yīng)利用其安全性正常操作。在通信過程中：一方面數(shù)據(jù)的正常傳輸和安全傳輸需要保證；另一方面也要避免中心處理子系統(tǒng)時(shí)受到外來的攻擊。綜合運(yùn)用防火墻技術(shù)和入侵檢測技術(shù)等相關(guān)技術(shù)是保護(hù)及防范的措施。

5 結(jié)語

我國在電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)上經(jīng)過十多年的發(fā)展，而且發(fā)展很快，得到了頗為廣泛的應(yīng)用。自動(dòng)抄表系統(tǒng)的安全性與可靠性在電能計(jì)量自動(dòng)抄表相關(guān)建設(shè)和研討中需要進(jìn)一步加強(qiáng)，在選用正在開發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)的同時(shí)，相關(guān)調(diào)查以及研究的加強(qiáng)是必要的，相對成熟產(chǎn)品的使用能夠減少和避免不必要的問題，促進(jìn)電力行業(yè)服務(wù)再上臺階。我國應(yīng)推廣運(yùn)用電能計(jì)量自動(dòng)抄表的新技術(shù)，應(yīng)大力開發(fā)新技術(shù)，這是進(jìn)一步對電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)重要課題的研討。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊冬梅，戴麗娜.電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的研討[J].東北電力技術(shù)，2005，（6）.

[2] 馬術(shù)森.電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的特點(diǎn)、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，（8）.

[3] 劉進(jìn)勇，史毓巍.淺談電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)[J].科技致富向?qū)В?012，（36）.

作者簡介：胡軍（1980-），男，山東日照人，國網(wǎng)日照供電公司技師，研究方向：營銷管理、電能計(jì)量；劉書陽（1982-），男，山東日照人，國網(wǎng)日照供電公司技師，研究方向：營銷管理、電能計(jì)量。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）