（国网邯郸供电公司计量室 河北邯郸 056000）
摘要：用电信息采集建设是国家电网公司建设智能电网的重要组成部分，是电力用户各类电能数据信息的基础平台，在供电企业电费核算、远程费控、有序用电、计量设备监测、用电分析和管理等业务中发挥着重要作用。安全、可靠、实时、稳定的通信系统是用电信息采集数据的基础。目前，邯郸地区现场终端与主站间的远程通信方式存在抗干扰能力弱、数据传输速率慢、信号不稳定等问题，针对现有远程通信方式的缺点和不足，提出了光纤通信组网方式进行通信，并分析了试点台区的应用情况。
关键字：用电信息采集；光纤通信；远程通信
1.引言
用电信息采集系统作为营销业务应用重要的数据支撑，承担着用电信息自动采集、高效共享和实时监控的重要任务,是智能用电服务体系的重要基础和用户用电信息的重要来源。因此，及时准确地获取用户的各种用电信息和电能表的运行情况成为必然需求。通信技术作为用电信息采集系统功能实现的重要基础，其通信方式、承载能力起着至关重要的作用。目前，低压用电信息采集方式主要是智能表通过低压电力线载波将数据上传至集中器，集中器经移动通信公司无线网络上传数据。现有通信方式存在速度慢、费用高、受环境气候等条件的影响较大的缺点，因此，建设一个高度稳定、大数据量传输、适应各种环境的坚强的通信信道成为一种迫在眉睫的需求。光纤传具有传输容量大、输抗干扰能力强等优点，为实现用电信息及时可靠的传输创造了必要条件。
2.用电信息采集系统的组成结构
2010年，邯郸供电公司全面采用低压采集系统，在很大程度上减少了人工抄表、数据集成、数据分析等工作量，提高了供电公司营销业务的自动化水平，并在一定程度上形成了智能化互动。
用电信息采集系统是实现电能信息采集、用电实时监控、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和负荷管理等功能的大型用电侧信息采集与控制系统。用电信息采集系统主要由主站系统、信道和采集终端三部分组成，其组成结构如图1 用电信息采集系统物理架构。
3.系统现有通信方式分析
用电信息采集系统的通信信道包括远程通信信道和本地通信信道。由于低压采集系统主站与集中器之间无法直接实现通信，目前，邯郸地区低压采集系统远程通信主要通过移动、联通和电信运营商的专用通信信道来实现现场终端设备与省公司主站系统的链接，但现有的GPRS通信方式存在数据传输速度慢、传输费用高、受环境地域的影响较大等问题。
（1）运营商提供的通信信道覆盖范围广，易于获取，但存在宽带利用率低、信号不稳定、IP地址冲突等问题，无法满足采集系统实时有效地获取数据。
（2）当运营商出现设备故障、服务器升级等现象时，都会导致采集数据传输不完整、不连续的问题出现，严重影响采集系统数据的传输及应用。
（3）公网信号受环境影响较大，当遇到雷电、雨雪等恶劣天气时，会出现终端突然掉线，系统获取不到数据的现象。同时，公网信号一般无法覆盖地下室，因此导致安装在地下室的某些终端上线困难，即使安装信号放大器也不能完全解决问题。
（4）公网信号是向大地进行信号发送，且承载业务较多，因此采集数据的保密性不能完全得到保证，内部局域网在从公网接收数据信息时也存在被攻击的隐患，导致内网信息安全受到一定的威胁。
（5）运营成本较高。邯郸地区共用无线公网SIM卡6万张左右，每月每张卡需要缴纳5，每月共需缴纳30万左右，年使用费用高达360万左右。
4.光纤通信方式改进方案
4.1光纤通信的概念及分析
用电信息采集系统远程通信属10KV通信接入网，光纤接入专网通信方式主要以无源光网络（PON）技术为主。无源光网络是指分配网中不含有任何电子器件及电子电源的光接入网，也就是光分配网是全部由无源光元件组成。
光纤通信不受强电、电气信号、变频设备、噪声、恶劣天气的影响，传输容量大，适合大容量数据的传输。光纤信号传输衰减程度与目前传输量最大的同轴电缆相比，其每公里衰减级别至少要低一个数量级。
