自动抄表技术在电能计量领域的应用

穆士留　陈学良　周志辉

摘要：社会对电力的需求越来越大，电力运营商、电力用户都对电能管理技术提出了更高的要求。自动抄表系统的电能抄表速度、电能数据的处理效率、数据计量的准确性使得自动抄表系统在现代电能计量领域得到了广泛应用。文章在分析对比自动抄表系统和传统人工抄表模式之后，分析了电能自动抄表系统的结构组成以及自动抄表技术的安全性。

关键词：自动抄表技术；电能计算；数据综合通信系统；电力需求；电能抄表速度；电能数据 文献标识码：A

中图分类号：TP274 文章编号：1009-2374（2016）09-0049-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.023

1 概述

电能自动抄表系统指的是自动收集、传送和处理用户电能计量数据，和传统的人工抄表相比，极大地提升了抄表效率、降低了管理成本。传统的电能计量全靠员工定期手动在现场计量数据，这种人工计量方式落后、计量效率低下，而且在准确性和实时性上远无法满足现代工业的需求，不便于电力行业的电能管理。

伴随着我国经济的高速发展，电能用户、现代工业对电能计量系统提出了更新、更高的要求。在这种情况下，电能自动抄表系统应用而生。它的出现克服了手动抄表的缺陷，提升了电能计量统计效率，加快了电能管理的现代化发展，改善了现代电能服务质量。

2 电能自动抄表系统的结构以及特点

电能自动抄表系统作为一种分布式系统，首先通过数据收集器把用户、企业的使用电力数据进行收集，把采集到的数据使用通信网络传送到集中器，数据集中器的功能主要是抄表和中转，集中存储的计量数据通过上行通道传送到电能自动抄表系统中，进而进行电能数据的进一步处理。典型的电能自动抄表系统的组成主要包括三部分：前端电能自动采集、数据综合通信、电能数据统计分析。

2.1 前端电能自动采集系统

根据对电能计量收集数据方法的不同，可以将电能自动抄表系统分为本地和远程自动抄表系统。本地自动抄表系统通过把用户的使用电量数据转变为红外信号，抄表员工只需要携带抄表计算机就可以做到数据的收集。远程自动抄表系统是将用户的使用电量数据以脉冲的方式向上级采集设备传输。

同时，因为对传统电表的改造方式不一样，用户的电能自动采集设备、采集系统的数据传送方式也有所区别。对于老式电表用户，这些电表使用的是脉冲式传送数据，这种传送方式的传送距离非常有限。一旦超过传送距离，脉冲信息将会衰减，导致数据失真，无法实现实时监控。所以为实现远程监控，把前端电能采集到的数据首先使用载波采集器进行转换，把采集到的数据转换为光纤通信数据，从而实现长距离传送。

2.2 数据综合通信系统

数据综合通信系统是将前端电能自动采集系统采集到的电能数据传输到载波集中器，然后再通过通信通道将数据传送到控制中心，从而实现对用户电能数据的统计。根据通信介质的差异，可以将通信子系统分为光纤、无线、电话线、低压电力线载波线路通信等。

2.2.1 光纤线路通信。这种通信模式的特点是传输快、传送远、抗干扰，但是其安装成本较高、结构复杂，对于分散数据而言，不利于集中传送，因此主要是用于对重要数据的传送。

2.2.2 无线通信。对于那些很分散而且分布范围广阔的用户，非常适合使用无线通信。这种通信技术的传送距离远，其原理是通过使用特定频率波段把分散用户的电能数据进行通信传播。同时随着无线通信技术的日渐成熟，远程无线通信技术得到了广泛的应用，但是它的检修维护难度较大，而且容易受到其他波段信号的影响，从而降低传送数据的精确性。

2.2.3 电话线通信。这种通信方式指的是使用电话网络来传输电能数据。这种通信传输的投资少、安装简单，只需要在电能数据的发射、接受两端安装调制解调器即可。同时这种通信方式的传输速度高、可靠性强，因此在我国目前这种方式是最主要的。但是，电话线通信受到网络的影响较大，可能会发生通道堵塞，导致电能数据的延迟传输。

2.2.4 低压电力线载波通信。这种通信方式主要是利用低压电力线来作为数据的传送渠道。电力线载波利用的是配电网络作为信道，不用租用通信线路，也不会发生频段被占用的情况。同时降低了电能抄表成本，便于电力的综合运营管理，有非常广阔的发展前景。

