淺析遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

梁濤

【摘 要】隨著我國電力行業(yè)的飛速發(fā)展，很多先進(jìn)科學(xué)技術(shù)都開始融入到整體行業(yè)發(fā)展中，而遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就是其中之一。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提高了抄表過程的效率，顯著降低了人工抄表需要的人力，也避免了各類人為失誤。本文先闡述了遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概況，結(jié)合立足于實(shí)際情況分析了遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，還對系統(tǒng)主要功能模塊設(shè)計(jì)和通訊連接方式進(jìn)行了全方位探討，給我國各個(gè)地區(qū)的遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了一定的參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】遠(yuǎn)程抄表；數(shù)據(jù)采集；通訊方式；系統(tǒng)調(diào)試

隨著我國各個(gè)城市地區(qū)的現(xiàn)代化發(fā)展以及城鎮(zhèn)一體化等相關(guān)戰(zhàn)略的不斷鋪展，使得我國城市地區(qū)的輻射規(guī)模出現(xiàn)了顯著的拓展。在這種情況下，我國城市的供電范圍就會(huì)越變越大，并且計(jì)量點(diǎn)的數(shù)量也出現(xiàn)了大幅度增加。在這種背景下，如果依然使用傳統(tǒng)人工抄表，不僅會(huì)顯著增加人力負(fù)擔(dān)，同時(shí)還非常容易出現(xiàn)各類計(jì)量疏漏，不利于我國電力行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。而引入遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以后，就能夠通過信息化技術(shù)來完成以前人工抄表的工序，不僅優(yōu)化了整個(gè)抄表過程，同時(shí)也提高了電力抄表數(shù)據(jù)信息的利用價(jià)值。

一、遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概況

（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

在進(jìn)行遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，相關(guān)設(shè)計(jì)人員也應(yīng)該注意遵守多個(gè)方面的原則，這里也進(jìn)行綜合的闡述。第一，安全性原則。即系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅僅要避免非法用戶入侵或更改數(shù)據(jù)，同時(shí)還要設(shè)置各個(gè)子系統(tǒng)相互獨(dú)立，保證各個(gè)設(shè)備與數(shù)據(jù)庫的安全性。第二，數(shù)據(jù)完整性原則。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡可能使用那些智能水平較高并且具有較強(qiáng)穩(wěn)定性的電能表，同時(shí)還要對各個(gè)電能表的實(shí)際運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，在出現(xiàn)異常的時(shí)候及時(shí)報(bào)警，以保證數(shù)據(jù)的完整性與數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。第三，適用性原則。整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該在不同情況與環(huán)境中都可以實(shí)現(xiàn)較好的遠(yuǎn)程抄表功能，同時(shí)還要分析整個(gè)電網(wǎng)在不同時(shí)段與區(qū)域的具體損耗，能夠靈活調(diào)用各類電網(wǎng)運(yùn)作的其他信息并加以分析，最終輸出圖表等清晰直觀的展示方式。第四，可維護(hù)與可拓展性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)以后應(yīng)該結(jié)合系統(tǒng)特點(diǎn)和使用環(huán)境制定完備的維護(hù)體系，同時(shí)各個(gè)應(yīng)用程序還要允許操作人員進(jìn)行相應(yīng)擴(kuò)充，提高系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

（二）系統(tǒng)性能指標(biāo)和配置功能

在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，各個(gè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該能夠充分重視各項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，具體由系統(tǒng)容量、平均無障礙時(shí)間、可用率、開放性、CPU負(fù)荷率、通訊速率、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、定時(shí)與隨機(jī)召喚、GPS對時(shí)、系統(tǒng)壽命、抗干擾性能等。而在系統(tǒng)配置功能方面，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注意從數(shù)據(jù)服務(wù)器、前置通訊機(jī)、工作站、通訊控制設(shè)備等。

（三）系統(tǒng)方案的確定

遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體方案事實(shí)上并不復(fù)雜，需要現(xiàn)在各個(gè)用電用戶處安裝多功能智能化電能表，并依托于此來構(gòu)建整個(gè)采集終端系統(tǒng)。在采集終端模塊構(gòu)建完成以后，就可以通過電能表以及其他配套工具收集用戶的用電信息，再通過通訊通道將各個(gè)用戶的用電信息集中起來，傳輸?shù)竭h(yuǎn)方的抄表中心。具體數(shù)據(jù)傳輸流程則為采集終端先收集各個(gè)用戶的用電信息，并將其儲(chǔ)存在芯片中。等到主站發(fā)出采集信號的時(shí)候，就將儲(chǔ)存的各個(gè)用電信息傳輸?shù)街髡局?，完成整個(gè)遠(yuǎn)程抄表過程。在這個(gè)過程中可以發(fā)現(xiàn)，整個(gè)方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于電能表選擇、采集終端選擇、通訊方式確定、變成程序設(shè)計(jì)等，后續(xù)也需要進(jìn)行分別研究。

