浅议远方抄表在电力负荷管理应用中的问题及解决办法

陈健洪

摘 要：主要介绍了远方抄表系统的定义、组成和功能，分析、讨论了远方抄表系统中的RS-485系统和GPRS系统在电力负荷管理应用中存在的问题，并提出了相应的解决措施。

关键词：远方抄表；RS-485；GPRS；电力负荷管理

中图分类号：TM769 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.108

目前，电力负荷管理系统主要集中开发综合数据的采集和分析，以满足电力市场用电管理的要求，而远方抄表又是电力负荷管理中最基本和最主要的功能。

1 远方抄表

1.1 远方抄表系统的定义

远方抄表系统是自动抄表技术+通信系统形成的一种自动检测系统。远方抄表属于电力负荷管理系统中的功能型子系统，能将用户端的电能计算值通过通信技术传送至测控中心，且能自动归纳、分析和处理接收到的计量信息，并计算费用。

1.2 系统的组成和功能

系统的组成部分包括具有自动抄表功能的电能表、抄表集中器、交换机、远方抄表计算机系统和通信系统。其主要功能有以下5种：①正确识别电表上显示的数值，并将数值传送到测控中心。②测控中心可直接抄读现场用户的电表书，还可批量或有选择性地抄读，并自动保存抄读的历史数据。③对抄收到的电表数值进行统计、计费和双地址存储，并建立详细的用户用电档案。④进行现场或远程用电校对，快速查询用户的用电量。⑤对电表数值进行分段式抄读、分时计费，可实现在电网负载峰谷时段的峰谷电价计费。

2 RS-485系统中存在的问题和解决办法

2.1 在电力负荷管理应用中存在的问题

负控终端与多功能电能表之间多采用RS-485系统。该系统采用了平衡发送和差分接收，具有较好的抑制共模干扰的能力，且灵敏度较高。但RS-485总线在适应性、抗干扰和通信效率方面存在不足，一旦细节处理不当，就会造成通信的失败。RS-485通信时主要存在的问题有以下6点。

2.1.1 数据收发时序混乱

RS-485的总线采用半双工的通信方式，收、发不能同时进行，从数据发送完成到数据的接收会存在一定的延时。比如，在一些电能表延时不足的情况下，当主站发送请求命令时未回到接收状态，电能表已经完成了码字的发送时，将导致通信失败。

2.1.2 对帧的起始符判断错误

RS-485采用数字异步的通信方式，接收时可能无法准确判断哪一个字节是从哪一帧数据的开始，而判断不按照T645中的68H依据进行时，接收到的数据会发生同步错误。此外，总线上还存在干扰信号，进而导致485芯片持续接收杂乱数据。

2.1.3 奇偶校验位判断、帧结束符不合理

RS-485在通信时，一般会对接收的数据按收、发双方约定的奇偶校验位检错，剔除错误数据，并等待发送方重发。但如果软件员在编程时，没有根据接收到的数据的长度和结束符“16H”及时结束数据并接受任务，则会造成通信失败。

2.1.4 接口线路存在问题

在RS-485的实际应用中，会对接口电路进行保护、滤波，比如保护二极管、热保险丝和电容等，但有些措施可能存在一定的负面影响。

2.1.5 雷电和静电造成的干扰

RS-485总线的传输线采用双绞线，在雷雨季节，传输线常因雷电而引起瞬变干扰，进而损坏RS-485的收发器。

2.1.6 传输线与阻抗不匹配

信号在传输线上传送时，如果遇到阻抗，则会出现反射现象，进而影响信号的远距离传输。

2.2 解决办法

具体的解决办法有以下5点：①选择科学、合理的RS-485收发器。②需要对雷电进行设防，选择具有故障保护的器件，从而提高系统的可靠性。③对各站的串联通信电气接口与其他站进行光电隔离；减少电辐射干扰和终端匹配不完善引起的反射；传输线应与阻抗相匹配，以消除反射现象。④在安装RS-485系统时，要单独敷设传输线，使强信号与弱信号尽量相交，从而最大限度地降低电磁耦合。⑤合理布局网络，保证信号的连续性，并完善保护措施。

3 GPRS系统中存在的问题和解决办法

3.1 在电力负荷管理应用中存在的问题

3.1.1 终端登录主站困难

终端登录主站困难的主要原因包括SIM卡本身的质量问题、无GPRS通信功能、欠费、终端APN参数设置错误、终端处于串口通信状态、GPRS模块存在问题、模块与终端接触不良、安装处的信号差、地址空间不足和网络中某个基站存在故障等。

3.1.2 登录后常掉线

登录后经常掉线的原因有以下4点：①由于GPRS网络信号的电平较低，导致终端登录网络困难。②如果GPRS设备与主站之间长时间没有发生数据交换，则数传链路会被网络运营商的基站自动挂断。③由于GPRS终端的低温性能不稳定，导致高频段下系统射频部分不稳定，进而引发频繁掉线。④GPRS终端存在质量问题。这主要是因为GPRS终端的生产制造工艺存在问题，或因无人看守而造成终端损坏等。

3.2 解决办法

针对GPRS系统中存在的问题，可采取以下2种方法解决。

3.2.1 登录主站困难的解决方法

应在实验室设置通信参数、安装SIM卡，并将能顺利登录主站、安装好SIM卡的终端送至安装现场；要求供货商提供具有统一规范接口的通信模块备件。

3.2.2 掉线问题的解决方法

在设计网络时，应保证网络信号的强度能维持正常的网络传输；终端应确定合理的“心跳”时间，以保证终端与基站的持续性连接；在实际应用中，应根据主站下发的通信参数修改“心跳”时间；制造厂应对GPRS通信模块进行高低温的试验，筛选在-25～70 ℃环境下可稳定、可靠工作的通信模型；GPRS终端必须能自动拨号，并在断线后可自动重拨，且网络环境不稳定时能自动恢复通信。

4 结束语

远方抄表RS-485系统和GPRS系统在电力负荷管理中应用是十分重要的，具有明显的优势明显。因此，需要加大对远方抄表系统的应用，重视并及时解决系统应用中存在的问题，从而有效推动电力事业的发展。

参考文献

[1]佟利民.远方抄表在电力负荷管理应用中的问题及解决办法[J].品牌与标准化，2012（8）.

[2]王宗宇.远方集中抄表系统在福建省金湖电力公司的实现与应用[J].中国科技博览，2012（26）.

〔编辑：张思楠〕