微功率无线通信在计量数据采集中的应用

常军超

（云南电网有限责任公司曲靖供电局，云南曲靖 655000）

0 前言

目前，对数据管理提出了更高的要求，实现通信高效稳定、数据实时传输、用户体验快速响应等已经成为未来电网发展的新趋势[1]。电力线载波等通信技术因其通信速率低、抗干扰能力差等固有缺陷已经无法满足电力企业现代化管理的要求[2]，实现更高效的通信技术与采集效率逐步成为当今研究热点和今后的发展趋势。

本文结合当前电网低压集抄技术建设情况，通过分析通信原理为嵌入点，研究微功率无线通信技术原理，验证该技术在复杂、多变的现场环境中，实现实时、快速、稳定的可靠通信，能够为电力企业提升数据采集效率提供有效的技术支撑。

1 电力线载波通信技术

1.1 电力线载波技术发展历程

从上世纪末叶开始，电力线载波技术逐渐在 380/220 V 低压配电网本地载波技术抄表通信中广泛应用[2-3]。以电力线为通信媒介，将信号加载于电力线上，从而实现数据信号的传输。其基本原理为：在通信前，通过调制器，将载波数据加载至高频信号上，经放大器耦合到电力线上。该高频信号经输电线路传输到另一端的接收处，将高频信号通过接收机耦合电路分离，先去除多余的垃圾信号，再经放大器放大后，转换成数字信号[4-5]。

1.2 电力线载波技术应用现状

电力线载波通信可以依靠电力线路作为通信传输通道，节省了大量成本，这种天然的优势也成为该技术得到大量推广应用的主要动因[4]，由于电力线路的主要作用是传输电能，电能传输过程中的大噪声、强削减、时变性等对载波通信的可靠性产生了不同程度的干扰[4]，与国外相比，由于我国地理结构的多样性，造就了复杂的电网架构，同时，由于载波通信的局限性，其通信可靠性低大大增加了现场运维工作[6]，目前，某电网低压集抄平均采集成功率仅为91%，远不能满足现代管理的要求。

图1 电力线载波通信原理

2 微功率无线通信技术

2.1 微功率无线通信技术原理

微功率无线通信作为第三代通信技术，该技术融合了信息处理技术、嵌入式技术等[7-9]，通过无线自组网，自动优化路由，选择最佳路径，最终将数据、命令等命令通过无线组网节点多跳的方式传递至采集终端[13]。

图2 网络拓扑图

2.2 通信技术特性

微功率无线作为第三代通信技术，其核心就是解决第二代通信技术速度慢、实时性差和不能互通这三大缺陷[12-13]，实现实时、快速和互联互通的可靠通信，势必会成为通信的发展趋势。

表1 通信技术特点

3 实例验证与数据分析

3.1 数据指标与算法

微功率无线通信技术具有通信稳定、快速组网、抗干扰等核心优势[9]，作为下行通信方案，由于并未改变上行通信环境（即：终端与计量自动化主站通信通道环境），假设上行通信环境不变，可以从以下三个指标进行技术验证：

3.1.1 低压集抄自动抄表率

其中：M为实际采集到数据的用户数；

P为应采集用户数；

3.1.2 数据准确率

其中，Q为计量自动化系统采集到数据；

N为现场电能表实际数据；若两者相等，则曲线一致。

3.1.3 实时通信能力

实时通信能力主要测试计量自动化主站对电能表实时抄读当前数据，以检验通信能力。

通过对样本台区进行实时通信能力测试，经过计算，平均实时抄表速率约为3.89 s/台，通信实时性较强。

本章将微功率无线通信技术应用于改造低压集抄台区，通过现场实例，分别从自动抄表率、数据准确率、通信能力维度进行可行性分析，充分验证了微功率无线通信在提升数据采集等方面的重要意义。

4 结束语

本文通过实例探讨了微功率无线通信技术在低压集抄中的应用，研究了该技术在数据采集效率等方面的意义，论证了微功率无线通信技术在低

压集抄应用的可行性，通过对微功率无线通信技术原理探究，引出通信系统模型，并对该模型进行了详细的阐述，最后通过实例对微功率无线通信技术在低压集抄中的有效性和实用性进行了验证，充分论证了该技术在改善数据质量具有重要意义。