二、遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

（一）基本結(jié)構(gòu)分析

本次進(jìn)行遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)引入了三遙系統(tǒng)，并依托于三遙系統(tǒng)為主要通訊平臺(tái)，并配合RTU設(shè)備來設(shè)計(jì)抄表數(shù)據(jù)采集終端，最終構(gòu)建了四層通訊網(wǎng)絡(luò)體系和集控系統(tǒng)，完成了各個(gè)用戶電量數(shù)據(jù)的接收與轉(zhuǎn)發(fā)。

（二）系統(tǒng)主要設(shè)備

系統(tǒng)主要設(shè)備分為RTU和集控系統(tǒng)中的各個(gè)相關(guān)設(shè)備。其中RTU是指遠(yuǎn)程終端裝置，這里也集中分為電能表的選擇。對于各個(gè)設(shè)計(jì)人員來說，應(yīng)該先根據(jù)準(zhǔn)確度等級、用戶、測量電能誤差、附加功能等各個(gè)維度來了解不同類型電能表的具體優(yōu)勢和應(yīng)用環(huán)境。在具體選擇電能表的時(shí)候，除了需要關(guān)注上述內(nèi)容，還應(yīng)該結(jié)合系統(tǒng)容量、負(fù)荷水平等內(nèi)容來選擇具體的電能表類型，可以考慮使用DSSD178等類型的電子式電能表。在集控系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備選擇方面，則應(yīng)該結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)對于硬件與軟件的要求，選擇最合適的設(shè)備。

（三）主要功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在整個(gè)遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該重視各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。第一，RTU讀取用戶用電數(shù)據(jù)。在這個(gè)過程中，各個(gè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該明確RTU設(shè)備跟智能電表之間的聯(lián)動(dòng)，保證實(shí)時(shí)通訊的成效，實(shí)現(xiàn)各個(gè)用電數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)上傳。第二，RTU上傳集控系統(tǒng)的電量數(shù)據(jù)。在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，整個(gè)系統(tǒng)所采集的用電數(shù)據(jù)信息不能在RTU設(shè)備中進(jìn)行儲(chǔ)存，而應(yīng)該在上級系統(tǒng)中進(jìn)行充分的保存，而保存的時(shí)間間隔可以考慮設(shè)置為三十分鐘。在這過程中需要注意的是，保存時(shí)間一般不能少于三十分鐘，避免對系統(tǒng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響，但可以考慮適當(dāng)延長，設(shè)置為一個(gè)小時(shí)。第三，監(jiān)控系統(tǒng)對于抄表數(shù)據(jù)采集的控制。這部分功能模塊主要依托于整個(gè)系統(tǒng)的遙信和遙測模塊，并使用了有線信息傳播，保證了功能發(fā)揮的穩(wěn)定性。第四，抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)雖然為遠(yuǎn)程操作類型，但是整個(gè)城市的范圍實(shí)際上并不大，因此可以考慮使用RS232通訊方式，同時(shí)還要每天進(jìn)行一次點(diǎn)亮數(shù)據(jù)的保存。為了保證這個(gè)模塊的功能，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該加強(qiáng)對于各個(gè)數(shù)據(jù)接口的代碼設(shè)計(jì)，保證整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作性能。

（四）遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的通訊連接方式

在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，主要引入了GPRS通訊模式，能夠在系統(tǒng)中通過TCP/IP協(xié)議，將采集好的電力數(shù)據(jù)包形成一個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的信息化傳播，有效提高了整體系統(tǒng)通訊的成效。在通訊連接方面，則使用了的外部IP登錄GPRS網(wǎng)絡(luò)并訪問數(shù)據(jù)通道的模式。但這個(gè)通訊方式使用了外部IP，使得系統(tǒng)主機(jī)很容易受到黑客襲擊。因此為了保證整個(gè)信息傳輸通道和通訊連接方式的穩(wěn)定性與可靠性，還需要向移動(dòng)公司申請專線，將整個(gè)通訊連接方式升級為專線專用連接，使得外部IP能夠成為供電公司的內(nèi)部資源，保障了電力抄表數(shù)據(jù)資源的有效傳播。

結(jié)束語

綜合來看，當(dāng)前我國遠(yuǎn)程電力抄表系統(tǒng)在各個(gè)城市地區(qū)都具有較強(qiáng)的應(yīng)用可行性，同時(shí)也能夠發(fā)揮較好的作用，在當(dāng)前我國大部分城市地區(qū)都得到了較好的貫徹。而對于各個(gè)供電企業(yè)來說，在平時(shí)的時(shí)候也應(yīng)該加強(qiáng)對于遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的全面分析與了解，明確系統(tǒng)各個(gè)細(xì)節(jié)模塊的運(yùn)作情況，能夠結(jié)合區(qū)域用電用戶的實(shí)際需求和具體反饋來不斷調(diào)整系統(tǒng)的功能模塊。除此之外，各個(gè)技術(shù)人員在平時(shí)的時(shí)候也應(yīng)該充分重視遠(yuǎn)程電力抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生的各個(gè)故障與問題，并能夠及時(shí)解決，保證整個(gè)系統(tǒng)能夠發(fā)揮較好的作用，提高電力遠(yuǎn)程抄表工作的有效性。

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（作者單位：大荔縣供電分公司）