光纤通信建设的硬件设备成本较高，因此，可以选取具有光缆资源的区域应用光纤进行采集终端与主站系统的数据传输，以节省建设成本。同时，可以选择与其它公司进行合作，供电公司出租杆塔、路径，专业公司投资设备，也可以将用电信息采集、配电自动化及分布式电源、电动汽车充电设施接入等新型智能电网业务同时接入，拓宽增值业务，充分利用光纤通带资源。
4.2方案实施过程
（1）试点选取
选取3021台区为试点台区，该台区所处环境比较复杂，受电磁干扰程度较大，且采集终端设置在地下室，终端获取信号困难，终端掉线频率高，使得采集系统数据不稳定，采集成功率较低。同时，该小区本身就铺设有光纤，不仅可以铺设光缆费用，同时可以节省采用GPS通信时SIM卡的使用费用，还能够保证数据及时有效地进行传输，有利于实时、稳定、快速地实现用电信息数据的采集。
（2）现场工程
首先，将智能集中器的GPRS通信模块进行拆除，切断原有的GPRS公网通信方式；接着，将光纤一端接入集中器的RS485接口，如图2光纤接入表计示意图；最后通过铺设的光纤进行台区智能集中器与用电信息系统主站的数据通信传输。
（3）通道测试：
终端参数配置：首先修改集中器的终端IP地址、网关和掩码，其中终端IP地址设置为：172.046.219.002，子网掩码为：255.255.255.240 ，网关地址为：172.046.219.001；接着将集中器的通信方式设置为以太网模式并进行保存，现场重启后在线并显示标识为N为止。
采集系统测试：通过主站采集系统对试点台区进行终端实时工况查询，其中通信状态显示为在线，通信方式显示为光纤通讯；然后对该试点台区进行召测，召测成功后查询原始报文信息，对比报文的上下行时间，从而观察光纤通讯对采集命令的反映效率。
186档案调试：通过186系统对电能表进行档案调试处理工作。
4.3应用效果分析
通过观察分析3021台区采集系统中数据获取情况，采取光纤通信方式进行现场终端与主站进行数据传输之后，该台区的采集成功率平均为99.99%，与之前相比，提升了采集成功率，提高了采集数据的准确率，数据基本不受周围电磁信号的干扰，缩短了采集数据上行和下行的传输时间，加快了数据获取的速度，终端也不再出现掉线现象。因此，采用光纤入户技术进行采集系统数据传输是一种可行性的措施，有效地避免了利用传统公网进行数据传输的一些问题。主要表现在以下几方面：
（1）可靠性高。无源光网络是纯介质网络，在一定程度上避免了雷电、噪声、电磁干扰等因素的干扰，同时，在环境复杂、楼宇密集、地下室等信号不稳定的地方也能够接收到实时稳定的数据信息；
（2）传输容量大。可实现大数据双向传输，大量客户数据信息同时在线传输，稳定实现远程费控、欠费预警、电能表参数下发等功能；
（3）传输距离远。信号在传输过程中损耗小，传输过程无需中继设备，安全性高；
（4）可抗多点失效，安全可靠性高。数据在传输过程中做到物理隔离，有效的避免了数据的泄露。同时，任何一个终端或多个终端故障或掉线，不会影响整个系统稳定运行；
（5）节约成本。现场终端设备与主站采用承载多种增值业务的光纤进行通信，有效地利用率通信信道，大大节省了采用运营商公网进行通信时的SIM卡费用，节约了资金费用。
5.结束语
用电信息采集系统采用光纤通信方式，采集成功率高，信号传输安全，可靠，稳定，能够实现用电客户的信息远程采集、实时监测等各项功能，为营销业务及时、准确、完整地提供数据支撑，为实现电力用户“全覆盖、全采集、全费控”的目标，提供可靠的技术保障。
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论文作者:卢丽鹏,刘娜,柴永冲,李成广
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/14
标签：通信论文; 数据论文; 终端论文; 采集系统论文; 公网论文; 集中器论文; 信息论文; 《电力设备》2017年第6期论文;