智能電表用多頻率并行無線抄表系統(tǒng)

羅起翔

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司神農(nóng)架供電公司 湖北神農(nóng)架 442400）

近年來我國電力市場正在不斷向智能化發(fā)展，將電表與抄表系統(tǒng)相結(jié)合，發(fā)展遠(yuǎn)程抄表技術(shù)，將電力終端融入智能元件，使得抄表過程和電力數(shù)據(jù)的采集更加便捷，要想提升遠(yuǎn)程抄表技術(shù)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須弄清電表的組成及更多的細(xì)節(jié)部分，以便更快尋找到可以進(jìn)行技術(shù)提升的電子元件，所以技術(shù)人員應(yīng)該定期對電力遠(yuǎn)程智能電表進(jìn)行研究，及時(shí)對抄表系統(tǒng)進(jìn)行升級，推動智能電表的進(jìn)步。

1 電力遠(yuǎn)程智能電表抄表系統(tǒng)的組成研究

1.1 多功能電能表

在電力遠(yuǎn)程智能電表的制造過程中，電能表是比較關(guān)鍵的組成部分，它既能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)計(jì)量，還能對電能使用情況進(jìn)行精確測量，多功能電能表能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測量和顯示，主要分為有功和無功兩種，不同種類的電能表需要不同的通訊信道（RS485、低壓電力線）和接線方式（單相、三相三線、三相四線），標(biāo)準(zhǔn)工作電壓為220V、3×220（380V）、3×100V，標(biāo)準(zhǔn)電流包括 5A、3×10A、3×1.5A 幾種，最大電流設(shè)定在標(biāo)準(zhǔn)電流的四倍，電能表的表殼、顯示屏以及信號燈都有明確的材質(zhì)要求。

1.2 精確數(shù)據(jù)采集器

電力遠(yuǎn)程智能電表最重要的功能就是進(jìn)行相關(guān)電力數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)采集器也是智能電表系統(tǒng)的終端設(shè)備，常用的是集中器和專變采集終端，分別對應(yīng)低壓集抄和專變用戶，不同的采集設(shè)備可以采集不同數(shù)量的電能表，在本地區(qū)實(shí)際工作中，采集終端對電能表作為采集器功能是1對1的采集；集中器作為采集器使用，采集的電表數(shù)量大約在幾個到數(shù)百個不等。數(shù)據(jù)采集器能夠?qū)⑦@些用戶的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行非常精確的采集和記錄，集中器可以減少傳統(tǒng)采集器的設(shè)置數(shù)量，專變采集終端可以提升數(shù)據(jù)采集質(zhì)量，這些數(shù)據(jù)采集器能夠?qū)崟r(shí)采集所有用戶的用電數(shù)據(jù)，以便電力管理部門能夠隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢。

1.3 數(shù)據(jù)傳輸終端

電力遠(yuǎn)程智能電表的工作過程包含很多環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)應(yīng)該緊密聯(lián)系，每個環(huán)節(jié)的工作任務(wù)都必須精確，在將用電數(shù)據(jù)采集后，還需要將數(shù)據(jù)傳送至設(shè)備終端，集中器和采集終端作為傳輸終端，能夠?yàn)樵O(shè)備提供相對穩(wěn)定的傳輸速度和較高的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)在共享過程中不會出現(xiàn)遺漏和缺失，此外用戶還可以通過一些手機(jī)軟件進(jìn)行用電詳細(xì)數(shù)據(jù)的查詢和電費(fèi)的繳納，這些功能都需要數(shù)據(jù)傳輸終端的支持。

1.4 核心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

由于電力遠(yuǎn)程智能電表的工作任務(wù)比較繁重，不僅要進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，還要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)分析和處理，為用電設(shè)備的建設(shè)做好前期準(zhǔn)備，這些工作任務(wù)都需要核心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行合理地分配，實(shí)時(shí)用電數(shù)據(jù)的傳輸方式相對多樣，處理數(shù)據(jù)的方式也有很大的不同，核心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)需要對不同來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理和相互比較，確保各個工作流程和任務(wù)的正常進(jìn)行。

2 遠(yuǎn)程智能電表抄表系統(tǒng)的用途研究

2.1 將抄表信息進(jìn)行及時(shí)存儲和分析

一個電力遠(yuǎn)程智能電表需要將多個用戶的用電情況和實(shí)時(shí)用電數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，承擔(dān)的工作比較復(fù)雜，一個集中器一般要承擔(dān)幾百戶用電數(shù)據(jù)的采集和傳輸，所以值班人員每個月需要承擔(dān)的抄表情況統(tǒng)計(jì)和分析任務(wù)是十分繁重的，所以在電力遠(yuǎn)程智能電表抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，該系統(tǒng)應(yīng)該定期自動進(jìn)行抄表情況的分析，將異常信息和分類推送給值班人員，不僅能夠降低值班人員的工作量，還能確保抄表數(shù)據(jù)的精確性和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息查看

