浅议电能计量自动抄表技术现状与展望

更新时间:2024-03-25 作者:用户投稿原创标记本站原创
摘要:电能计量自动抄表技术是现代电力营销的重要手段,其发展的重点是研究通信方式。本文简叙了这项技术产生的背景及其组成,在分析自动抄表系统通信方式及选择基础上阐述了电能计量自动抄表技术的现状和未来发展。
关键词:电能计量;自动抄表技术;现状;展望
电能计量自动抄表技术是利用现代微电子技术、通信技术、电能计量技术自动采集、传输、处理电能表数据。电网改造工程的推进和用电的快速发展,电能表使用量出现急剧增加。电能计量是电网营销中的一个重要环节,传统电能计量结算靠人工定期抄读,实时性、准确性和应用性方面都有不足。自动抄表在电能计量的应用提高了抄表的效率、可靠性,降低了成本、节约了人力,提高了电企用电管理现代化和营销自动化水平。

一、电能计量自动抄表系统的组成

电能计量自动抄表系统由现场数据采集系统、通信系统和主站三部分组成,如图1。
按现场数据采集不同,电能计量自动抄表系统分为本地和远程自动抄表系统。本地自动抄表的电能表装有红外转换模块,抄表者携带手持红外抄表器现场抄表,将用户电表数据采集保存在抄表器中,回供电企业传输给计算机系统。这种抄表方式适于便携性要求较高、布线施工困难、无法有线通信的地方。抄表范围仅限红外传输距离5m内非接触性抄表,方位性要求高,没有实现完全自动抄表。介于本地自动抄表系统局限性较大,自然远程自动抄表系统就成为自动抄表技术研究的重点。
远程自动抄表系统由加装了光电转换器的机电脉冲式电能表或全电子式电能表及采集终端构成现场数据采集系统。主站由管理系统、数据库等软件和服务器、工作站等硬件构成,处在自动抄表系统最顶层。主站功能有定时抄表、用电监测、广播校时、线损分析、自动统计、分析处理、信息发布、报表生成打印等。系统伸缩性和扩展性良好,电能数据准确、唯一、完整、安全、可靠和不可更改。管理人员通过主站进行用电管理和营销决策。通信系统是将采集系统采集的数据传输到主站通信网络,其分底层通信网和上层通信网。底层通信网负责数据集中器和采集终端间数据传输,上层通信网负责数据集中器和主站间数据传输。新通信网络为自动抄表技术提供了更多途径,电能计量自动抄表系统中通信方式是这项技术的关键。