根据自动抄表系统的线路结构的差异性，还可以把通信系统划分为星形和总线形通信系统。其中星形通信系统的中心是中心处理工作站，它是以一种发散的形式将通信通道和集中器相互连接，从而产生的一种一对多的结构，这种系统的通信数据量大，所以对通道的信息传输速率有一定的要求，因此，无线通信、无线通信以及电话线通信都是用的是这种通信系统；为了弥补星形通信系统的不足，开发出了总线形通信系统，这种通信系统通过串行线路将各个分散点的电能数据采集器相互连接，从而将各个结点相连，总线形通信系统的特征是通信传输速率低、传送距离不长、通道结点多，所以这种通信系统大都用来采集集中器、采集器的数据，低压电力线载波使用的就是这种通信系统。

2.3 电能数据统计分析系统

由于我国目前大部分的数据通信系统是电话线通信，电能数据在通过电话线通信系统传输后，到达电能数据的系统终端。经过调制解调器把电能数据的载波信号转化为可供计算机识别的数字信号，同时计算机会以二进制的方式进行电能数据的统计分析，最终在数据终端统计系统当中自动生成对应的电能数据表格、数据曲线，这种直观性的电能数据统计方式由主电力运营商对电力进行合理经济的分配，从而确保电力的合理运行，提升电力系统的供电安全可靠性。

3 自动抄表技术的安全性

为了提升电力供给的可靠性以及用户电能数据传送、处理的准确、实时性，需要提高自动抄表技术的安全可靠运行。自动抄表的安全性主要体现在自动抄表过程的可靠性、传送通信系统的安全性和终端统计系统的安全性。

3.1 传输通道的安全性

自动抄表系统对用户电能数据的自动收集的一个重要保证就是传送通道的安全可靠性。为保证传送通道的可靠性，需要定期检查维护电能自动采集载波前端和终端，而对于有安全隐患或者已经出现故障的装备要及时进行维修、更换，以防电能数据统计出现问题，带来麻烦。在传输电能数据过程中，在确保自动抄表系统的前端数据的可靠性的同时，还要确保载波转换器、载波集中器和通道网络的安全以及通畅。

3.2 终端数据统计系统的安全性

终端数据统计系统作为电能数据统计最重要的处理单元，一定要保证计算机网络的安全性、中心处理子系统的安全性，其中的安全隐患主要出现在以下方面：黑客的侵入、病毒的危害、工作人员的操作失误、计算机网络系统的漏洞。为了提升终端数据统计系统的安全可靠性，需要采取适当的预防措施：提升系统的防火墙、灵活使用登陆密码、提高员工的身份认证、限制控制访问、安全漏洞扫描、防止信息泄露等技术，从而保证数据终端系统的可靠平稳运行，改善电能数据的处理速度、效率。同时还能够提升电能运营商的运营信心，提升电能的分配效率。

4 自动抄表技术的应用

第一，伴随着我国电力改革的深入，一户一表的政策基本被落实，电表数量的激增，使得以往的手动抄表方法无法满足电力运营商的需求。而自动抄表技术的出现解除了手动抄表方式的障碍，比如效率低、工作量大、成本高，自动抄表技术的普及降低了企业的成本。

第二，有助于电力运营商分析统计电能数据，计算机与自动抄表系统的相结合，使得电力运营商能够及时了解到用户的电力使用情况，便于运营商对电能进行经济分配。

第三，便于电能运营商进行电费的结算。通过使用自动抄表系统，用户的电力使用情况在几分钟内就可完成，确保了电能抄表的准确性，将电费结算的过程简单化，无需一家一户收取电费。

第四，自动抄表系统的使用，使得店里工作人员无需登门抄表，这样既不会对用户造成打扰，也减少了员工的工作量，提高了准确性，避免了和用户的纠纷，提升了电力运营商的服务质量。

5 结语

伴随着我国电力事业的快速发展，传统的手动抄表方式已经无法满足现代电力运营商和电力用户的需求。自动抄表技术的出现极大地改善了传统超表方式的高成本、低效率问题，提高了电力运营商的服务质量，提升了电力行业的经济效益。在自动抄表技术的推广下，已经做到了一户一表，实现了对电能数据的自动采集、自动传输、自动处理，提高了电能数据的准确性和实时性。本文在介绍自动抄表系统的结构组成之后，提出了电能载波数据的传输方式，分析了自动抄表系统的安全可靠性，提升电能数据的统计能力，最后分析了自动抄表技术在电能计量领域的应用。自动抄表技术的使用在方便电力用户的同时，还有助于提升电力运营商的服务质量、改善企业的形象，对于改善企业的管理、减少成本有积极意义。

参考文献

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（责任编辑：蒋建华）