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測是非常重要的，任何一項(xiàng)數(shù)據(jù)的異常都很容易影響電力交易的公平性，進(jìn)而影響到用戶感受到的供電服務(wù)質(zhì)量，所以在抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，涉及人員應(yīng)該考慮到用電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測功能，以便值班人員能夠隨時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，在用電信息采集異常的報(bào)表中的數(shù)據(jù)，需要值班人員對過去的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核和分析，所以智能電表的抄表系統(tǒng)應(yīng)該具備隨時(shí)查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的功能。

2.3 自動進(jìn)行系統(tǒng)報(bào)表的管理

電力管理部門值班人員的主要工作之一就是定期生成相應(yīng)的電力數(shù)據(jù)報(bào)表，并分析。由于每個集中器統(tǒng)計(jì)的電能表比較多，遠(yuǎn)程采集漏抄情況也會較多，用電數(shù)據(jù)也相對比較復(fù)雜，典型的報(bào)表就是抄表情況分析，如果僅僅靠值班人員進(jìn)行原始數(shù)據(jù)分析和比對采集異常原因，是無法按時(shí)完成這樣龐大的工作任務(wù)的，所以在電力遠(yuǎn)程智能電表抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，涉及人員應(yīng)該寫入自動對報(bào)表進(jìn)行管理分析分類的程序，進(jìn)行采集異常報(bào)表的自動生成和管理。

2.4 定期進(jìn)行重要數(shù)據(jù)的傳輸

電力遠(yuǎn)程智能電表的抄表系統(tǒng)不僅要承擔(dān)數(shù)據(jù)的記錄和監(jiān)測工作，還應(yīng)該具備相對完善的通訊功能，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的共享，在智能電表抄表系統(tǒng)的使用過程中，采集系統(tǒng)應(yīng)該定期對一些重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，以便抄表管理人員隨時(shí)進(jìn)行查詢，并進(jìn)行合理的用電檢查和現(xiàn)場消缺規(guī)劃，所以在抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該裝有比較靈敏的數(shù)據(jù)傳感器，實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)傳輸，對數(shù)據(jù)傳輸信號強(qiáng)度進(jìn)行定期優(yōu)化。

3 有線和無線自動化抄表的區(qū)別

（1）有線及無線自動化抄表是現(xiàn)階段最為常用的自動化電表抄表方法，對于有線自動化抄表而言，其主要原理就是通過將電表采集器與集中器和雙絞線及網(wǎng)線進(jìn)行連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)上下數(shù)據(jù)相互交換，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對于用電量的采集，這類方法投入較小，且數(shù)據(jù)傳輸也較為準(zhǔn)確，但由于目前電力用戶不斷增長，已不適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多供電公司已不再應(yīng)用；對于無線自動化抄表而言，其主要的通信方式為以低壓電力線或者RS485線與電表進(jìn)行通訊，應(yīng)用無線通信方式實(shí)現(xiàn)集中器、采集終端與主站通訊。現(xiàn)階段這種方法已被廣泛應(yīng)用，但在實(shí)際的使用過程中，無線自動化抄表還存在著信號受天氣影響大，惡劣天氣下數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定性不足等特點(diǎn)，因此，在選擇抄表方式時(shí)，應(yīng)結(jié)合用戶實(shí)際來選擇最為合適的自動化抄表方法。

（2）無線抄表系統(tǒng)優(yōu)勢分析。

相比于傳統(tǒng)的手工抄表，無線抄表系統(tǒng)具有著以下優(yōu)勢。首先，無線抄表系統(tǒng)有利于實(shí)現(xiàn)便捷抄表，通過遠(yuǎn)程控制相關(guān)技術(shù)，可以更加高效及準(zhǔn)確的進(jìn)行相應(yīng)的抄表工作；其次，無線抄表系統(tǒng)有利于降低企業(yè)的運(yùn)行成本，傳統(tǒng)的手工抄表往往需要耗費(fèi)大量的人力和物力，這樣就必然會在較大程度增加企業(yè)的運(yùn)行成本，進(jìn)而對企業(yè)利益最大化帶來諸多不良影響，而將無線抄表系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用其中，就可以較大程度上節(jié)省人力物力，在優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部管理結(jié)構(gòu)以及提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益方面發(fā)揮著非常積極的作用。

4 結(jié)語

電力遠(yuǎn)程智能電表的抄表系統(tǒng)組成十分復(fù)雜，需要各個電子元件的配合才能實(shí)現(xiàn)智能電表的多功能使用，電能表可以實(shí)現(xiàn)電能使用的監(jiān)測和記錄，而數(shù)據(jù)采集器能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，并將數(shù)據(jù)傳送到用電信息采集系統(tǒng)進(jìn)行儲存和詳細(xì)的分析，有利于電力部門進(jìn)行用戶用電情況的分析和統(tǒng)計(jì)售電規(guī)律，此外電力遠(yuǎn)程智能電表的抄表系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)記錄、分析、電表抄讀等工作集中在一起，促進(jìn)電表制造和配套軟件的發(fā)展。