配网集中抄表现状及发展探讨

张少敏　　何炳哲

【摘 要】配网集中抄表是用电信息采集系统的重要组成部分。 本文介绍了配网集中抄表系统的组成结构，分析了自动抄表技术的发展现状，研究了自动抄表的通讯原理、主站、信道等关键技术，对自动抄表技术的发展趋势进行了分析探讨。

【关键字】配网；集中抄表；通信

引言

电能计量是电力营销系统中的一个重要环节，传统的电能量结算是依靠人工定期到现场抄读数据，在实时性、准确性和应用性等方面都存在不足。而当前用电客户不仅要求有电用，而且要求用高质量的电，享受到更好的服务。因此提高电力部门电费实时性结算水平， 建立一种新型的抄表方式已成为所有电力部门的共识。

一、自动抄表系统的构成

电能计量自动抄表系统是将电能表电能数据自动采集、传输和处理的系统。它克服了传统人工抄表模式的低效率和不确定性，推进了电能管理现代化的发展进程。

典型的电能计量自动抄表系统主要由采集设备、通信信道和主站系统等三部分组成：

（一）采集设备。按照采集数据的方式不同，电能计量自动抄表系统可分为本地自动抄表系统和远程自动抄表系统两种。本地自动抄表系统的电能表一般加装红外转换装置，把电量转换为红外信号，抄表时操作人员到现场使用便携式抄表微型计算机，非接触性地读取数据。远程自动抄表系统由电子式电能表或加装了光电转换器的机电脉冲式电能表构成系统的最前端，它们把用户的用电量以电脉冲的形式传递给上一级数据采集装置。目前实际应用的远程自动抄表系统大多采用两级式数据汇集结构，即由集中器将台区下全部居民电表的数据通过电力载波方式采集、存贮并通过RS485接口发送至台区网络表。

（二）通信信道。通信信道是把电能数据传送到主站系统的信道。按照通信介质的不同，通信信道主要有光纤传输、无线公网（GPRS/ CDMA）传输、电话线传输和低压电力线载波传输等四种。光纤通信具有频带宽、传输速率高、传输距离远以及抗干扰性强等特点，适合上层通信网的要求。但因其安装结构受限制且成本高，故很少在自动抄表系统中使用。GPRS（ General Packet Radio Service） 即通用无线分组业务，是一种基于GSM 无线系统的无线分组交换技术，提供终端到终端或者终端互联网（包括专有服务器） 之间的无线IP 连接。租用电话线通信是利用电话网络，在数据的发出和接收端分别加装调制解调器。该方法的数据传输率较高且可靠性好，投资少；不足之处是线路通信时间较长（通常需几秒甚至几十秒）。低压电力线载波通信利用低压电力线作为系统前端的数据传输信道。其基本原理是：在发送数据时，先将数据调制到高频载波上，经功率放大后耦合到电力线上。此高频信号经电力线路传输到接收方，接收机通过耦合电路将高频信号分离，滤去干扰信号后放大，再经解调电路还原成二进制数字信号。电力线载波直接利用配电网络，免去了租用线路或占用频段等问题，降低了抄表成本，发展前景十分广阔。但是，如何抑制电力线上的干扰，提高通信可靠性仍是亟待解决的问题。

（三）主站系统。主站系统主要由中心处理工作站以及相应的软件构成，是整个电能计量自动抄表系统的最上层，所有用户的用电信息通过信道汇集到这里，管理人员利用软件对数据进行汇总和分析，作出相应的决策。还可直接向下级集中器或电能表发出指令，从而对用户的用电行为实施控制，如停、送电远程操作。

二、自动抄表技术的发展状况

（一）电能表。传感器、自动化仪表以及集成电路技术的发展，使得无论是机电脉冲式还是电子式电能表已能够较好地满足当今电能计量自动抄表技术的需要。在当前实际运行中，电能计量自动抄表系统的终端采集装置以电子式电能表为主。

（二）网络表和集中器。网络表和集中器是采集、存储电能表电量数据的装置，由单片机、存储器和接口电路等构成，现在已经出现了较成熟的产品，例如网络表：博纳DTSDN89；集中器：晨泰PLM100-HB。

（三）通信信道。通信信道是电能计量自动抄表技术中的关键。数据通信方式的选取要综合考虑地理环境特点、用户用电行为、技术水平、管理体制和投资成本等因素。国内外对于不同通信方式各有侧重，在西方发达國家，对于电能计量自动抄表技术的研究起步较早，电力系统包括配电网络较规范、完备，所以低压电力线载波技术被广泛应用；在我国，受条件所限，较多使用GPRS、电话线通信。近来，随着对扩频技术研究的深入，低压电力线载波中干扰大的问题逐步得到解决，因此，低压电力线载波通信方式在电能计量自动抄表技术中的应用有逐步推广的趋势。

三、自动抄表技术的发展趋势分析

（一）电力线载波通信。电力线载波通信，是将信息调制为高频信号（一般为50～500 kHz）并叠加在电力线路上进行通信的技术。其优势是利用电力线作为通信信道，不必另外铺设通信信道，大大节省投资，维护工作量少，可灵活实现“即插即用”。目前，国内10 kV以上电压等级的高压电力线载波技术已经较成熟，但低压电力网络上的载波通信还未能达到令人满意的水平，这在一定程度上制约了电能计量自动抄表技术在我国的实际应用。

（二）GPRS通信。GPRS是一项高速无线数据传送技术，数据是以“分组”的形式通过GSM 系统的空中信道传送的。相对于以前曾采用的无线通讯技术具有明显的优势。首先电力部门不需要为GPRS建立网络，一次性投资小。其次，GPRS移动通信网络完善，覆盖面大，受外界因素影响小。第三，GPRS网络基站较多，冗余度高，不会出现局部瘫痪的局面。第四，GPRS传输速率高，其数据传输速度理论峰值可达115kps，远远高于230MHz无线通讯，有利于采用更高智能的终端设备。第五，GPRS拥有全国统一的网络，便于相邻电网之间的数据交流。

四、结束语

电力营销效率的提高，取决于营销部门对配网信息、用户现状和需求的了解程度，以及对各种数据分门别类加以采集分析并有效利用。电能计量自动抄表系统，能够充分采集用户的各种数据信息，对数据进行集中存储和统一分析，对于加强需求侧管理，具有重要意义。

参考文献：

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[2]袁建英.用电信息采集系统高级应用构想[J].电力需求侧管理，2011.

[3]陈琦，李小兵，曹敏，等.电力用户用电信息采集系统建设的研究与探讨[J].陕西电力，2011.

[4]朱彬若，杜卫华，李蕊.电力用户用电信息采集系统数据分析与处理技术[J].华东电力，2011.

作者简介：

张少敏 华北电力大学 女 教授、硕士生导师 博士 河北 保定 网络信息安全、电力信息化。

何炳哲 国网衡水供电公司 男 工程师 硕士 河北 衡水 用电信息采集、信息系统。