關(guān)于微功率無線技術(shù)在臺(tái)區(qū)集抄系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)報(bào)告

摘 要 本文主要研究微功率無線通信應(yīng)用現(xiàn)有電力線載波同頻干擾臺(tái)區(qū)，在運(yùn)行環(huán)境、試點(diǎn)建設(shè)等方面開展工作，通過系統(tǒng)化的研究和測試驗(yàn)證，掌握六安地區(qū)電力載波同頻干擾及其他影響集抄因素的特性，解決當(dāng)前面臨問題的有效技術(shù)措施和管理方式。

關(guān)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(yè)務(wù)采集成功率已上升為安徽省電力公司同業(yè)對(duì)標(biāo)指標(biāo)，抄收成功率、抄表實(shí)用化率等成為安徽省各市、縣供電公司考核評(píng)比的依據(jù)。目前，低壓電力線載波的運(yùn)行環(huán)境的好壞，直接影響到用電信息采集系統(tǒng)的低壓集抄完成情況的好壞。國網(wǎng)六安市城郊供電公司采集系統(tǒng)低壓臺(tái)區(qū)運(yùn)行仍有較大的提升空間，運(yùn)維困難，用電信息采集系統(tǒng)涉及供電公司、表計(jì)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(yùn)行現(xiàn)場環(huán)境條件、現(xiàn)場施工質(zhì)量、表計(jì)及終端產(chǎn)品質(zhì)量、載波芯片及方案好壞等涉及后續(xù)運(yùn)行維護(hù)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(tǒng)采集數(shù)據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量。

二、系統(tǒng)功能分析

（一）系統(tǒng)組成

針對(duì)目前六安載波抄表項(xiàng)目中面臨的問題，在對(duì)各種抄表方案特點(diǎn)綜合分析的基礎(chǔ)上，擬采用“無線II型采集器+無線中繼器”方案。

（二）系統(tǒng)原理

遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)由智能電能表（多個(gè)智能電能表需經(jīng)RS-485總線連接II型采集器）、下行通信網(wǎng)、集中器、上行通信網(wǎng)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(shù)據(jù)或執(zhí)行管理中心的指令；下行通信網(wǎng)傳輸采集數(shù)據(jù)或管理中心的指令；集中器匯集各II型采集器的采集數(shù)據(jù)或傳遞管理中心的指令，也是下行通信網(wǎng)與上行通信網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)；上行通信網(wǎng)傳輸集中器數(shù)據(jù)組或管理中心的指令；管理中心（或主站）管理遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)。遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的通信為半雙工傳輸方式，用一個(gè)信道交替?zhèn)鬏斨噶罨虿杉男畔ⅰＮ⒐β薀o線抄表系統(tǒng)的上行通信是集中器通過公共/專業(yè)網(wǎng)與管理中心的服務(wù)器連接；下行通信是通過無線自組織網(wǎng)絡(luò)與II型采集器連接，無線自組網(wǎng)絡(luò)具有多路由、多跳能力，自組網(wǎng)重組網(wǎng)有時(shí)間快、魯棒性好、低能耗等優(yōu)點(diǎn)。但是無線電信號(hào)易受氣候、其他信號(hào)或雜波的干擾，以及障礙物遮擋的影響。如果不采取適當(dāng)措施也會(huì)影響傳輸速率、抄表率和實(shí)時(shí)性。集中器設(shè)在移動(dòng)通信基站的無線電波覆蓋范圍內(nèi)，同時(shí)要顧及與各II型采集器路由的可視性。如果某個(gè)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(gè)II型采集器和集中器之間安裝中繼器。

（三）主要功能

本系統(tǒng)需要解決的問題：第一，低壓配網(wǎng)環(huán)境復(fù)雜；第二，干擾大；第三，低壓電力線載波難以保證抄表的穩(wěn)定性；第四，對(duì)于多臺(tái)變供電的用電環(huán)境，由于載波串?dāng)_，不宜實(shí)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(duì)于農(nóng)村、城鄉(xiāng)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(shí)時(shí)性差；第九，無法滿足遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)；第十，遠(yuǎn)程拉合閘的需求不能滿足。

