电力系统电能计量信息采集通信技术分析

摘要：电力系统工作内容渐趋多样，其服务效能也得到普遍关注，未来需要应用各类现代技术提升电力系统电能计量信息采集通信水平。以电力系统电能计量信息采集通信技术要求为切入点，在此基础上分析相关技术的实现方式，就建设稳定的通信技术框架、强调多信道服务、引用抗干扰技术等内容进行分析，最后简单就该技术的未来发展趋势进行展望，服务未来相关通信系统建设。

关键词：电力系统电能计量信息采集通信技术

AnalysisofCommunicationTechnologyforEnergyMeasurementInformationCollectioninPowerSystems

ZHUDan

StateGridSuzhouPowerSupplyCompany，Suzhou，JiangsuProvince，215000China

Abstract：Theworkcontentofthepowersystemisbecomingincreasinglydiverse，anditsserviceefficiencyhasalsoreceivedwidespreadattention.Inthefuture，itisnecessarytoapplyvariousmoderntechnologiestoimprovethecommunicationlevelofenergymeasurementinformationcollectioninpowersystems.Startingfromtherequirementsofcommunicationtechnologyforenergymeasurementinformationcollectioninpowersystems，andonthisbasis，thispaperanalyzestheimplementationmethodsofrelevanttechnologies，andanalyzesthecontentsincludingtheconstructionofastablecommunicationtechnologyframework，emphasizingmulti-channelservices，andintroducinganti-interferencetechnologies.Finally，abriefoutlookonthefuturedevelopmenttrendofthistechnologyisprovidedtoservetheconstructionofrelatedcommunicationsystemsinthefuture.

KeyWords：Powersystem;Energymeasurement;Informationcollection;Communicationtechnology

电能计量信息采集，是指以电能使用计量信息为目标，组织的数据采集、传输、处理等工作，主要以实时信息为对象，统计电能用户的用电量、输配电一端的工作数据，以组织电费计算、输配电参数分析等。电力系统的持续发展使电能计量信息采集工作压力有所增加，也需要其在现有基础上寻求技术突破，包括通信技术在内。从趋势上看，随着智能电网、智能电力系统建设成为主流，加强电力系统电能计量信息采集通信技术也更显必要，以匹配智能系统无人化、精准化工作的需要[1]。在此背景下，分析电力系统电能计量信息采集通信技术要求、实现方式等，具有一定的现实意义。

1电力系统电能计量信息采集通信技术要求

1.1稳定性

电力系统电能计量信息采集通信技术基本要求为稳定性，稳定性是指通信工作框架、组织、信息传递过程可以保持稳定，不会因一些基础故障、干扰等因素出现波动。如面向民众提供输配电服务的供电企业，需要面向被服务对象全面组织电能计量信息采集，其通信系统也需要满足大量信息同步处理、指令异步下达的需求，必须具有较高的稳定性[2]。此外，即便系统因某些异常出现小范围破坏，也应能够得到处理，不至于影响电力系统工作全局。

1.2实时性

电能计量信息采集工作一般是实时开展的，以了解各电力用户、输配电环节的电能使用和输配有关信息，这要求其通信技术能够满足实时性要求，在组织工作的过程中可以实时完成信息传递、交互以及必要的存储加工需要[3]。就民用电力系统而言，实时性的电能计量信息采集往往允许有一定的时间差，如针对一位用户组织的信息采集，因其用电信息多不可能在短时间内快速波动，可以1h或更长时间为间隔进行采集。但由于民用电网的服务对象较多，依然需要关注电能计量信息采集工作的实时效应，这也对其通信网络承载能力、数据处理能力提出了很高要求。

1.3可扩展性

电力系统内的各功能单元，包括电能计量信息采集工作单元在内，均需要保持一定的可扩展性，以满足业扩后用户数目增加、采集压力提高带来的工作变化。如未来其电网建设趋向现代化，用户一端必然大面积使用智能电表，这些电表可以实现数据自动化信息采集，但需要在远程端为其提供信息传输有关的平台和作业系统，这就客观要求电力系统电能计量信息采集通信技术具有必要的可扩展性，以匹配电网发展的一般趋势[4]。

2电力系统电能计量采集通信技术实现方式

2.1建设稳定的通信技术框架

尝试在稳定性、实时性和可扩展性要求下，应用电力系统电能计量信息采集通信技术，需要首先建设稳定的通信技术框架，建议以物联网、5G技术、有线通信技术为基础，搭建工作框架。

物联网主要负责实现各主要工作主体的关联，以满足通信实时化的要求，包括电力系统内各个负责电能计量信息采集的设施，以及远程端的工作人员、处理设备和工具等。该网络以5G承载网为基础，要求至少满足500mb/s以上的通信需要[5]。有线通信则服务系统内各主体实时信息的传递需要，考虑到5G技术下无线通信技术仍可能受到各类因素干扰，降低可读性，远程端、现场端以及各类必要的控制指令依然需要以有线通信形式开展，以光纤作业法为首选。有线通信技术、无线通信技术的联合运用框架如图1所示。

为保证电力系统电能计量信息采集通信技术应用质量，完成通信技术框架建设后，应组织测试，以核准其满足通讯需要，再投入具体工作中。

2.2强调多信道服务

多信道服务是未来电力系统电能计量信息采集工作的必然要求，这也要求其通信技术能够在接口协议、传输管理工作中保持一定的灵活性，能够匹配多信道作业的基本要求。结合电力系统工作一般特点，主张采用以CAN总线技术为中心的工作模式，满足大量信息多信道同步传输、多指令下达的工作需求。其工作模式简图如图2所示。

