电能计量信息采集中的通讯技术应用

张晓明

摘 要：随着我国经济的发展，电网的逐渐完善，对电量的需求也越来越大。但在确保量增大的同时，质也被人们格外关注，对供电和用电的新要求，使得电力系统的安全性和稳定性成了首要关注对象。而电能作为电力系统中不可或缺的一部分，它的质量和稳定影响着整个电力系统。而信息的采集在电能电力里有重要的意义，他能维持电力系统高效运行，并且减少耗能，对发展绿色经济有着重大作用，所以各个有关企业开始重视电能计量信息的采集，对电能计量信息采集技术的质量提高也有了更大投入。本文就电力电能计量信息采集的基础上，重点讲解通讯技术在其中的应用。

关键词：电力电能；信息采集；通讯技术

中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）20-0072-02

1 引 言

在科学技术不断进步的时代，通讯技术得到了关键性的突破和发展。并且通讯技术也被广泛运用到各行各业中，在电能计量的信息采集中，通讯技术展现了强大的优势。具体体现在通讯技术将信息采集以及信息数据的准确和精确性大大提升，也提供了在一些电力系统问题的高效快捷键，使得电能系统在进行计量工作时效率高又节能，对电力系统的稳定性和持续性给予了一个长期、有力的保障。

2 通讯技术的分类

一般的，电能计量信息采集中的通信组网分为两部分，一種是本地通信；一种是远程通信。电能计量信息依靠这两种通信组网就可以在远程在线完成采集，而且信息的准确度非常高。

2.1 本地通讯

本地通信指的是电能用户的具体电能计量的智能装置以及电力系统进行信息采集的终端之间的数据通信，简单来说，客户电能计量装置与系统采集终端间的数据通信就是本地通信。不过由于电能计量在信息采集中的不同应用，所以本地通信之间也会存在较大差异。例如采用RS485总线的通信方式，就能简单而方便地对公用或者是专用的变压器进行信息采集，但若利用本地通信来进行居民的电能信息采集，相比较起来，就会复杂繁琐，需要多种通信方式集合起来进行采集。组成本地通信的通信方式有很多种，总的来说，包括RS485总线通信方式、低压电力线载波方式以及微功率无线通信方式等。其中，RS485芯片质量决定了RS485总线通信的通信质量，RS-485芯片必须保证接收器输入端输入电阻为12kΩ或以上、输入端电容低于50pF且输入灵敏度可达到200mV，同时驱动器可输出共模电压为正负7V，若配置120Ω终端电阻时有32节点数，则驱动器还可输出不低于1.5V的电压。窄宽带和宽带是低压电力线载波通信方式中两类。被成为小无线通信的微功率无线通信方式，是发射功率不大于20MW且使用频率433/470MHz的无线射频通信。微功率无线通信方式的代表就是蓝牙技术，因其设备简单、方便且有较强的抗干扰能力，所以在微功率无线通信方式中应用的最多，在电能计量信息采集方面有重大的作用。

485通讯网络在电能计量数据信息采集系统中是最常用的数据通讯网络形式，虽然这样网络通讯方式从通讯速度及稳定性来说，都足可以满足现有数据采集的技术要求，但因为总线极性的唯一性（如图1），在网络组建施工过程中的验证和调试工作就增加了很多工作量及工作难度，而且如果现场总线极性一旦有一个点接反也会造成不能通讯的情况。

某公司在电能计量数据信息采集系统中，采用了一种新的485通信系统的数据收发芯片，发送和接收的数据传输率可高达2Mbps。485芯片为半双工型，485芯片有驱动使能和接收使能管脚，当关闭时，驱动和接收输出为高阻。相比旧的485芯片，某公司采用的芯片优势在于可以反接通讯（即不分输入端和输出端）。极大的改善了旧通讯芯片的漏洞。

