利用现有技术提高用电信息采集成功率

李东升，杜 青

（六安供电公司，安徽 六安 237000）

1 用电采集系统建设现状

现在各地用电采集系统的建设正在如火如荼的进行之中，一般遵循着“开发一批，建设一批，应用一批”的原则，各地都在摸索中前进。但在系统建设中，各种问题接踵而至，用电信息采集系统本身就是智能化用电的基础，用电信息采集的成功率就是基础中的基础，没有满意的采集成功率，想要实现“全覆盖，全采集，全预付费”目标，只能是空谈。而用电采集系统的采集对象绝大部分为低压居民客户，因此提高对低压居民客户的采集成功率也就成为了工作重点。用户用电信息。当前，可供电力用户用电信息采集系统开展数据传输的通信资源主要有以下3种：①电力系统自有的230 MHz无线专用数传网；②公共营运商提供的GPRS/CDMA虚拟专用无线数据传输网络；③电力公司自有的配电线路光纤专用通信网络。表1是各种不同数传通信方式的比较。

2 通信方式的选择及提高采集成功率的措施

2.1 避免人为及设备因素

提高采集成功率可以通过加强电能采集装置的检测、规范设备安装过程、尽量减少由采集装置故障和接线错误等人为原因造成的成功率低下。这些因素是可以避免的，而且这些原因造成的采集失败是非常不值得的。

2.2 远程通信方式的选择

远程通信是指采集终端和系统主站之间的数据通信。通过远程通信，系统主站与用户侧的采集终端设备间建立联系，下达指令和参数信息，收集

表1 远程信道分析比较

2.3 合理推广EPON远程通信建设

以前，用户用电信息采集系统建设较普遍的采用的是GPRS/CDMA和230 MHz专网方式，但是这2种方式无法保证和满足系统通信的可靠性和实时性，而且GPRS/CDM通信方式还需借助营运商的资源。将电力用户的用电信息在运营商的网络上进行承载，存在一定的安全隐患。因此，国家电网公司推广的光纤组网方式相对于这2种方式无论是在保证系统通信的可靠性还是在满足实时性和安全性要求的方面都是最合适的。而由于用电用户处于电网的最末端，全面采用点对点的光纤模式成本过高，因此，为节约投资成本，采用EPON技术作为用户用电信息采集系统远程传输通信方式十分合适。图1为EPON无源光网络组网方式图。

图1 EPON无源光网络组网方式

这3种通信技术方式均是当前建设电力用户用电信息采集系统的宝贵资源，在建设过程中，应该在有条件的前提下，根据实际情况，按优选原则采纳其中1种或同时采纳2种、3种模式，综合利用，相互弥补，共同完成电力用户用电信息采集全覆盖的任务。

3 本地通信方式的选择

目前，电力用电信息采集建设本地组网方式主要是电力线载波和RS485总线结合的典型组网方式。即“集中器—载波电能表”方式，就是集中器通过电力线载波直接与具有载波通信功能的电能表通信。“集中器—采集器—电能表”方式是集中器通过电力线载波与采集器通信，采集器通过RS485总线与485电能表通信。

但是，不管是什么方式的组网都需要根据现场环境、应用需求选择合理经济的本地通信方式。下面分别探讨3种不同的本地通信方式。

3.1 窄带载波通信

低压宽带载波通信技术指载波信号频率范围＞500 kHz，一般传输速率小于1 200 bps的低压电力线载波通信，其技术特点是数据传输速率较低，半双工轮询机制通信，无需另外铺设通信线路，安装方便，可以方便地将电力通信网络延伸到低压用户侧，实现对用户电能表数据的采集和控制，适应性好。但电力线存在信号衰减大、噪声源多且干扰强、受负载特性影响大等问题，对通信的可靠性形成一定的技术障碍，具体应用时需要软、硬件技术结合完成组网优化。

适用于电能表位置较分散、布线较困难、用电负载特性变化较小的台区，例如：城乡公变台区供电区域、别墅区、城市公寓小区。

3.2 宽带载波通信

低压宽带载波通信占用频带宽，数据传输速率高，数据容量大，双向传输，无需另外铺设通信线路，安装方便，可以方便地将电力通信网络延伸到低压用户侧，实现对用户电能表的数据采集和控制，适应性好，但存在高频信号衰减较快的问题，在长距离通信中需要中继组网解决传输。相对窄带载波通信，宽带载波安全性更好，通信可靠性更高，这种模式适合用户电能表集中、数量不大的城市台区，能够通过网络实现预付费功能。

3.3 无线组网通信

无线组网通信模式是无线集中器与无线采集器（无线通信电能表）之间的通信采集，这种方式不需拉专线，利用无线电波进行通信，每个采集器都可以作为路由，受环境影响一般小，性能稳定可靠，目前电力抄表普遍采用的是基于ZigBee无线技术的自组网无线网络，但是此采集方式传输距离短，受地理位置影响较大且后期维护成本较高。

适用于用户密度低，电能表安装分散，对数据实时性要求不高情况下，特别是农村、城市边缘、乡镇等地区。

4 典型案例分析

目前国内用电采集系统集中器上行通道方式基本稳定，为实现100%抄收率的要求，其主要技术难点在于如何合理选择适合建设方案，下面就探讨目前用电采集建设中普遍使用的3种建设方案。

4.1 合理布局

某台变下挂200块电能表，全部集中分别安装电能表箱内，再分别在每个表箱安装一个采集器与表箱内的电能表通过485线连接，这样采集器就可以485线收取表箱内电能表数据，然后通过低压采集器载波模块通信集中数据传输。其优点是充分利用现场环境的优势，借助485传输，大大缩短了低压载波信道的传输距离，降低了信道要求，压缩了载波通信节点数，不仅化解了组网的压力，而且降低了系统造价。其组网示意图如图2所示。

4.2 合理选择设备

图2 集中器—采集器组网示意图

低压载波信号对动力设备的抗干扰能力较低，在某些公共场所动力设备用户较多，如果把纳入载波抄表信号中，所产生的干扰谐波就可以屏蔽相当范围的载波通信，大大降低载波通信成功率，若剔除这些用户，将无法实现台区用户100%数据采集。这种问题系统规划时就应该准确定位，确定用户用电性质。可选择采用带有定时贮存冻结自动传输数据的载波电能表，避开高峰时段的载波信道数据传输，定时向集中器传输数据，这样可大大降低信道压力。其组网方式如图3所示。

图3集中器—载波表组网方式示意图

4.3 有效解决采集“孤岛”效应

由于目前载波通信物理层通信能力的匮乏，台变边缘用户载波传输距离较远与集中器无法载波通信时，就形成了通信意义上的“孤岛”。这种情况可以通过增加集中器的方法或使用小无线公网的方式，来实现与“孤岛”电能表的数据传输。虽然这种方案建设成本较高，但是加强工程管控，防止滥用现象出现，也可以很好的完成100%远程采集抄收目标。

5 结束语

用电信息采集系统建设固然重要，日后的维护工作也不容忽视。庞大的设备数量需要大量的人力物力来维护，以保证整个系统的正常运行，总而言之，要结合现场实际情况，综合利用各种通信方式的特点，选择最为适宜的技术方案。用电信息采集系统的建设任重而道远，一个健全可靠的用电采集系统将为智能化用电奠定坚实的基础。

［1］ 刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010：346-350.

［2］ Q/GDW 378.1—2009，电力用户用电信息建设设计导则[S].

［3］ Q/GDW 374.1—2009，电力用户用电信息采集系统技术规范[S].