按图2所示模式，采集设备对电能用户的用电信息进行采集，实时向电力系统进行传输，由于信息的来源多样，且不同用户的用电信息需要独立统计，可借助CAN总线系统对各类信息进行处理，使其能借助独立信道得到传输，互相之间不会出现干扰，保证信息清晰可读。电力系统的各项工作指令，也通过总线系统进行处理、下达到各现场工作端，实现高效率、清晰化的通信管理。

2.3以智能化技术提供服务

考虑到电力系统工作内容比较复杂、多样，为保证电能计量信息采集工作质量，未来在其通信技术应用过程中，还应引入智能化技术，对一些基础性、重复性工作进行处理，减少人力工作的精力消耗，也提升通信质量，避免常规工作中常见的数据波动、信息失真问题。

例如：智能化的信息挖掘。默认某电力系统需要向A地区输送电能，面向该地提供服务时，未能妥善保存既往工作资料，且当地电力用户用电情况各有不同，用电总量波动较大，影响输电量管理，系统无法精准进行数据工作，可以在后续输电过程中采用智能技术提供辅助，利用智能软件记录每日输电信息，利用通信技术反馈A地区电能用户的用电信息，默认以X为A地区用电量的平均值。实际工作中，当地用电量往往围绕X上下波动：

X=[min；D9；G8；A7；X；6E；07；G；max]

借助智能技术对实时反馈所获的通信信息进行筛查，当其达到X或X以上时，列入“高用电量”数据库，当其未达到X时，列入“低用电量”数据库，进一步统计高用电量日数的比重、超出比重，可比较精准地了解A地区用户的用电增长规律，反之则可以了解当地用户的用电下降规律，以智能技术快速完成信息统计和记录，使实时通信信息得到有效挖掘和利用，改善电力系统电能计量信息采集工作质量。

2.4改善通信系统鲁棒性

包括电力系统电能计量信息采集工作在内，各类系统的通信活动均可能受到电磁因素、物理因素影响，出现信息可读性下降、通信干扰等问题，为予以应对，建议在电力系统电能计量信息采集模块引用抗干扰技术，并建立备份系统以改善其工作的鲁棒性。

以有线通信干扰控制为例，可以在电力系统信息接收端内置提纯设施，所有来自远程端的计量信息，以数字化形式进入电力系统前，均以提纯设施进行提纯处理，改善其可读性，消除信号内的各类噪声。在此基础上，由于谐波、太阳黑子、电磁干扰无法根本消除，还应考虑干扰过大时的信号读取需求，可以建立备用的通信系统，该系统常规情况下不投入工作，但本地通信工作受到影响且较严重时，启动备份系统对现场端采集的所有实时信息进行记录，记录所获信息不做传输，只在现场端保留。在通信干扰问题得到控制，或已经不影响信号传输、读取时，再由远程端下达指令，将备份系统内的数据发送到电力系统远程工作站，进行当日用户用电信息的重新处理。此模式下，因干扰造成的通信异常问题可以得到一定程度的控制，提升了电力系统电能计量信息采集工作鲁棒性，也不会显著增加系统设计难度和工作负担，具有一定的可行性。

3电力系统电能计量采集通信技术未来展望

3.1区域工作独立性

对电力系统电能计量信息采集通信技术进行分析，可发现其未来发展可能更关注区域工作的独立性，以区块链模式替代一般意义上的数据统一处理模式。此模式下，电力系统可以根据业务分布情况、增减变化情况，建设若干具有远程管控能力的独立工作站，面向小范围的电力系统电能计量信息采集活动提供远程控制支持，以避免大量信息采集后集中传递至电力系统远程工作端，导致后者工作压力过大的问题。

3.2服务内容一体性

服务内容一体性，是指未来电力系统电能计量信息采集以及与之相关的其他工作，可以在通讯过程中或通信完成后快速得到处理，无须进行反复加工，以减少系统工作的繁琐性，提升电力系统综合服务效应。如用户电能计量统计、电费计算、安全隐患分析、用电量异常提醒等功能，未来可以集成到一块芯片中，在现场端组织信息采集时一体提供给用户，帮助后者进行处理，以改善电力系统总体服务能力。

4结语

综上所述，电力系统电能计量信息采集工作作用突出，其通信技术应强调工作稳定性、实时性、可扩展性和可实现性。在此要求下，主张在实际工作中建设稳定的通信技术框架，同时强调多信道服务、引用抗干扰技术，并以智能化技术提供服务，通过备份系统和多技术通信的方式改善通讯系统鲁棒性，针对重点问题提供处理方案，以保证电力系统电能计量信息采集通信满足工作需要。未来该技术的发展可能更强调区域工作独立性、服务内容一体性，以提升信息采集的综合效率，为电力系统综合作业提供服务。

参考文献

[1]寇德谦，燕伯峰，苏焰，等.电能表信息采集终端通信链路拥塞安全自动控制[J].机械与电子，2024，42（2）：40-44.

[2]刘桐玮，齐亚楠，潘纪昕.基于RS485通讯的电能数据智能分析系统[J].城镇供水2023（S1）：95-99.

[3]褚兴旺.用电信息采集终端现场死机问题分析及处置方法[J].农村电气化，2022（6）：42-44.

[4]步志文，李娟娟.智能电能表并行载波通讯测试方法的研究[J].计算技术与自动化，2020，39（3）：82-85.

[5]单卓男.电力系统专用通信网络监控系统的设计与实现[D].长春：吉林大学，2020.