基于用电信息采集系统的四表合一技术方案

荣旭东　高伟　傅维柱　张蓓

摘 要：“四表合一”作为国家电网建设的重点工程，实现对电、水、气、热四表数据的集中自动采集，能够有效的提高人民的生活水平。而四表合一技术方案设计的是否合理，对四表合一建设的开展有着重要的技术支持作用。为此，技术研究人员以用电信息采集系统基础上，结合四表合一数据采集理论与实践内容，通过对用电信息采集系统改造，完成技术方案的确定，为四表合一建设的开展提供帮助。

关键词：四表合一 用电信息采集系统 通信系统 技术方案

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（b）-0010-02

随着我国信息化社会建设工作的不断推进，电网建设中的“电、水、气、热”四表合一技术的推进，有力的促进了我国社会信息化水平提升。在四表合一模式中，用电信息采集系统发挥着重要的管理作用。这主要是因为四表数据采集过程，主要就是通过日常用户用电信息采集系统完成。为此电网供电技术人员基于用电采集系统基础，开展了四表合一技术方案的研究，为四表数据采集提供技术化支持。这一研究的开展，可以很好地为四表合一技术发展提供有效技术支持。

1 四表合一主要技术方案组成内容分析

四表合一建设过程中，其主要技术方案组成包括了用电信息采集系统建构建设与通信系统建设，两个主要技术内容。在四表合一建设中，这两项技术内容主要发挥出以下作用。（1）采集系统架构建设。在四表合一建设中，数据采集工作的基础是用电信息采集系统。所以建设方案必须以用电信息采集系统为架构基础，开展数据采集机构的建设工作。（2）通信系统建设。四表合一建设中，各系统间的数据采集过程，需要通过良好的数据信息通信系统进行连接。所以四表合一技术方案中，通信系统建设的是其重要的方案内容。下面笔者分别针对这两项技术因素内容，开展技术研究工作。

2 用电信息采集系统主要架构分析

在四表合一技术方案设计过程中，对于用电信息采集系统设计者应秉持以下两个原则：一是不影响系统原始功能的应用，二是充分共享采集系统设备资源。在当前的用电信息采集系统中，其主要结构包括系统主站层、远程通信层、采集终端层、本地通信层、电能表层5个主要结构组成。在设计方案中为了实现以上两个原则，同时为了满足本地通信信道复杂性与四表合一后采集系统的多样化需求，技术人员采用了以下技术措施。一是将四表合一技术安装在采集终端层以下，确保采集工作顺利完成。二是以集约化原则为设计基础理念，将采集终端及以上架构中，实现多种数据采集通信过程的完全融合，实现用电采集系统对多种数据传输、收集等工作的整体实现。

3 采集系统通信系统分析

为了实现四表合一的数据采集功能，采集系统中的通信功能就变得较为重要了。各系统间与数据采集后，各类数据信息的通信是否通畅，对于四表合一建设的质量起到了良好的通信支持作用。在当前的四表合一建设中，其主要的通信技术模式包括了以下5种类型。（1）M-BUS通信系统。这一通信系统是通过主机控制，由从机与两条通信电缆组成。在实际通信中，各台从机间的信息交换过程，需要通过主机交换完成。在实际的通信过程中，这一技术具有可以实现水、气、热表的供电功能。但是由于其采用有线通信方式，其布线过程与维修过程会较为复杂。（2）RS-485通信系统。这一系统的连接方式与M-BUS通信系统较为相似，但是其数据传输速率可以更好的满足系统通信功能，同时覆盖距离也高于M-BUS通信系统。但是由于其不能为其他数据采集提供能源，使得其他系统必须单独连接电源线。（3）微功率无线通信系统。这一技术主要是在四表合一通信系统中，采用发射功率低于50 mW，通信频段470～510 MHz内的无线通信技术。这一技术在实际的应用中具有网络建设简单，通信速率快的优势。但是也存在通信范围小，易受到电磁干扰影响通信质量的问题。（4）无线公网通信系统。这一系统主要使用公共网络，采用分组无线通信技术建设的通信网络。在实际的使用中，这一通信技术具有覆盖范围大、通信速率高以及环境适应性强的优势。但是也存在设备建设与运营成本高的特点。同时在运营商未覆盖区域，难以进行通信工作。（5）电力线载波通信系统。这一系统主要是通过工频电力线，建设的通信系统。由于当前电力企业用电信息采集系统的通信过程中，大部分都采用了这一通信模式，所以在四表合一中这一通信模式的采用可以很好地降低建设与运行成本。但是由于通信过程中包括了燃气系统通信结构，所以电力线系统的加入降低了通信安全性。同时电力系统的电磁干扰，也会严重影响通信的稳定。

4 四表合一技术方案分析

在实际的四表合一技术改造过程中，较为常见的技术方案包括了升级无线模块、更换双模模块以及增加通信接口转换器三种方案。首先在升级无线模块技术方案中，其适用的安装环境包括了以下两种情况。一种是微功率无线电能表与微功率无线水气热表的配合使用，同时电能表与水气热表间距较小的环境。另一种是采用RS-485通信系统的电能表与无线水气热表、1型无线数据采集器配合使用，同时采集器与水气热表距离较近的环境。虽然这一方案可以在无线网络支持下完成四表同步数据采集与发送，但是由于无线网无法对水气热表进行远程处理，必须使用唤醒方式进行人为处理。其次在更换双模模块技术方案中，其适用的安裝环境包括了以下两种情况。一种是载波电能表与无线水气热表配合使用，同时电能表与水气热表距离较小的环境。另一种为使用RS-485通信系统的电能表与无线水气热表、1型载波采集器配合使用，同时采集器与水气热表距离较小的环境。最后在增加通信接口转换器技术方案中，其适用的环境为使用RS-485通信系统电能表与使用M-BUS或微功率无线通信系统的水气热表配合使用，且电能表与水气热表距离较大的环境中。与以上两种技术方案相比较，这一方案受到的环境制约较小，更适合复杂环境下的四表合一建设。但是其技术连接内容更多，技术成本也较高。

总之，四表合一建设是当前电网服务建设的重要技术内容，也是服务型社会对于国家社会服务提出的主要要求。为此技术人员在用电采集系统基础上，结合采集通信技术特点开展了四表合一技术方案实践研究，通过方案分析为四表合一建设提供理论支持。

参考文献

[1] 胡江溢，祝恩国，杜新纲，等.用电信息采集系统应用现状及发展趋势[J].电力系统自动化，2014（2）：131-135.

[2] 李军.济宁供电公司推进信息采集四表合一[N].国家电网报，2015-08-19.