2.2 远程通讯

远程通讯指的是系统公站与系统采集终端间的数据通讯，其中主要包含了公网通讯方式与专网通讯方式，首先公网通讯是通过一个由利用专用线和光缆等通讯资源并与有线电话网、联通CDMA、移动GPRS和城市宽带网络等传输数据相组成的一个通信网，所以公网比专网具有更大的覆盖面积，并且整体运行更加稳固；而专网通信主要是指能满足一些行业部门、电力公司的单位和车间的生产流程情况，以及相应的部门技术组织管理的监督，能够通过实时的通信结合让部门人员进行指挥和调度通信网络，更加具有专用性，所以专网通讯也更加注重某些部门和行业的内部隐私和信息的安全保障，对安全指数看的更高。远程通信的进行数据传输工作的基本要求就是可靠性和安全性，还有就是在实现实时性电价等基础上对通信资源进行合理的选择，来建设一个完整、完善的通信链路。众多无线专网中，230MHz无线电通信因为通信环节少、效率高，并直接由终端与主站电台通信，所以被国家无线电委员会规定为230MHz无线专网，同时设定230MHz无线电通信采用的拼点为220～240MHz频段范围，并被运用于早期的电力负荷管理系统中。230MHz无线电通信为双工拼点，并可通过异端半双工方式实现两个频点的收发，而存在于两个频点之间的保护频段对于发射机与接收机间的干扰防御有很大作用。建立可靠的230MHz无线电通信网是为了更好的进行信号场强测试以及电波传播特性的实地研究，因为230MHz无线电通信在220～240MHz频段的传输会受到许多诸如地形等阻挡物的影响，这对于计算分析信号传输特性与实际结果会产生极大的差异。

2.3 光纤通讯技术

光纤通信网络技术指的是以电力通信规划为基础，用光纤为信道的电力系统而形成的内部通信网络技术。

光纤通讯是目前最常见，也是运用最广泛的一种通信技术，同时技术方面也是最成熟的。

2.4 微功率无线通讯技术

微功率无线通讯是指在限定的范围内，收发双方发送功率并通过无线电波进行信息的传输。所以微功率无线通讯技术有相当广泛的定义范围。一般来说，微功率无线通讯先通过发送端进行编码与调制待发送的数据，然后进行数模转换与信号调理以及发射，再通过接受端接受信号并进行滤波及增益调节，最后实现模数转换解调以及解码输出并完成整个通信过程。微功率的名称也是对比出来的，相对发射功率较大的无线通信设备而言，也就产生了微功率。较大功率一般包括PHS、CDMA、GSM、电视信号塔等，常见手机的发射功率也在2W左右，而微功率的通信设备，发射功率是低于100MW，并且还限制着功率谱密度及散射功率等相关参数。

2.5 主流微功率无线通讯技术

熟悉的ZigBee技术以及蓝牙技术就是主流微功率无线通讯技术。

ZigBee是在IEEE802.15.4标准基础上发展的扩展集，ZigBee技术作为新兴的无线通信技术，具有自组织、距离短、复杂度低，功率与成本低等特点。现实中，ZigBee技术对于大规模网络化集抄而言是有相当重要的意义的，通过ZigBee技术只需要很短的时间就可以集中庞大网络中的数据，这也是ZigBee优于其他形式的集抄手段的重要表现。

藍牙技术因为使用2.4GHz的ism频段为其工作频段，所以使用不需要申请，可全球自由使用，这就使得客户获得了很大的便利。利用蓝牙技术可以实现语言与数据的近距离传输。而且由于其频道采用每秒1600跳的跳频速率以及频道间隔23个或79个IMHz的时分双工方式，大大提高了蓝牙系统的抗干扰能力，让蓝牙系统在设备简单的基础上还具有优越的性能。

3 电力企业的通讯现状

近年来，我国思想理念的进步，使得节能减排的市场经营理念与可持续发展的国策相结合，为了让电力企业开展智能化发展，需要电能计量信息采集通讯技术的应用能够实现自动化的。在国家的号召下，电力企业开始全面的发展提升，但随着电力企业在通讯技术的使用，弊端也随之出现，电力企业对于电能计量系统如何科学应用不了解，认为只要是通过通讯技术应用的自动计量就可以了。缺乏对电能信息准确记录的意识，再加上很多企业还存在着相应的电能信息报表数据出现误差，从而影响了整体工作。设备工具的老化与落后，基础设施的不完善，缺少专业的维修人员，使得很多设备存在安全隐患，对管理和规章制度的疏忽，也在一定情况下，影响了电能计量信息采集工作。

4 结束语

现代科学的进步，使得通讯技术在电能计量信息采集中的作用越来越明显，优势也不断的发挥出来。虽然电力企业还存在着一系列的问题，但还是取得许多成果。相信随着我国现代化的进程的逐渐完善，通讯技术在电能计量信息采集方面的应用也会越来越成熟和完善。

参考文献

[1]冯勇军，李明霞.电能计量信息采集中的通讯技术应用[J].科技创新与应用，2018（1）：100～101.

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[3]陈少俊，梁 昕，王泽朗.电能计量信息采集中的通讯技术应用[J].通讯世界，2016（6）：152～153.

收稿日期：2018-6-3