低压远程集中抄表系统的组成及其应用前景*

王 强

（国网浙江安吉县供电公司，浙江 安吉 313300）

0 引言

为认真贯彻落实国家电网公司提出的“大力建设用电信息采集系统”，浙江省电力公司结合浙江电网实际情况，于2010年2月26日下发了《关于加快推进居民用户智能用电信息采集系统建设的实施意见》，全面开展浙江省电力公司用电信息采集系统的建设.在上述背景下，根据国家电网公司《关于加快用电信息采集系统建设的意见》以及省公司的要求，安吉县供电局结合现状，制定了“用电信息采集系统”2011年建设方案，以完成“全采集、全覆盖、全费控”的用电信息采集系统建设目标.

1 系统结构

目前低压用户集中抄表系统主要完成电能量数据的自动采集和处理，为电能量计费和用电管理系统提供准确的数据.它通常由电能量数据采集模块（采集终端）、安装于配变台区的数据集中器、管理中心的主站以及信道组成，如图1所示.

图1 低压用户集中抄表系统图

2 组建方案

安吉县供电局目前针对低压集抄系统的设计方案大致有以下二种：RS485总线式集中抄表系统，低压电力线载波式集中抄表系统.

2.1 RS485总线式抄表方案

系统特点：抄表系统由主站、采集终端、电表组成.系统的主站与无线采集器之间通过无线公网来进行远程通信，采集器与采集终端之间采用RS485总线通信方式组建抄表网络，数字采集终端通过RS485总线和电表连接，脉冲采集终端每个脉冲端口只能接一块脉冲表（见图2）.

突出特点：系统采用RS485专线通信，抄表速度快，通信可靠，可以保证每天24h的实时通信，为目前最稳定可靠的系统.

计量方面：系统采用一体化的RS485表，电表计量精度高，通信的时候能直接读取电表的内存电能量数据，避免了电能量的二次计量.

适用范围：由于系统需要铺“485”二次线路，所以适用于电表集中安装、工程施工方便、容易铺设“485”二次线路的小区，如新小区的话可以建议在建设过程中先附设“485”二次线路.

图2 RS485总线式抄表系统图

2.2 电力线载波抄表方案

系统特点：抄表系统由主站、集中器、载波式电能表组成.系统的主站与集中器之间通过PSTN公用电话网来进行远程通信，集中器与表计之间采用低压电力线载波通信方式组建抄表网络（见图3）.

突出特点：系统采用电力线载波通信，无需架设额外的通信线路，载波表只需要接上电源即可，工程施工和日后的系统维护方便.适用那些对远程停送电实时性要求不高、电表分散、工程施工难度大的地方.

计量方面：系统采用一体化的电力线载波表，电表计量精度高，通信的时候直接读取电表的内存电能量数据，避免了电能量的二次计量.

适用范围：由于现场条件下电力线存在有断续的尖峰噪声干扰、负载阻抗随机变化和信号衰减强烈，因此电力线的通信条件非常恶劣.不同的时间，不同的地点，不同的调试方法，都有可能导致低压电力线载波通信实时性和可靠性有很大的差异.

目前电力线通信技术依然在发展阶段，尚不能保证实时通信，所以系统适用那些不需要远程停送电功能、月用电量少、电表特别分散、工程施工难度很大的乡镇、农村地区.

图3 总线式抄表系统系统图

3 实用分析

结合以上对集抄系统组建方案的探讨，我们可以看出每种方案均存在各自的优势和不足.在实际建设中，可以根据客观环境和用户重要性，采用不同的实施方案：对于实时性要求不高、比较分散的用户，可以低压电力线载波抄表方案；对于有较高实时性要求、集中装表、允许明线敷设的小区可采用RS485总线抄表方案.具体情况可具体分析，区别对待.

4 运行效果

以杭垓供电营业所及孝丰供电营业所试点的56个台区3 500户用户为列，改造前，该小区共有居民及配套商业、一般工商业3 500户，每月5日供电部门都要派8名抄表员用3 h对该这些台区用户进行现场抄表.同时一些居民、商铺等经常不在家，给供电管理带来一定的压力.

改造后，针对这些台区用户的客观实际，采用低压电力载波技术进行低压抄表系统建设.由于系统抄表速度较快，因此每月5日上午9点，供电营抄表员只需点击进入“低压远程集中抄表系统选中这些台区点击“抄表”按钮，2分钟后，这些台区所有3 500户电表信息：用户资料（姓名、地址、表码、电度、用电状况等）就一一显示在主站电脑屏幕上了，相比之下抄表效率有了明显的提高.

