摘要:电能计量是现代电力系统中的重要营销环节,传统的电量结算依靠人工现场抄读数据,在实时性、准确性和应用性等方面存在不足。然而,用电客户不仅要求有电用,还要求用高质量电,享受到更优质的服务。因此提高电费实时结算,建立新型抄表方式已成为所有电力部门的共识。基于此,本文在分析自动抄表系统具体应用的基础上,阐述电子计量自动抄表技术的未来展望,以期为当前抄表技术的发展提供一些指导意见。
关键词:电能计量 ;自动抄表 ;应用及展望
1电能计量自动抄表技术的构成
一般而言,电能计量自动抄表技术是由采集系统、通信系统和中心处理系统三个部分组成。自动抄表技术系统的连接方式一般有总线型和星型。总线型通讯方式是由一条总线将各个电能表和信息采集器连接起来,从而实现各个节点的互连。然而这种总线连接方法信道上的节点过多,传输效率较低,所以多用于底层电能数据的采集。
2、电能计量自动抄表系统
电能计量自动抄表系统主要由前端采集子系统、通信子系统和中心处理子系统等三部分组成。
2.1前端采集子系统。依采集数据方式不同分为本地自动抄表系统和远程自动抄表系统两种。本地自动抄表系统的电能表加装红外转换装置,将电量转换为红外信号,抄表时操作人员到现场采用便携式抄表微机非接触读取数据。远程自动抄表系统的电能表加装光电转换器的机电脉冲式电能表构成系统最前端,把用户用电量以电脉冲形式上传给上级数据采集装置。目前实际应用的远程自动抄表系统大多采用二级式数据汇集结构,由安装于用户小区单元的采集器收集本单元各用户电能表读数,而安装在配电变压器下的集中器则定期从采集器读取数据。
2.2通信子系统。通信子系统是将数据传送至控制中心的专用信道。为适应不同环境条件,通信子系统的构成按照通信介质分为有光纤传输、无线传输、电话线传输和低压电力线载波传输等四种不同方式。光纤通信频带宽、传输速率高、传输距离远以及抗干扰性强,适合上层通信网要求。但其安装结构受限且成本高,故很少使用。无线通信适于用户分散且范围广的情况,在某频点以散射通信方式进行无线通信。传输频带较宽,通信容量较大,通信距离远。目前,GPRS无线通信网为无线抄表系统实施提供了高效可靠的数据通道。缺点是需申请频点使用权,若频点选择不合理,相邻信道会相互干扰。租用电话线通信是利用现有电话网,在数据发出和接收端加装调制解调器。数据传输率较高且可靠性好,投资少,但线路通信时间较长。低压电力线载波通信是利用低压电力线作为系统前端数据传输信道。发送数据时,将数据调制到高频载波上,经功率放大后耦合到电力线上。高频信号经电力线路传输到接收方,接收机通过耦合电路将高频信号分离,滤去干扰信号后放大,经解调电路还原成二进制数字信号。电力载波利用配电网,降低抄表成本、省去租用线路或占用频段等问题,发展前景十分广阔。
2.3中心处理子系统。中心处理子系统是整个电能计量自动抄表系统的最上层,主要由中心处理工作站以及相应的软件构成,所有用户的用电信息通过信道汇集于此,管理人员利用软件汇总分析数据,作出相应决策。若硬件允许,还可向下级集中器或电能表发出指令,对用户用电行为实施控制,如停送电远程操作。
3电能计量自动抄表技术的未来展望
3.1无线通信
利用无线通信技术,电能计量自动抄表系统可以进行电能数据的传输,高效完成数据采集上传工作。使用最多的无线通信自动抄表方式为远程无线抄表。这种抄表方式的技术较为成熟,覆盖范围广,推广费用低。但是在使用过程中企业需要申请频点使用权,因此对使用场合有一定的限制。当前我国的无线通信技术发展较好,较为普遍的车载无线通信自动抄表系统已经投入生产,这对电能计量自动抄表技术的发展起到了重要的促进作用。
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3.2无线局域网
