（国网河北供电公司邢台供电分公司 河北邢台 054000）
摘要：用电信息采集系统是建设智能电网的重要组成部分，稳定可靠的通信系统是至关重要的环节。本文介绍了某地用电信息采集远程通信系统的建设方案，利用EPON技术和McWiLL技术有线/无线互补方式实现居民用户用电信息的采集，对智能电网用电环节的通信方案建设具有一定的借鉴意义。
关键词：用电信息采集；远程通信
一、用电信息采集通信系统构架及技术
1.1用电信息采集通信系统构架
用电信息采集系统通信架构分为远程通信和本地通信。目前可用于用电信息采集系统的远程通信网络主要以光纤专网、无线专网和GPRS/CDMA/3G无线公网等通信技术为主，以中压载波等通信技术为辅。常用的本地信道方式主要为以太网、低压宽带/窄带电力线载波、微功率无线通信等。用电信息采集系统通信架构如图1所示。
1.2.2McWiLL技术
McWiLL（多载波无线信息本地环路）是国内自主研发的集智能天线、增强零陷、频空联合检测等核心技术为一体的宽带无线通信系统，支持用户在数据业务上的移动、漫游、切换等功能。
二、某电力用户用电信息远程通信系统建设方案
2.1总体方案
某城区集中器主要安装在公变台区，公变台区以柱上变压器为多，少量箱式变，10kV线路以架空线路为多，地埋、管道电缆为少。光缆敷设条件以开发区新区为好，老城区相对困难。因此用电信息采集的远程通信系统考虑采用光纤（EPON）+无线通信（McWiLL）方式覆盖所有公变台区，敷设条件好的10kV线路敷设光缆，敷设光缆困难的线路所带公变台区则采用无线通信方式。无线专网系统中无线基站主要设置在现有的变电站、微波站及二级机构的通信机房内，在集中器上配置无线用户终端模块，该模块与无线基站采用空中无线接口通信将用电信息传送至无线基站，再直接或经由专用通信网络接入到用电信息采集系统主站系统。
2.2EPON系统组网方案
2.2.1组网方式
根据某城区配网10kV线路特点和公变台区分布情况，EPON组网结构主要采用“树型”结构和“手拉手”两种方式。“树型”结构连接容易、管理简单、维护方便，但系统网络可靠性较低，一旦主干光缆中断，整个或局部网络将会随之中断。工程中主要为低压用户的用电信息采集，其业务类型为安全Ⅲ区业务，对可靠性的要求一般，因此主要采用树型结构。
2.3无线通信系统
2.3.1无线通信主站
无线基站站址选择应尽量满足：①交通方便、市电可靠、环境安全；②在市区楼群中选址时，应避免天线附近有高大建筑物阻挡；③在建网初期设站较少时，选择的站址应保证重要用户和用户密度大的用户有良好的覆盖；④应尽量选择现有电力公司、变电站为接入点，并利用其机房、电源及铁塔等设施。
电波在传播过程中的衰减可根据电波传播模型计算得到的。根据McWiLL工作频率的电波传播模型COST-231Hata模型规划基站覆盖半径为1.89～2.82km。
2.3.2无线终端
某用电信息通信无线远程通信的采集点为公变台区的集中器。集中器一般采用ARM系统平台，负责数据采集及上行规约实现。ARM系统平台用RS232接口与GPRS/CDMA/以太网模块连接作为上传通道接口，通过RS-485/PLC/微功率无线方式与表计连接。本工程集中器厂家将McWiLL终端模块芯片集成为符合国网用电信息采集规范的集中器通信模块，直接安装在集中器上，通过空中无线接口将用电信息传送至无线基站。
三、工程实施
3.1工程规模
某电力用户用电信息采集远程通信系统光纤通信方式共计建设12台OLT和288个ONU终端，共敷设光缆162km；无线专网通信方式共计建设4个基站和388个无线接入点。
3.2光缆敷设和分光器的安装
某城区光缆主要沿10kV架空线路敷设，在部分穿越街道和居民小区时，采用顶管和地埋方式敷设。架空光缆的分光器采用平面波导微型模块式光分光器，安装在光缆接续盒内；地埋光缆的分光器采用盒式光分光器，直接安装在光交接箱内。
3.3基站和无线终端的安装
无线基站设备安装在电力现有机构的通信机房内，利用现有的通信直流电源，天线系统安装在现有电力微波铁塔和楼顶新建的增高抱杆上。无线终端安装只需将集中器上通信模块更换为McWiLL通信模块即可实现，但对于信号较弱的接入点和安装在地下的集中器，则采用增加天线增益、延长天线长度等手段实现无线通信的有效覆盖。
3.4工程经济效益
工程中EPON系统的建设需在城区内敷设光缆，实施难道较大、施工周期较长，地埋光缆的管道建设增加了施工费用；无线系统主要建设基站系统，无线终端只需更换集中器上的通信模块，施工相对简单快速。本工程中实现单个台区集中器的光纤通信方式与无线通信方式造价比值约为5.3∶1。目前工程进入试运行阶段，信道安全可靠，但敷设的光缆易受市政建设和配网线路调整的影响；专网专用，但易受环境影响。
用电信息采集远程通信系统中，可以根据不同的场合和地域环境建设合适的远程通信方式。在城区内已经形成完善的城市配电网络且具备光缆管道或架空线路资源，敷设光缆条件较好区域，同时考虑采集用户的重要性或要求较高采集成功率的用户，可优先采用EPON光纤专网技术。对于城区无光缆敷设资源的区域以及城市郊区、城镇等，由于光线敷设成本较高，光纤通信的经济性不足，同时考虑采集用户的安全性，可采用无线专网技术。
总结
某城区利用光纤EPON技术和无线McWiLL技术互补方式实现了居民用户用电信息的采集，具有一定的工程借鉴意义。智能电网用电环节的远程通信的建设需因地制宜选择合适的通信方式，灵活实现多种用电终端的通信接入。
参考文献：
[1]潘克菲，沈军，徐张健，等.城镇居民电能信息采集通信方式的选择[J].电力系统通信，2010.
[2]尹向东.EPON技术在用电信息采集远程通信中的应用[J].电力系统通信，2010.
论文作者:王海凤,刘佳,韩艳美
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/21
标签：通信论文; 光缆论文; 集中器论文; 方式论文; 信息采集论文; 基站论文; 通信系统论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;