低压载波通信方式下电能采集终端与表计之间通信质量的研究

宋仁平　吴玉新　王明俭　张建华

近几年以来随着社会经济的快速发展，各类物品的价格也随之上升，尤其是能源和原材料价格的攀升十分迅速。在这种大背景之下，各行各业运营成本快速增加。而低压载波通信技术主要由于其节约成本的巨大优势受到了来自于电力行业的关注。以下主要从低压载波通信技术概述、抄表系统结构等进行了分析。

【关键词】低压载波通信 电能采集终端 表计 通信质量

1 低压载波通信技术概述

低压电子载波通信技术主要以低压配电网作为传输介质，从而实现数据传递和信息交换的一种技术。比之于其他的通信技术，该技术具有无可比拟的优势和独有的特色。首先，使用该技术可以直接使用现有的配电线路，从而实现数据通信。有效的降低了通信网络建设成本，并且设计方案更为简单。其次，该技术在运行过程当中稳定性较高，安全系数高，可以和配电项目同步进行，大大的节约了后期投资。第三，具有三网合一的巨大优势，具体而言就是在传输电力的同时，可以实现对数据、语音、视频等信号的承载。目前，在我国的电力行业当中，该技术已经被广泛的使用在智能抄表系统当中，并且对于国家智能电网的建设也做出了重大贡献。

2 低压电力载波抄表系统结构

2.1 系统结构

低压电力载波抄表系统主要由电能数据采集终端、电能数据采集集中器、远程集中抄表服务器三个部分组成。其中电能数据采集终端主要包括了带有载波通讯模块的电表、采集器等。该部分的主要功能就是传输集中器和电能表之间的数据，并且可以依据具体的需求不同而添设相应的功能。电能数据集中器是用电现场的集中控制器，该部分通常位于关键点之上，比如线路关键点、社区关键点等。该部分的数据交换主要通过宽带、电话线等进行。除此之外，根据具体需求的不同，还可以在基本功能的基础之上增加线路状况监测、负荷检测等，该部分是整个系统当中进行信息传递的中枢。远程集抄服务器，其属于电力部门的管理设备，通常位于相关部门的机房当中。管理部门在开展管理工作之时，可以利用该服务器，通过远程控制的方式抄收客户用电量，同时还可以针对用户账户进行管理。电量抄收是其最为基本的功能，除此之外，该系统还具备监控功能，实时监控客户用电、电负荷等方面的状况。

在这三级结构中，每个服务器之下有多个集中器，而每个集中器之下又能够管理多个采集终端，整个系统呈现为树状。通过这种方式，最终实现低压电力载波通信方式的数据交换。在实际的工作当中，电力线各个点的运行参数，以及客户用电情况都通过最低层终端进行采集。并且将所采集的信息上传，最终进入低压电力线集中器模块。为了有效的降低运营成本，通常一个电能采集终端最少连接一块电度表，最多可高达16块，并且二者之间采用RS-485接口。如果将表、模块结合为一个整体，就形成了载波表，当然这也就意味着一块表配备一个终端。通过载波表的方式，外部布线大大减少，整个电力系统安全性被增强。但这种方式通常需要高投入，相应的增加了运营成本。由于每个变压器台区所有的用户通常不会多于1000户，如果一个台区的模块太多，则可以将其虚拟为两个以上的台区。并且配置集中器，以提高通信效率。

其主站的通信主要依靠以太网、局域网和各个集中器完成，充分的使用了PC的强大资源，并在此基础上开展电力管理工作。

2.2 通信流程

系统通信流程主要分为三级，并且每一级均是一点对多点的进行半双工通信。该系统的最低层是采集终端，即电表，其通信主要使用了RS-485，并且其信道、通信协议等方面都已经较为成熟了。它的中间一层是集中器，即系统第二级为采集器。在整个抄表系统当中，主要使用了低压载波通信通道，而整个系统当中最为重要的就是解决信道问题。在此主要选择了FM2261芯片进行解决，该芯片为其提供了转接功能，通过普通串口到电力线载波通信方式以实现转接目的。在进行通信之时，在通过串口同时FM2261，然后指定所需要进行传输的数据内容，以及明确传输的目的地，该芯片就可以自动的将该次通信的数据进行交换，同时将另一端的数据传回。同时该系统，主要是以主站作为核心，采用了主从式多级网络系统。整个系统灵活性高，并且可扩充性强。除此之外，该系统优势明显，大大提升了电能采集终端和表计之间的通信质量。通过该系统的使用，大大提升了通信的安全性，提供了自动化服务。其中监控功能的使用，有效的确保了通信信息的真实性、完整性和可靠性。同时在该系统之下，采集和表计之间实现了通讯自动化、管理自动化功能，主要包括了数字信息网络、语言传真功能、远程抄表功能等方面，确保了采集终端和各个表计之间的信息流通顺畅。同时其通信速度快，造价相对低廉，整体可靠性较高。目前该方面的研究方向主要是通过高效数据传输方式，以及进行自适应过滤波、自适应均衡术等方面，该项技术用于终端和表计之间的通讯潜力巨大，相信还将会有进一步的发展。

3 结束语

综上所述，在低压载波通信技术之下的电能采集终端以及表计，通过低压载波通信系统的使用，能够有效的降低运营成本，并且数据的传递可靠性和安全性高，整个系统运行稳定，通信质量高。这就要求在之后的工作当中还需要不断的进行完善和推广使用。

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作者单位

1.国网甘肃省电力科学研究院 甘肃省兰州市 730046

2.国网甘南供电公司 甘肃省甘南藏族自治州 747000

3.国网甘肃节能服务有限公司 甘肃省兰州市 730046endprint