同时，系统集成了完善的远程停／送电、电表预付费、防窃电及计量故障报警等功能，供电营抄管理人员只需在营业大厅对系统进行简单的参数设置，即可瞬间完成传统费时费力地人工停电催费、窃电监测、计量装置检查等烦琐工作.尤其值得一提的是，主站计算机操作完全避免了电力工作人员带电现场作业形成的安全隐患.

系统对所采集到的实时数据亦具有强大的统计分析功能，不但能够快捷地进行台区线损分析，而且能够进行各相线损分析，方便供电部门及时进行三相负荷调整，以利于进一步节能降耗提高效益.系统所配置的集中器具备完善的单片机功能，可以对所辖各只电能表实现全过程实时管理，包括用电量、相零电流平衡度、预存电费余额、最大负荷及需量等等，并可依据程序设定对不正常数据实时上传主站计算机，这一点颇有点象“黑匣子”的作用，给供电部门深化营销管理提供了广阔的技术平台.

5 有待解决的问题

目前，一些低压电力用户集中抄表系统已入网试运行1年多，从试运行的情况看，运行可靠性尚不能满足推广使用的需求.在推广应用时要重视影响数据传输质量的一些问题.

5.1 系统规划设计

低压电力用户的集中抄表，由于其涉及面广、采集的数据量大，目前处于小范围试用阶段.一个地区的集中抄表系统与负荷管理、用电管理和配网管理等密切相关.在由点到面推广的过程中应做好系统的规划设计，要考虑系统的层次结构和相应的信道选择.

由于配电网上的干扰和信号传输衰减特性与配电网络结构、负载特性密切相关，且有明显的时域特性.因此，为了使电力线载波集中抄表系统在配电网络上能稳定可靠地运行，应在系统安装前对传输信号的电力网络的干扰特性进行测试，根据测试结果选择信号的传输频带在网上干扰较低的产品.个别配电网干扰较严重的用户，应采用专线.由于补偿电容器对高频信号造成很大衰减，安装的电力线载波设备应与补偿电容器有一定的距离.同时要注意同一中压网上的不同电力线载波设备的相互影响.

5.2 传输规约

低压电力用户集中抄表系统采集的电能数据量大，实时性要求较低，但准确度要求高.因此为提高信息的传输效率，一般采用批次数据传输规约.对报文的传送采用冗余编码以提高检错和纠错能力.对于电力线载波通信，由于它的误码率较一般信道高，IEC正在制订的有关标准提出采用短帧传送，以提高传输成功率.

5.3 配电网络资源管理

国内目前的电力载波集中抄表系统中采用的调制技术主要有窄频和扩频两种方式，使用频带范围为7 k Hz～400 k Hz，几乎占用了国内电力线载波允许的整个频带.由于利用配电网作为通信资源正在受到供电企业、物业部门等广泛的关注，国内外正在研究将低压配电网作为高速数据信息传输通信网络.所以为了充分、合理利用好配电网作为通信介质这一资源，我国有关方面应尽快解决如下问题：

（1）利用配电网传输信息，即在配电网上又叠加一高频信号，意味着多了一个谐波源，为此，应对耦合到电网上的高频信号的电平加以限制，保证用电设备和通信设施不受影响.

（2）配电网为公用网络，使用方便.但必须对不同用途的信息传输设备所选用的工作频段进行严格管理，制订管理法规，做到有序遵章使用，避免不同系统相互间的干扰.

（3）我国低压配电网上各种民用和工业电气设备产生的谐波对电网污染严重，影响到配电网络的运行质量和利用配电网传输信息的可靠性，必须尽早制订有关标准和采取相应措施，使配电网得到充分综合利用.

从低压集中抄表系统开发起，湖州市地区首先进行低压采集系统建设，截止到2011年12月份，达到了全覆盖.该系统很好地解决了用电大幅增长与电力企业人员不足的矛盾，不但为供电企业节省了大量的人力物力，而且将熟练的一线电力职工从纷烦复杂的抄核收等简单重复性劳动中解脱出来，更好地投入到供电设施维护及业扩报装等工作中，可以更好地实践国家电网公司提出的优质服务的要求.

低压电力集中抄表系统正在逐步推广应用，对系统读数的准确度和运行可靠性的要求越来越高.因此，要提高系统中各个设备和信道抗现场各种干扰的能力，并注意解决机械表转换成电脉冲时转盘潜动造成的误脉冲，使低压电力集中抄表技术不断完善和提高.

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