探讨低压集中抄表技术的现状及发展趋势

谭伟锋

【摘要】社会的进步和经济的发展，使得城市人口数量迅速膨胀，用电人口的增加，给供电企业的计量抄录工作增加了很大的难度。为满足现代信息化用电管理的发展形势，避免人工抄录的效率低的缺点，采用低压集抄技术，即采用现代化的计算机技术、电子技术和通讯技术，对客户的用电量进行远程自动采集、传输和处理的技术。论文将对这一技术在推广中的现状和成效进行分析。

【关键词】集抄;GPRS;集中器;载波;RS485

引言

作为一种发展较快的技术，低压集中抄表系统通过采用先进的计算机技术、电子技术和通讯技术对客户的电能信息自动采集传送到后台进行分析和处理。这不仅有利于管理的规范化，提高工作的效率，节省人力，还在技术上对对线损四分的管理提供帮助。

1.集抄技术系统构成与现状

1.1 集抄技术系统的总体结构

低压集抄系统对一定区域内的居民用电和商业等电表采用集中化自动抄表，并将相关电能数据传输到电力营销系统，对电费进行计算，并根据相关结果进行收费。之前采用的集抄系统，都是抄表员用手抄机的红处发射和接受装置进行抄录，对电表的数据进行读取。这种方式已经在现代化社会中遭到淘汰。

电能表、采集器、集中器、通信通道、主站系统等5部分构成的远程集抄系统是下文将要介绍的关键，其结构框架图如图1所示。

图1 系统结构框图

（1）电能表，对用户的用电信息进行计量、保存和上传。从计量方式上看，电能表有三相和单相之分;从通讯方式上看，电能表有载波、微功率无线（RF）、脉冲、RS485之分，而脉冲电能表因脉冲可靠性较差会有很大的淘汰可能性。

（2）采集器，作为一种连接电能表与集中器，提供通讯方式的中继、转换和数据存储功能。

（3）集中器，不仅能对电能表的档案进行管理，对相关的电表数据进行实时抄读和保存，系统要求的与主站之间的通信和命令也会积极相应。

（4）通信通道，通信通道分上行与下行之分，上行通道有有线电话网（PSTN）、无线公网（GPRS、CDMA）、局域网等方式在主站与集中器之间连接;下行通道有RS485、载波、微功率、脉冲等方式，是电能表、集中器与采集器之间的通讯，下行通道的通信技术在整个集抄系统之中具有核心地位。

（5）主站系统，定时对商业和居民的其他用电数据进行收集，对设备的档案进行管理，对集中器的操作和通信参数进行设置。线损计算、统计报表、电费计算等功能是通过向电力营销系统提供该系统抄读的电能表数据得以实现。

1.2 集抄系统的现状

现在的低压集抄的方式以485与载波混合的半载波和全485为主要形式，载波表技术具有很好的可靠性，而现在小规模建设运行的是微功率无线集抄系统，全载波方式的集抄系统未全面铺开建设。图2是某地区低压集抄系统结构图。

低压集抄系统的发展与通讯通道技术具有很重要的关系，并且核心就是电能表、采集器和集中器之间的本地通信通道技术。

2.集抄技术的发展趋势

鉴于已经处于大规模应用的低压集抄的不断发展，已经对供电企业需求进行满足;但是电力行业考虑到电能表、采集器和集中器之间的本地通信技术具有很大的不成熟性，对发展还有很大提升空间。

图2 江门地区低压集抄系统结构图

从图2的系统结构可以看出，该系统中的通信技术是核心，架构很稳定。上行通道为满足数据的实时传输，采用PSTN 为辅，GPRS/CDMA 为主的方式，在现代，3G 通信技术越来越流行，而且具有提升的空间，而对于下行通道却有很大的不确定性。

