低压电能计量集抄技术应用与分析

周华皓

（国家电网江苏省电力有限公司 盐城供电分公司，江苏 盐城 224200）

1 低压电能计量集抄技术现状

按电力计量单位的不同，低压电能表分为机电脉冲型和全电子型。目前，使用最广泛的是全电子型电能表，它采用了乘法器来实现电能的计量。这种电能仪可以采集大量的电流、电压、功率因数等信息，其输出端通常采用低电压的载波接口和RS485接口。另外，有些新型电能表具有多种接口，用于数字仿真通信方式。在今后一段时间内，全电子电能表将成为低压电力计量、低压集抄系统的主要设备。采集器汇聚了电能表的电量数据，会根据主控台的指令，对所有采集设备进行有序的收集，再用特定的传输设备将数据发送给主控台进行数据处理。聚能器有RS485和电话线路，可以采集数据、设置电能表、远程监控、纠正异常情况的记录。在当前的低压电力测量中，可靠的通信通道至关重要。选择通信方式时，必须综合考虑多种因素。在西方发达国家，自动抄表技术很早就被开发出来，电力和配电网络都比较完善，因此载波抄表在世界上得到了广泛的应用[1]。

2 集抄系统构成与特点

2.1 采集系统

低压电能计量集抄技术根据数据采取媒介与通信方式的不同可分为2类，分别是本地自动抄表、远程集中抄表。本地自动抄表通常是抄表人员使用便携式掌上电脑（Personal Digital Assistant，PDA）上的红外线发送和接收设备，对仪表进行无接触读出。虽然这个方法很容易实施且成本低，但是它的数据传送距离较短且自动化程度较低，仅适合于测量仪表密集的地区，如城镇住宅区。蓝牙技术已经非常成熟，如果能将蓝牙技术引入抄表系统，就能很好地解决无线信号的覆盖范围和数据中心，但是其价格昂贵。远程集中抄表技术是将电能脉冲通过点对点传输到计算机的数据处理中心。通常情况下，通过RS485母线或低压电线，将用户终端计量装置的电能脉冲进行一次脉冲采集，然后由二级抄表机对数据进行采集、整理，从而实现数据的远程管理、计量和结算等工作。这种方法并不要求抄表员在现场抄表，大大提高了抄表的工作效率，同时促进了电力系统的自动化水平。

2.2 通信网络

低压电力计量与集抄技术中，选用一个稳定的数据通信网络是至关重要的。信道是通信网络的别名，是数据的传送通道。在集成器中，集成器与主控制器的通信被称作上行通道，而集成器与采集器的通信叫做下行通道。上行和下行通道的用法各不相同。在抄表的过程中，这两个部分的通信网络是一样的，也有不同的，所以就形成了一套自动抄表系统。按照通信媒介的不同，可以将其划分为有线通信和无线通信。有线通信技术就是通过布线来传送资讯。有线通信的主要载体有光纤传输、电话线传输、RS485总线传输以及低电压载波传输等。光纤传输成本高，安装成本高，但是它的抗干扰能力强，传输信息的速度非常快，能够满足长距离的通信，这就是光纤传输被越来越多地使用的原因。由于电话线上的数据传输很容易阻塞，因此不利于大规模的信息传送；但是因为投资少，所以在不方便接线的边远地区仍然非常流行。RS485总线目前仍有较为广泛的应用，其通信速度和质量均较高。然而，由于线路的布线工作量较大，通信通道受到的外部干扰较多，而且在线路损坏后，检修和保养工作量较大。电力系统中的载波通信是一种特殊的通信方式[2]。

2.3 中心处理子系统的工作特点

中心处理系统是我国低压电力计量及抄表系统的重要组成部分。该数据处理软件是一套完整的数据处理中心。通过对采集设备所采集电力用户的电力信息进行整合、分析，并对其进行数据处理。该系统在对数据进行处理后，所获得的数据将用于电力系统的运行。在硬件条件比较成熟的情况下，不需要直接接触，而可以采用远距离控制。通过电能表和集线器来实现远程监控，掌握用户用电的情况。电力计量采集是一项重要的工作，它要求对数据进行准确、可靠的传输。如何确保资料的可靠性，一直是广大工程师不断探讨的课题。

为了确保数据的可靠传输，提出了处理中心工作能力的方法，即提高硬件性能和软件性能。工程师应选用具有良好计算和储存性能的硬件，选用具有良好可操作性的软件。工程技术人员应关注中央处理子系统的工作特性。若不注意其工作特性，则最终的低压电力计量与采集系统将会产生一定的影响。

3 电能集抄系统组网方式应用

在电力采集系统中，数据通信网络的选取是其中的一项技术难题，通信网络的质量与其整体的稳定性有很大的关系。因此，在选择的时候，要考虑到周围的环境，作出合理的选择。网络模式分为3种，即无线组网模式、载波组网模式和RS485组网模式。

3.1 无线组网方式

在采用无线组网模式的时候，并不一定要把电度表和集线机连接起来。在2台设备之间，有一台无线式的数据采集终端。这种无线化的数据采集终端可以成为集控机的通信中转站，通过短距离无线方式实现数据采集和数据处理。同时，利用RS485总线组网方式实现了数据采集终端与电能表的通信。一些地方可以采用无线组网模式。但是，在不能铺设通信电缆的地方，不适用无线组网的方法，实际的生产和生活中必须对现实情况进行合理分析[3]。

