城镇居民电能信息采集通信方式的选择

白杨，蔡徵薇，张晓兰

摘 要：随着社会的发展和不断进步，我国开展了现代化建设。电网的建设既是现代化建设中重要组成之一，又是人们日常工作、生活的重要保障之一。科学技术水平的提升促进了各个领域的发展，电网建设也变得更加智能化、信息化。在建设智能电网时通常采用多种智能测量终端，这就将采集电能信息数据的重要性凸显出来，尤其是通信方式的选择。对此本文对城镇居民电能信息采集通信方式进行了分析。

关键词：信息采集；远程通信；本地通信

电能信息采集系统随着计算机网络技术的发展得到了完善，可以通过对配变、用户电表的数据等进行远程采集，并在主站端显示数据，调度人员可以实时对线路的负荷情况进行监控，并对供电情况进行调整控制，从而实现供电可靠性的提高。通常进行电能信息采集的系统系统可分为远程通信、本地通信。其中远程通信主要是在现场终端与主站系统见传输电能信息，具有可传输距离远等特点。而本地通信主要是在现场的设备仪表和现场终端间传输数据。将本地通信与远程通信进行有机结合可以在整个通讯系统传递信息。

1 远程通信

红外通信技术、光纤通訊通信技术、Modem通信技术等都属于远程通信技术，当前阶段因为远方电能采集系统拥有较多种类，因此在设备技术、实现方式、使用环境和适用范围等也不相同，且每种种类均具有自身的优点和缺点。科学技术水平的提升促进了计算机技术的进步，今儿出现了多种新型的远方通信技术，如无线扩频通信、以太网通信技术等。

1.1 GPRS方式

通用无线分组业务简称GPRS，可利用GSM网络升级来实现，一般为2.5G。但是在实际使用中，GPRS的速度值未能达到预期的理想速度，一般情况下为14.4K至43.2K。采集到的电能信息可以利用GPRS网络通信技术实时的上传到上位机，上位机通过智能化的分析这些数据，进而监测线路。但是GPRS技术具有通信费用较高且易受通信网络限制，致使无法保障其可靠性，因此当前阶段该技术主要作为补充方式进行应用。

1.2 GSM短消息的电能量采集系统

GSM短消息电能采集系统可划分为三部分，局端通信计算机即上文所说的上位机，GSM短信息采集器，以及作为采集终端的智能电表。可将此三部分划为两层结构，其中采集器和上位机为上层结构，通过星形网络在二者间进行数据的通信，并利用GSM进行短信的收发，进而在采集器和上位机间传送信息。而采集器和智能电表为下层结构，可通过485通信等方式进行二者间的通信。采集器的功能主要有：抄表、处理短消息数据、报警和监察用电情况。

1.3 选择原则

在实际工作中选择远程通信的方式应结合具体情况，并充分考虑这几点因素。该通信方式对应用的需求是否可以切实有效的满足，不仅要考虑该通信方式的性能，还应考虑七通信的数据量、宽带以及可靠性。进而使选择的通信方式既可以采集大量用户的电能信息，还能够满足管理需求，并在一定程度上具有安全性、可靠性和稳定性。在选择通信方式时还应考虑当前地区的地理位置、地质地貌、周边环境等，从而使选择的通信方式较好的适应实际情况并满足实际需求。尤其是无线通信方式的选择，更应考虑地区是否可以满足无线需求。最后还应充分考虑资金问题，如该通信方式的建设成本以及后续运行的费用和维修养护的费用等，从而实现经济效益。

2 本地通信

本地通信技术主要包括小功率无线发射装置现场通信技术；小型大功率无线电台远程无线通信；RS485总线通信技术；低压电力线载波通信技术等。

2.1 RS485总线方式自动通信系统

RS485总线方式主要包括为单RS485总线方式和双RS485总线方式两种。其中单RS485总线方式主要用于城市居民小区和较密集的商用楼，双RS485总线通信方式适用于城市较分散的商业用户和居民用户。