2.1 多种通信技术共存和发展

作为通信系统中比较活跃的部分，下行通道居于核心和关键的地位，主要包括：微功率无线通信、RS485 通信和载波通信，三类形式。其中载波通信技术具有代表性发展相对成熟，在运行中有东软和晓程两家，由于不兼容性的存在，在维护管理方面供电企业存在些许问题。在集抄系统中，使用的电子式电能表具有485接口，RS485串口通信准确可靠，应用比较广泛，不需要转换通讯方式，所以，这种方式得到较好的应用。微功率的无线通信技术有Zigbee和RF，由于正处于起步阶段的集抄系统不能相互连通，在实际应用中较少。不同的通讯会有不同的优势，但是，任何一种技术都不会将低压集抄中本地通信中的问题全部解决。通信技术的复杂性一直都会存在。

2.2 多种通信技术混合使用

低压集抄中本地通信中存在的部分问题，是单一的通信技术不能解决的，根据实际的现场环境的需要，会将相同或不同的通信技术相融合，相互补充，提高抄录电能表数据时的准确性。

2.3 营销系统与低压集抄系统的融合

虽然营销系统与打压集抄系统存在独立性，营销系统主要管理业扩、计量、电费等流程，在数据交换之时会有延时现象，对系统之间的数据交换不能及时解决。只有建立动态的数据交换接口连接两个系统，才便于数据之间的动态交换和共享交换。

2.4 设备模块化结构设计趋于统一

作为现代最庞大、最复杂的系统，低压集抄系统具有很多不确定的诸多因素。在产品的设计中要将一些设计思路贯彻其中，确保实现系统的稳定可靠。

为了保证现场的更换，要将本地通信、远程通信部分部分模块化，也就是集中器的设计模块化。要把通信部分和计量部分进行分离，把采集器和电能表的通信部分进行模块化，在保证不更换表计的前提下，对通信部分进行更换。

为适应技术不断变化的需求，系统也降低了维护和安装的工作量。

3.未来集抄技术发展中需要注意的问题

SCADA系统就是监视控制系统和数据采集的其中一个单元，也就是所谓的低压集抄系统;而在现在的技术之下，通信在SCADA中所起到作用是关键性的，集抄系统大规模推广之中，通信技术起到重要的作用。

3.1 通信方案的选型

在通信技术不断发展的现代，得到广泛应用的移动的、固定的、有线的、无线的通信都比较发达，虽然在设备的选择上没有什么难度，但是因为中低压电网的特殊性的存在，使得设备选配还存在问题。

（1）中低压电网的规模虽然小、但分布无序、距离也适中、结构复杂、用户繁多，但是它仍然是最终的用户电网，所以，远程通信不适用，近程通信设备也简单而不适用。

（2）因为中低压电网存在随机性的特点，数量的增减和地点的变更使得通信方式没有固定的形式。

（3）由于中低压电网存在投资承受能力弱、用户多、容量小、产值低的诸多弊端，所以不适合价格高的设备。

（4）作为上行通道的 GPRS/CDMA 及电话线在安全性、可靠性、实时性存在较大的弊端。

3.2 统一远程通信协议

远程通信规约作为一种约定，是主站系统软件与集中器进行数据交换的格式，不可能是由同一个厂家提供相关设备。一个成熟统一的规约的简历是为了让个个厂家之间相互联通，互通有无。虽然在规约方面，很多厂家已经做了努力，但是统一的规约的形成也势在必行。

3.3 本地通信协议标准化

为了是不同的厂家在设备上达到互通有无的目标，该系统必须要有一个统一的协议。因为有的供电企业和常见对协议的重视程度存在欠缺，所以，在规范和使用通信时，会通过某一种模块和芯片来实现互相补充的目的。因为这一模块或芯片的选定会使当地的通信的性能相似，同时承担的风险也会减小。为了以后的长远发展，应该建立一个长久的兼容多个物理层的通信协议，与上层应用的接口相一致，保证模块对外接口的一致性。

4.结束语

本地通信技术作为低压集抄系统中的重点难点，当低压电网出现特殊问题时，通信便成为低压集抄系统的核心，数据动态管理的实现以及系统之间的融合是实用化的关键。低压集抄技术的不断进步和完善，使得该项技术在电力系统方面中占有举足轻重的地位，促进计量自动化管理水平的不断进步。

参考文献

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