3.2 载波组网方式

载波组网模式是以某种形式把集线器和电能计量相连。电力线载波是载波组网的主要通信方式，通过载波组网的方式来组网，并不需要任何的数据采集终端，因此通过载波组网的方式可以迅速制定正确的组网方案，但是因为通信的实时性并不好，在供电的时候，一般都会选择在一个小的地方。与载波组网模式相似的还有混合载波模式和半载波模式，分别是通过载波和其他媒体或者是载波发送信息并选择网络模式。

3.3 RS485总线组网方式

RS485总线组网模式是一种采用码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）、通用分组无线业务（General Packet Radio Service，GPRS）、 全球移动通信系统（Global System for Mobile communications，GSM）等光纤进行通信的一种较为统一的通信方式。在RS485总线模式下，中央控制系统可以进行实时通信，数据采集终端也可以实现实时通信。RS485总线是一种最常用的组网方式，在一些地方可以使用通信电缆。

3.4 低压电能计量集抄技术的应用建议

低压电力测量与集抄技术是近年来发展起来的一项重要技术。将低压集抄技术引入到生产实践中，可以为计量工作带来新的发展动力，为计量工作的开展提供了方便。然而，在低压电力计量集抄技术中，采集数据的精确度仍是广大电力用户所关注的问题。同时，低压电力计量与集抄技术的工作效率也是衡量其工作效能的一个重要指标。为了提高低压电能计量集抄技术的工作效率，工程师应充分考虑各种因素，采取相应的改进措施。另外，要进一步完善我国的宏观调控体系。若选用不适当的设备，不但会影响其正常运行，而且会影响整个系统的运行。若选用适当的装置，可以达到最后的能量供给效果，从而提高低压电能计量集抄系统的工作效率和工作品质。在选用合适的低压电力计量与集抄系统设备的同时，对抄表方法及系统进行维护。抄表方法要根据工作的需要随时调整，使之与工作的实际状况保持一致。为了保障低压电力计量和抄表系统的正常运行，技术人员应进行进行实时监控，确保系统能够及时地提供数据和信息。

4 低压电能计量集抄系统的管理与维护策略探讨

4.1 创新电力计量采集技术

采集技术是低压电能计量集抄技术的应用基础，只有确保数据采集全面性、准确性，才能够为后续的数据处理、分析等工作打下基础。因此，须创新电力计量采集技术，结合低压电能计量集抄技术的关键要点，形成完善的电力计量采集系统，其中最为主要是提高采集软件工作性能。未来，低压电能计量集抄技术的研究需要集中采集软件开发方面，确保采集软件的运行性能，能够支撑大范围电力计量采集工作开展，避免出现采集系统不够稳定等问题，从而能够促进低压电能计量集抄技术水平提高。

4.2 引入分级管理模式

在低压集中抄表系统的运作中，采用了分层管理的方式，逐步提高了它的应用水平。分级管理是在低压集抄系统中，主站、集中器和采集终端的分级维护与管理。既能有效改善我国低压集抄系统的管理环境，又能明显促进我国的供电管理[4]。

4.3 以监控系统完善提高运行的稳定性

低压集中抄表实现了抄表的自动化，极大地提高了抄表的工作效率，避免了抄表过程中出现人手短缺、处理故障滞后、电量散失等问题。低压集中抄表不仅解决了电力仪表的人手短缺问题，还可以对电能表的运行状况进行实时监测。通过对监测系统的不断完善，能够对故障进行自动跟踪和处理，确保系统的正常工作。

4.4 构建集约化电费核算体系并优化电费核算方法

传统电费的核算需要耗费大量的人力，而抄表只是其中的一部分，要想真正的收取电费，就必须要将电费的数据进行比对，一共有3个环节，即电力供应、电费收取、结算。这些都是由大大小小的部门和工作人员共同完成的工作，非常复杂，在计算的时候很有可能会出错。为了改变这种低效率、高错误率的传统做法，目前大多数电力企业都已开始实行集中核算与集中计费，让单位利用计算机进行最后的结算，把有关的数据直接传输到营业厅，由营业厅来结算。这种简单而又精确的办法极大提高了供电企业的工作效率，从而推动了企业的发展。新形势下，低压电能计量集抄技术的发展对电费核算的效率有了大大的提高，在集约电价核算系统中，要强化新时代信息技术的运用，快速推广低压电能计量集抄技术的发展，确保数据的准确性，为集约化电费核算提供快速、准确的数据支撑[5]。

4.5 加强对运行维护管理人员的培训

通过对实际情况的总结，指出了加强集抄系统的运行与维护管理是提高系统的运行和维护管理水平的重要方法。由于其掌握的技术水平将直接关系到企业整体的运营与维护工作的品质，须加强对操作与维修人员的培训。从2个方面进行了培训：一是在工作内容上，要加强操作维修管理人员的专业技术训练，从而使电网能够稳定、持续、健康地运转，进一步提升电网的运营、维护和管理水平；二是在故障排除上，应进一步加强有关电气计量集抄系统的有关设备安装与检修工作。

5 结 论

随着智能电网建设的逐步完善，尤其是在低压集抄系统的推广，使抄表的远程自动抄表功能得到了有效发挥。通过对低压集中抄表系统的不断改进，推进技术革新，对提高供电企业的运营效率、市场推广以及电费核算效率都是有益的。因此，有关部门要加强低压集抄系统的管理和维护工作，在使用中要注意解决其运行、管理、维护等问题，确保我国居民正常的生活，为居民营造良好的工作环境。