单RS485总线通信系统优点主要体现在技术简单、成熟，易于实现，通信可靠性高；在采用这种通信方式时，一般采用多块表集中抄收的方式，这样不仅降低了每户成本，同时也降低了整个系统造价。双RS485总线通信方式由于采用了双RS485总线结构，其特点体现在数据传输速率高，可靠性高，为了提高脉冲传输的可靠性，一般在电能表内设置了RS485转换模块。

目前，使用的485通信一般都是双极性的A、B线通信方式，这种方式可以满足电能信息采集的要求，保证数据传输的稳定性和准确性。但是双极性的通信方式存在一个弊端：双极性线给网络的组建和调试工作增加了工作量，假如现场总线有极性接错的地方，则造成数据不能传输，而且排查维修比较麻烦。为了解决这个问题，可以选用无极性485芯片，这样可以避免这些问题。

RS485通信方式的缺点包括以下几个方面：（1）现场施工布线工作量大；（2）通信网线易遭到破坏，而且故障点不易查找；（3）通信容易受到雷击和过电压的影响，破坏通信质量。

2.2 低压电力线载波通信系统

影响电力线载波传输质量主要有两个因素：一是电力网络的阻抗特性及其衰减，另一个是噪声的干扰。第一个因素制约着信号的传输距离，第二个因素决定着数据传输的质量。

由于用户的用电设备包含大量的配电变压器和变频设备，低压电力网的通信容易受到这些设备产生的噪音的干扰，严重影响载波传输通道的环境。故需要选择合适的载波技术减少随机噪声、频谱噪声或者工频噪声产生的干扰。目前常用的载波技术包括基于FSK调制技术、扩频技术及过零技术等。基于FSK的调制技术的特点主要表现为采集模块成本低，容易实现，但抗干扰和抗谐波能力较弱。基于扩频技术的采集模块的特点主要体现在：具有宽带传送的扩频技术提高了系统的抗干扰能了，使得整个系统的可靠性相应提高。在实际应用中，无论采用基于FSK调制技术还是扩频技术等，都需要考虑不同电网结构及对应的不同变化的负荷需要而选择合适的通信方式。

电力线载波通信系统的主要特点包括以下几个方面：（1）充分利用电力线资源；（2）不需要重新布线；（3）成本低，经济效益好。

电力线载波通信系统的缺点主要包括以下几个方面：（1）局限性：高频载波信号传输范围只能限制在一个台区域内，不能实现跨台传输信号，如果想跨台传输，需要借助其他通信手段；（2）低压电缆本身的结构、介质和负荷的变化会造成载波信号容易受到干扰，无法实现全天候电能表可靠抄送，只能通过中断等其他技術方法解决；（3）单表模块的尺寸和成本限制了模块可靠性和稳定性的进一步提高，从而影响到整个系统性能的提高。

电力线载波通信技术以电网为载体，稳定性与电网拓扑结构、电网阻抗有关。目前，节能变频技术的广泛应用，使得电网阻抗会发生变化，对载波通信方式影响较大。

2.3 选择原则

在选择本地通信方式时应考虑这几点因素，首先便是工程施工的问题，充分考虑该本地通信方式进行施工时其工作量以及工作难度等问题。其次是考虑该通信方式运行时的工作量以及后续维修养护工作量。最后是考虑该通信方式是否具有可靠性，如该通信方式在实际工作时的稳定性以及通信的成功率等，需具有较好的执行能力和长期的稳定性。

3 结束语

计算机技术、通信技术等技术的发展和进步，促进了电力企业的发展和进步的同时，也为电力企业开展电能信息采集工作提出了更多更高的要求。尤其是通信可靠性、通信效率以及通信管理在内的通信技术水平。因我国幅员辽阔、人口众多，因此各区域用电情况均不相同，且具有多样性和复杂性。所以在进行通信方式的选择时，应根据实际情况和具体需求进行选择，并根据远程通信、本地通信中的各种通信方式的特点进行选择，充分考虑通信的稳定性和可靠性与安全性，确保通信的成功率。通过较好的开展城镇居民电能信息采集工作促进电力行业的发展，进而促进我国经济的发展，促进我国综合国力的进一步提升。

参考文献

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