自动抄表技术在电能计量领域中的应用

摘要:建立一套完整的远程电能智能采集分析系统已经成为电能计量领域的一个研究热点。文章论述了自动抄表技术在电能计量领域中的应用状况,并认证了自动远程抄表系统的安全性。

关键词:远程自动抄表;电能计量;电力营销;数据综合通信系统

中图分类号:TM764文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)25-0116-02

0引言

电能综合计量管理是现代电力营销研究的一个重点和热点,传统人工抄表进行电能统计是通过抄表人员定期登门抄表、手动校核等复杂过程完成。电力运营商对电能数据的统计分析在实时性、准确性等方面都受到抄表人员人为因素的影响,存在明显不足。随着国民经济的发展,电力用户对供电可靠性及电能质量方面的要求有了明显提高。因此,电力运营商为了提高电能数据统计分析的效率,建立新型的远程自动抄表系统已成为提高电能服务质量的综合发展需要。

1传统人工抄表

在传统供配电系统,运行人员除日常配电线路检修维护外,还需要花费大量的人力进行电能抄表、数据校核和收费工作。人工抄表不仅增加了抄表人员工作量,同时在抄表收费过程中,需要电能用户留人在家,给用户带来了许多不便。人工抄表会导致电能数据信息离散、数据不精确等不利因素,不利于电能运营企业进行电能的综合预测和管理。

2电能远程自动抄表系统

为了提高电能综合服务水平,现代大型电力运营商普遍采用自动远程综合抄表统计分析系统代替人工抄表,不仅减少了电能计量成本,同时实现了对电能的实时监控计量管理功能,提高了电能服务质量和电力企业的综合自动化水平。

典型远程电能自动抄表系统主要由前端电能采集系统、数据综合通信系统和电能数据统计分析系统三大部分组成,其具体结构如图1所示。

2.1前端电能采集系统

从图1中可以看出,由于改造时间不同,电能用户所拥有的电能计量前端设备也有所不一样,电能数据在前端采集系统所形成的传输形式也就不一样。对于采用485电表的老式电能用户而言,由于其只有数据通信回路利用机电脉冲式进行数据传输,其传输距离明显不足,在超过RS485通信规定距离后,其数据信息就会衰减,导致电能数据失真,不能对电能用户进行实时监控。为了实现远程监控的目的,将采用485数据通信管理的电能计量前端的电能数据先通过载波采集器进行数据转换,将电能数据转换成光纤通信载波数据,便于数据的长距离传播。而对于安装电子式载波电表的电能用户,由于其电能数据本身就可以通过电能计量装置转换为电子载波形式,因此可以直接通过光纤有线或卫星无线通信通道将电能数据传输到电能载波集中器内进行存储。

2.2数据综合通信系统

电能远程自动抄表系统由电子式载波电表和加装了光电转换载波前端采集系统的机电脉冲式电能表组成系统电能采集最前端。用户电能数据将以光电脉冲的形式传递给载波集中器,载波集中器在通过有线或无线通信通道传输到电力运营商远程集中控制中心,进行电能数据的分析统计。通信子系统按照通信媒介的不同大致可以分为光纤通信,卫星无线通信,市话网通信和电力载波线路通信四种模式。

2.2.1光纤通信采用光纤作为通信通道时,具有数据传输速度快、传输距离远、综合抗干扰能力强的优点,被广泛应用于重要数据传输或上层终端信息放大通信传输领域。对于远程自动抄表系统而言,由于光纤单位距离的安装结构复杂、成本高,不利于分散电能数据集中传输,因此电力运营商在进行计量系统改造过程中很少使用光纤作为基本通信媒介。

2.2.2无线通信无线通信对于用户分散且范围广的领域得到广泛应用,其基本理论是通过某个频率波段将分散的目标对象以特殊频率点进行无线通信传播。随着无线通信系统的成熟,以GPRS无线通信网络的远程无线电能数据通信方式得到了许多电力运行商的青睐。但是对于无线通信而言,需要申请一个特殊的频率波段使用权,其检修维护工作量大而复杂,有时会受到其他波段信号的干扰,严重影响电能数据的精确性。

2.2.3市话网通信由于城市电视电话系统已经相当成熟,且电话电视系统网络通信系统基本达到了所有居民用户中,采用租用市话通行网作为电能数据的传输通道,不仅可以节省大量的线路敷设成本,同时还可以满足对电能数据的监控。采用市话网作为基本通信通道的传输方式,只需要在接收终端加装调制解调装置就能供给综合服务主机进行电能数据分析统计。但是,采用市话网为通信通道的远程电能采集系统,受网络选用的工况特性较大,当用户出现市话欠费或不采用市话通信时,电能数据就无法采集,同时由于市话网络主线容量有限,有时会导致数据通信通道堵塞,导致电能数据要在几秒或几十秒后才能达到电能数据统计终端,严重影响数据统计的实时性和精确性。但就目前技术而言,采用租用市话网络作为电能数据通信的方式依然占据主要地位。

2.2.4电力载波线路通信利用供配电系统,将电能载波数据通过低压电力线路反传回供电所。利用低压电力线路作为电能数据载波通信通道,不仅可以免去租用市话网络或购买频段的问题,同时可以在线路检修维护过程中,就能实现对载波通信通道进行相应的维护。随着电力线路抗干扰技术的不断完善,采用低压电力线路作为电能数据传输通道有利于电力运行商的综合管理,降低了电能采集成本,具有良好的发展前景。

2.3电能数据统计分析系统

通过市话网络传输到电能数据统计终端的电能数据,首先通过调制解调装置将电能载波光信号转换为计算机默认的数字信号,并以二进制形式供给计算机进行统计分析,然后在终端统计系统中形成相应的数据表格和曲线,便于运营商合理进行电能分配,保证电能的经济合理的分配运行,提高系统的整体供电可靠性。

3远程自动抄表系统安全性

为了提高供电的可靠性和电能数据统计的精确性,必须保证远程抄表系统安全可靠的运行。根据远程自动抄表系统结构,可以将系统安全分为传输通信系统安全和终端数据统计系统安全两大部分。

3.1传输通道安全

传输通信系统安全是系统进行电能数据采集的重要保证,必须定期对电能采集载波前端、终端进行检修维护,对于出现故障的设备进行及时更换,防止电能的漏记或错记带来巨大麻烦。通信中既要保证采集前端数据的安全可靠,又要保证载波转换器、载波集中器以及通信网络的通畅和整体安全。

3.2终端数据统计安全

终端数据处理中心系统是整个电能数据统计分析的核心处理单元,需要利用防火墙技术、网络反病毒监控技术、身份验证操作技术、网络漏洞自动扫描安装等技术,保证数据处理中心安全可靠运行,提高电能数据处理速率和效率,为电力运营商提供可靠的决策性数据信心,保证电能合理经济分配。

4结语

本文在介绍了电能远程自动抄表系统的逻辑结构的基础上,主要对自动抄表系统的前端电能采集系统、数据综合通信系统和电能数据统计分析系统三大部分进行分析研究,并提出了四种电能载波数据的基本通信方式,认为采用低压电力线路作为电能数据传输通道具有较大的发展前景。最后对自动抄表系统的安全性进行了分析,提出了许多系统安全问题,有利于自动抄表系统的安全可靠运行,提高了电能数据综合分析统计能力。

参考文献

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作者简介:曾省苹(1973-),女,四川广汉人,四川省电力公司德阳电业局广汉供电局工程师,研究方向:电力营销;张建(1971-),男,四川广汉人,四川省电力公司德阳电业局工程师,研究方向:电力系统自动化。

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