智能计量通信终端研制

张欣

摘要：智能计量是智能表计和通信网络的结合，高效可靠地通信是智能计量的关键，研制智能计量通信终端。通过对通信通道的设计，实现对数据的采集和管理。建立线损分级智能计量模型，计算电网电路实际运行的功能消耗。调试终端数据传输性能，进行数据的处理和偏差的控制，保证通讯性能。经实验论证分析，本文通信终端丢包率符合通信应用要求，接收信号强度满足通信质量要求，说明本文方法具有可靠性和稳定性。

关键词：智能计量;通信终端;通信终端研制;线损计算;通信通道;数据传输;

0引言

近年来随着信息科学与通信技术水平不断升级，国家电网建设趋于现代化，电力设备的管理已经向可视化、智能化方向发展，使电力运维人员能够更全面地获取电网内外部环境的信息及设备管理数据[1]。智能电网和智能计量的不断应用与发展，电网信息化进程不断加快，使电力线载波通信设备应用也逐渐增多，为了保证通信终端性能，对通信终端的研制与测试显得尤为重要[2]。智能计量通讯终端基于宽带载波技术，具有识别用户电能表信息，进行线损分级等功能，智能计量基于电子计算机技术，能够对电能进行自动化管理，对线损的治理与线路维修等工作有重要的作用，使电能数据的识别更加准确，减轻了计量人员的工作量，减少了大量人工采集数据的时间与经济成本，同时使计量工作的效率有了明显提高，广泛应用于各电力企业，受到了诸多学者的关注[3]。根据国家电网对计量工作的要求，开展计量关键技术的研究已刻不容缓，对智能计量技术进行突破与升级，最终实现电力数据的自动采集与用户用电完全感知的性能，对今后的智能计量通信终端研究具有一定的现实意义。

1智能计量通信终端研制

1.1通信通道设计

为了实现通信终端与各设备之间的信息交换，首先设计了终端与数据中心的远程通道为上行通道，上传通道的终端与配电终端多采用IP网络、GPRS等方式进行通信。其次是本地通道的设计，能够实现终端與电能表的通信，采用广电网络，安装多个数据接口，根据不同的通讯需要选用不同的通信方式[4]。本文采用10KV变电站线路计量表，电表具备通信接口，变电站无电量采集器，所有电能表通过转换器接入系统，实现电表数据上传数据中心。采集终端上传通道采用GPRS无线数据网络，采集终端与变压器计量表采用光纤通信，具体情况如图1 所示。

由图1可知，集中器采用无线方式进行通信，核心电网与接入设备建立独立的虚拟专网，计量数据与通信运营商采用相应信息加密技术保障通信安全。对于低电压户表采用多种方式进行通信，当数据传输线路较低时，通过低压电力线载波进行双向传输，适用于电表位置分散，布线条件困难、用电负荷变化较小区域。无线采集终端可以管理多个采集器，能够实现对数据的采集和管理控制。

1.2建立线损分级智能计量模型

建立智能计量线损分级模型，实现对电能表和表箱的线损计算与分级，根据研究区域内容多分支线损，经过处理后将其划分为三级，为了避免电能表因异常情况而使电能表数据与实际运行情况有所差异，本文在模型中采取对实时数据的识别与采集，分析终端显示的表象和用户电表电流情况，定位线损异常故障节点[5]。线损具有不同类型，在实际工作中我们需要对其损耗的理论值进行计算，当负荷电流通过线路时，会在电阻产生功率损耗，具体公式如下：

1.3调试终端数据传输性能

终端的数据传输通信功能与激光通信光学仪器有着密切的联系，对抓获跟踪精度具有一定程度的影响，为了满足应用需求，应调试光学仪器中探测器像元大小，轨道高度等参数，使像差和数据传输之间建立一定的关系，以满足终端设备通讯性能[6]。根据有相干和无相干的区别，两者的信噪比和通信的关系也具有一定的差异，需要进行分别调试。数据传输所用的通讯的发射系统与接收系统是相对的，需要注重发射天线口径的选取，半导体激光器在调制速度上具有一定的优势，通常被用作通信光，其发射的高斯光束可以表示为：

由图2可知，在有阻挡的条件下，在实际测试接收强度值最低为-110dBm，通信距离的增加，会使接收强度逐渐下降，在无阻挡的条件下，实际测试接受强度最高为-50 dBm，其标准差反映了距离变化对信号强度的影响，实际测试的均值与标准差的最大误差值为0.6%，显示终端的通信质量要求，说明本文方法具有稳定性。

3结束语

本文针对智能计量进行了通信终端的研制，设计了通信通道，建立线损计量模型，调试终端通讯性能，并对本文研制的智能计量通信终端进行了相关测试，从而达到应用目的，取得了一定的研究成果为今后的智能计量通信终端研制提供了一定的参考。但由于时间和条件的限制，本文研制还存在着诸多不足，需要在日后进行深入研究，对通信终端的功能设计还可以进一步细化，使其进一步完善，在线损的处理流程上还需要进一步梳理，保证对异常线损处理的全过程进行管理。对通信终端的性能指标还应在更多不同条件下进行测试，应增加实验项目以提高通讯终端性能。

参考文献

[1]张会.舰船GSM网络通信技术的电能计量终端的设计研究[J].舰船科学技术，2019，41（20）：136-138.

[2]刘文洲，胡治辉.微电网智能负荷计量控制装置研究与设计[J].国外电子测量技术，2020，39（10）：72-77.

[3]赵静，陈祖秀，景彪，等.面向计量终端监控的远程运维平台升级设计[J].微型电脑应用，2019，35（04）：20-22+26.

[4]陈昊，赵斐，童业平.高动态飞行器平台终端通信中的频率精确估计技术研究[J].电子学报，2021，49（01）：23-28.

[5]邓广昌，杨悦辉，李慧，等.基于EPON通信技术的计量自动化终端的设计与实现[J].计算技术与自动化，2019，38（01）：37-42.

[6]周岩，江冰，邬智俊，等.提水式泵站农业灌溉用水全智能化计量系统研究[J].测控技术，2020，39（05）：107-111.