二、电能计量自动抄表系统通信方式

抄表系统通信方式关系系统成本、工程量和维护量,是影响系统成败的关键。电能计量自动抄表通信方式包括光纤通信、电力线载波通信、电话线通信、无线电通信、RS-485总线、有线电视网络、电能表通信、无线网络技术等。
1、光纤通信
光纤通信连接节点的造价和工程造价较高,但传输数据距离远、速率高、抗干扰强、频带宽特点,在变电站、发电厂广泛应用。光纤技术发展让这种通信方式在电能计量自动抄表系统的应用有新进展。
2、电力线载波通信
电力线载波通信将信息调制为高频信号后叠加在电力线路上进行通信的技术。按电压等级可以分为:
2.2.1高压电力线载波—在35kV及以上电压等级中应用的载波通信设备。载波线路良好,传输电力调度电话、远动、高频保护及其他监控信息。
2.2.2中压电力线载波—在10kV电压等级中应用的电力线载波通信设备。载波线路较差,传输小水电、配电网自动化和大用户抄表信息。
2.2.3低压电力线载波—在380V以下电压等级中应用的电力线载波通信设备。载波线路极差,传输电线上网、家庭自动化信息数据。
国内中高压电力线载波通信技术已较为成熟,是电力系统有线通信的主要源于:论文例文www.808so.com
方式。高压输电线输送距离长、结构简单、维护较好,高频载波效果较好,但设备复杂。
低压电力线路分布广、产权为电网自有。利用已建成电力网作信道,不需新布线和架设信道,降低投资和劳动强度,安装难度低、后续维护方便。但电力线作为通信介质使用,其阻抗低、噪声高、波动大、损耗大、信道环境恶劣,特别是低压电力网严重污染、大量噪声、负载特性复杂,信号经电力线传输后畸变衰减。为解决这些麻烦,提高数据可靠性和传输高速,可采用无载波调幅调相、双音多频调制、多路载波调制、扩频载波、分组传送、中继通信及多路载波等技术。
3、电话线通信
利用电话网络进行电能计量数据通信较为经济有效,此种自动抄表技术已应用多年。电话线可以双向通信,电能计量数据就能够双向传送,避免了无线电、电缆、光纤及其他高成本、大规模。另一优点是任意场所都可以安装自动抄表,邻近现场不必安装。但这种方式无法实时监控,数据容易“堵塞”,租赁费高,不适合大容量通信传输。
4、RS-485总线
RS-485总线是众多领域应用广泛的一种半双工通信,只需两根线就能完成,方便构成一点对多点或多点间通信网络,一般用双绞线作网络总线。数据传输稳定、传送距离远、可靠性高、抗干扰能力强、速度快、通信质量高。但施工布线量大,易受雷击、过电压影响及人为破坏,损坏后故障排除难,后续维护量大。
RS-485总线适合自动抄表系统底层通信网通信方式。
5、无线通信
无线信道传输电能数据,有小功率无线发射装置现场手持无线抄表和小型大功率无线电台远程无线抄表两种。前一种与红外抄表类似,但距离更远,实用性更强,要求电能表和抄表器安装无线电收发模块。但传输过程中信号不稳定,无线发射装置本身也在功耗。后一种方式覆盖广、技术成熟、实时性好、成本低,但需申请频点使用权,使用场合有一定限制。
6、有线电视网络
主要用于已建成使用的居民小区,利用已有有线电视电缆。这种方式信道容量大、可靠性高、信号质量好。需每个电能表箱安装RS-485/RF转换器,将电能表数据转换成有线电视射频信号,通过有线电视射频网传到有线电视分前端,由有线电视调制解调器解调出电能表数据,通过有线电视数据网和防火墙将电能表数据传输到电力局域网。
7、以太网技术
通信速率和信道利用率高、开放性好和可靠性好、灵活方便及成本低等优点,支持所有流行网络协议,在商业系统及工业控制领域远程控制、调试、监测中广泛使用。以太网服务器和以太网子模块构成以太网局域数据采集系统。以太网子模块读取电能计量,通过局域网传输至以太网服务器,以太网服务器实时控制子模块数据存储,通过广域以太网与数据管理中心通信,实现自动抄表。
8、GPRS和CDMA技术
利用GPRS和CDMA技术抄表需在电能表中直接安装GPRS /CDMA通信模块,或在电能表现场安装具备GPRS/CDMA通信功能抄表终端。这些系统采用嵌入式CPU加GPRS/CDMA调制解调器,借助GPRS/CDMA网络构建自动抄表系统实现数据传输无缝连接。覆盖广、方案简单、成本低、安全可靠,可以统筹一区域或一城市自动抄表。技术的进步和资费的下降,GPRS和CDMA技术有望进一步应用。

三、电能计量自动抄表技术展望

1、卫星通信
对于难以抄到的电表,可预约通信系统(SC)。SC双向通信低成本、高效率,为客户提供自动操作和现场监控。现在允许SC方式操作的有:分时计费、住宅、负荷状况及需量测定。自动抄表应用系统也包括温变控制、负荷控制、收费清单、供电中断监测及顾客信息等。
同地面无线抄表比,卫星抄表全过程无需人员出动,实现彻底自动化。作为一项超前新技术,卫星抄表技术含量高、性能高、市场前景广阔。

点赞:19255 浏览:84306