无线局域网采用无线传输媒体,同时利用技术提供令牌网络计算功能的一种局域网。无线局域网不需要传输线缆介质,就能够通过无线接入节点、集线器、网桥和网卡等设备,来实现局域内的无线通信,进行数据接收和电磁波发送。和传统有限网络传输技术相比,无线局域网具有以下几个优势:一是可移动性强。无线局域网不需要像传统有限网络一样受到节点位置的困扰,可以自由进行移动。二是数据传输效率高,抗干扰能力强。无线局域网的速度极快,可以在短时间内进行信息交换,并且可靠性高,不易乱码,使得网络管理更为方便。三是兼容性好,使用灵活。但是,无线局域网在发展过程中,也确实存在了一些问题,具体表现在无线局域网的一次性投入费用较高,网络产品较为昂贵等。近年来,随着网络技术的不断成熟,无线网络的产品种类正在不断增加,研发成本也得到了有效控制。
3.3无线自组网
目前,无线自组网技术已经逐渐应用到电能计量自动抄表系统中。有些自动抄表系统的厂家已经研发出RobuNet无线自组网技术,这种技术是在研究了Ad-Hoc组网理论及系统和前沿无线技术Zigbee的基础上开发出来的一种最新解决方案,RobuNet无线自组网技术环境适应力极强,技术起点高,具有响应快、干扰小和信道利用率高的优点,是电能计量自动抄表系统未来发展的一种重要趋势。
4 电能计量自动抄表技术的热点和发展趋势
4.1电力线载波通信。电力线载波通信是将信息调制为高频信号叠加在电力线路上进行通信的技术。利用电力线作为通信信道,不必另外铺设通信信道,大大节省投资,维护工作量少,灵活实现即插即用。
4.2无线扩频通信。扩频技术是一种无线通信方式,将发送信息转换为数字信号,由扩频码发生器产生扩频码序列去调制数字信号,以扩展信号频谱,通过相关接收,用相同的频码序列解扩,最后经信息解调,恢复出原始信息。扩频通信最大优点在于抗干扰能力较强,具有较强安全保密性。扩频技术在电能计量自动抄表系统的典型应用方式是:采集器通过电力线载波把数据传至集中器,由设置在集中器附近的扩频电台把数据发送给中央处理站的接收电台。
4.3复合通信。在电能计量自动抄表系统中的所有通信模式中,各种通信模式都有利弊,采用单一通信技术的方案很难完全满足需要,因此提出复合通信方案。复合通信方案是在自动抄表不同通信阶段采用不同通信方式,组成实现电能自动抄表的复合通信网络。数据传输量不太大、传输距离较近的底层数据采集阶段可采用如红外、低压电力线载波甚至点对点的通信方式;而在集中器到中央处理站段,可采用电缆、电话线或无线通信等。选择什么样的复合方式,需根据实际情况综合考虑。混合使用的各种通信方式之间要有良好相容性,不能相互干扰。
4.4自动抄表的安全性。电能计量自动抄表系统的抄表过程是分散的采集器、集中器与中心处理站间交换数据的过程。自动抄表的安全性主要包括自动抄表过程的安全性和中心处理子系统的计算机网络安全性。通信中既要保证所抄数据的安全、可靠传输,确保中心处理子系统不会受到来自传输网络的意外攻击。中心处理子系统的安全性主要是指其包含的计算机网络安全性,而主要的安全隐患来自黑客、病毒、合法人员操作失误和网络系统自身脆弱性等四方面。保护及防范的措施是综合运用密码技术、身份验证技术、防火墙技术、网络安全漏洞扫描技术和入侵检测技术等加以解决。
5 结语
供电企业在实际实施电能计量自动抄表技术时,要严格遵守“先试点,后推广”的原则,并根据自动抄表系统实际操作条件和要求,来谨慎选择操作模式及相应产品,从而促进自动抄表系统的发展,更好地为企业电力生产提供服务。
参考文献:
[1]袁媚.浅谈电能计量自动抄表技术的现状及展望[J].山东工业技术,2015(22).
[2]孙运群.浅谈电能计量自动抄表技术的现状与发展[J].科研,2015(08).
论文作者:王晓玲
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/9/18
标签:电能论文; 抄表论文; 通信论文; 技术论文; 子系统论文; 抄表系统论文; 电力线论文; 《基层建设》2018年第27期论文;