基于本地通讯信道特性的用电信息采集系统分析

王静波 李婧

[摘 要] 宁夏地区用电信息采集建设工作现已实现“全覆盖、全采集”，在建设过程中主要采用了宽带、窄带、微功率等采集方式，以上3种方式的通讯特性有很大的区别，如果不能准确认识并区分采集方式，将会造成资源浪费，并为今后采集运维工作带来不便。本文对这3种方式的通迅特性进行了简单阐述。

[关键词] 电力通信；电力管理；通信技术

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 21. 029

[中图分类号] TP315 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）21- 0038- 02

1 概 述

通信信道是电力用户用电信息采集系统不可缺少的重要组成部分和重要技术支持手段，主要分为远程通讯信道和本地通讯信道。远程通讯信道是现场采集设备和远程主站系统的通讯信道，常用的通讯方式有GPRS、光纤和230MHz载波通讯方式，其中应用最为广泛的是GPRS采集方式，该方式主要受信号覆盖与信号强弱的影响，与第三方运维紧密相连。本地通讯信道是现场采集设备和用电客户电能表之间通讯的信道，主要有宽带载波通讯方式、窄带载波通讯方式、微功率通讯方式和光纤通讯方式。由于组网方式不同，现场维护时采用的技巧也不尽相同。在实际应用过程中，远程通讯信道异常相对单一，且处理思路也简单明了，而本地通讯信道常采用多种通讯方式，并受到设备安装位置、现场接线工艺、参数设置等诸多因素的影响，严重影响采集成功率的提升，本文着重分析宽带、窄带、微功率3种通讯方式的特性。

2 宽带载波通讯特性

宽带载波通讯方式由宽带集中器、宽带采集器和电能表组成本地通信网络，适用于居民表集装用户且距离台区较近的采集现场。电力线宽带载波通信是指载波信号频率范围为1M～40MHz的低压电力线载波通信。该调制解调技术将可用信道带宽分为多个正交的子信道，由于子信道的特性，各个子信道呈现相对线性和平坦特性，可以认为在每个子信道内的衰减和群延时是常数，可以看作是一个理想信道，因此实现起来就很容易，也能保证可靠的传输。高频信号在低压台区电力线上的传输信号衰减较快，常规传输距离一般在200～300米，但可以通过时分中继、频分中继、智能路由计算、自动中继等技术手段实现网络重构，实现整个低压电力线通信网络的通信。由于受此特性影响，该方式主要应用于电能表集装且用户较为集中的小区栋楼区域。

3 窄带载波通讯特性

电力线窄带载波通信是指载波信号频率范围≤500kHz的低压电力线载波通信。DL/T 698 规定载波信号频率范围为3k～500kHz， 优先选择IEC 61000-3-8规定的电力部门专用频带9k～95kHz。载波通信调制方式（ASK、FSK、PSK），是将信息调制到载波信号的幅度、频率、相位3种参数上，采用窄带滤波技术滤除有效信号频带之外的各种噪声。窄带载波通信技术的数据传输速率较低，双向传输，无需另外铺设通信线路，可以方便地将电力通信网络延伸到低压用户侧，实现对用户电表数据的采集和控制，适应性强。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。

根据窄带载波通讯方式的特性，我们可以看到，该方式和宽带采集方式的主要区别在于带宽频段不同、通讯长度和适用范围不同，该方式主要适用于用户比较分散，用电负载特性变化较小的台区。同时，此类采集方式受噪声源影响，信号衰减较为明显，不同的厂家为了解决该问题，采取了不同的处理方法，在宁夏地区，主要采用了一种“过零点”采集的处理方式，效果比较明显。所以，在选择该采集方式时，一定要勘查安装区域负荷特性，并选择抗干扰能力较强的产品。

4 微功率通讯特性

WSN无线传感器网络技术属于一门综合性技术，它综合了传感器技术、嵌入式系统技术、网络无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器节点实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，而每个传感器节点都具有无线通信功能，并组成一个无线网络，将测量数据通过自组多跳的无线网络方式传送到集中采集设备。

WSN技术克服了传统的数据点对点无线传输模式的局限性，具有拓扑结构动态性强、自组织性以及网络分布式特性，同时具有低成本、低功耗、超强通讯能力、通讯距离远和抗干扰能力强等诸多优点。缺点主要是传输距离受到障碍物的影响很大，障碍物会严重缩短传输距离，且无线数据收发是敞开式的，在射频范围内其他设备都可以收到，需要通过多种方式（如端到端高阶加密以及动态跳频）实现安全数据传输。

通过在宁夏地区的具体应用，本文认为，该采集方式主要适用于农村地势平坦地区，而不适用于城市区域或山区。微功率信号在传输过程中是“点对点”的直线传输，在城市或山区，由于楼房或高山较多，对微功率信号阻挡较为严重，将直接影响信息的采集，同时，医院、广电局等容易受到微功率信号的影响，导致设备受干扰，引起起搏器不准、电视信号不稳定等问题，进而产生纠纷。在农村地势平坦地区，信号传输较为通畅，且每一块安装了微功率模块的电能表都可以作为中继器，采集成功率较高，且后期维护也简单方便。

5 结 语

每个地域的采集环境各不相同，现场采集环境通常也较为复杂，所以，在选择本地采集方式的时候，一定要认真分析，合理选择，最大限度提升采集成功率。