系統(tǒng)主要功能為將微功率無線通信應(yīng)用現(xiàn)有電力線載波同頻干擾臺(tái)區(qū)，在運(yùn)行環(huán)境、試點(diǎn)建設(shè)等方面開展工作，通過系統(tǒng)化的研究和測試驗(yàn)證，掌握六安地區(qū)電力載波同頻干擾及其他影響集抄因素的特性，解決當(dāng)前面臨問題的有效技術(shù)措施和管理方式，力爭試點(diǎn)臺(tái)區(qū)運(yùn)行效果達(dá)到日抄讀成功率不低于99.9%，并開展智能用電新增業(yè)務(wù)承載應(yīng)用測試，為六安地區(qū)智能用電和用電信息采集系統(tǒng)通信建設(shè)提供新的技術(shù)支撐點(diǎn)和指導(dǎo)性方案依據(jù)。

三、主要成果

（一）技術(shù)成果

第一，針對(duì)目前六安市城郊供電公司載波抄表項(xiàng)目中面臨的問題，在對(duì)各種抄表方案特點(diǎn)綜合分析的基礎(chǔ)上，擬采用“無線II型采集器+無線中繼器”方案。第二，對(duì)載波通信易受電網(wǎng)環(huán)境影響的特點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)環(huán)境進(jìn)行技術(shù)改造，將微功率無線通信技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有載波環(huán)境中，既不浪費(fèi)現(xiàn)有載波環(huán)境，又可以利用微功率無線技術(shù)彌補(bǔ)現(xiàn)有方案的不足，做到優(yōu)勢互補(bǔ)，完美解決現(xiàn)有臺(tái)區(qū)環(huán)境問題對(duì)抄收的影響。第三，解決載波通信的不穩(wěn)定性，某些時(shí)段載波抄收成功率低，其他時(shí)段抄收又恢復(fù)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(shù)據(jù)的通信方式，信息的傳輸載體為電力線，必然受到電力線環(huán)境因素的影響。因此，重點(diǎn)解決用電電器饋送到電力線噪聲信號(hào)較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致載波通信傳輸距離變短，嚴(yán)重時(shí)甚至可導(dǎo)致載波通信無法傳輸?shù)膯栴}。

（二）成果指標(biāo)

第一，對(duì)載波環(huán)境進(jìn)行最小的改動(dòng)，不破壞現(xiàn)有的臺(tái)區(qū)環(huán)境，做到綠色安全，解決臺(tái)區(qū)動(dòng)力設(shè)備及用電設(shè)備的同頻干擾，讓抄收不受影響，使臺(tái)區(qū)整體抄收率穩(wěn)定。第二，突破載波線路環(huán)境限制，排除線路及表計(jì)歸屬問題帶來的抄收影響，保證電表基數(shù)比較大的臺(tái)區(qū)抄收效果，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到省網(wǎng)公司的要求。第三，臺(tái)區(qū)整體的遠(yuǎn)程抄表成功率和效果明顯改善，且臺(tái)區(qū)整體成功率穩(wěn)定在99.5%以上，一次采集成功率排除對(duì)象外的原因，本方案的一次成功率力爭做到100%。第四，臺(tái)區(qū)整體抄收不受到用電設(shè)備、同頻干擾的影響，抄收時(shí)效性和穩(wěn)定性高。

四、未來展望

在此次獲得良好效果的基礎(chǔ)上，通過對(duì)微功率無線的應(yīng)用，徹底解決國網(wǎng)六安市城郊供電公司載波抄表面臨的問題，提高整個(gè)六安市城郊供電公司無線通信水平，成為無線通信系統(tǒng)高成功率的保證。該項(xiàng)目在微功率無線組網(wǎng)技術(shù)及路由算法和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新，經(jīng)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用具有明顯的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)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(wù)。]