縣級(jí)電網(wǎng)低壓集抄用電采集系統(tǒng)建設(shè)方案技術(shù)分析

劉翰韜

摘?要針對(duì)兩種抄表技術(shù)在筆者所在公司進(jìn)行低壓集中抄表系統(tǒng)試點(diǎn)，其中選定半載波通信方式（RS-485+載波）和全載波兩種方式，綜合利用這兩種通信方式的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)成一種通信距離遠(yuǎn)、通信可靠性高的綜合通信方式，具有先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)。鑒于這種通信方式將會(huì)被推廣使用，需要對(duì)該種通信方式進(jìn)行詳盡的分析和細(xì)致的研究，為后面施工規(guī)范、選材標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞集抄系統(tǒng)；方案；技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)TM文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2011)071-0180-01

1低壓集抄系統(tǒng)RS-485通信技術(shù)和載波通信方式的主要特點(diǎn)研究

低壓集抄本地信道物理層通信目前主要有兩種即RS-485和電力線(xiàn)載波兩種方式，其中RS-485通信方式是專(zhuān)線(xiàn)通信方式的代表，目前，這種通信方式被廣泛應(yīng)用于各種適合有線(xiàn)通信的場(chǎng)合，國(guó)內(nèi)很多集中抄表系統(tǒng)采用的都是這種傳輸方式。采集終端通過(guò)每塊表與采集終端之間的專(zhuān)用導(dǎo)線(xiàn)接收電能表電能數(shù)據(jù)，按一定的規(guī)約打包后，再將數(shù)據(jù)經(jīng)專(zhuān)線(xiàn)傳給集中器加工儲(chǔ)存，然后由集中器傳輸給主站計(jì)算機(jī)。RS-485是CCITTT標(biāo)準(zhǔn)化V.11/X.27兼容的平衡式電氣特性標(biāo)準(zhǔn)。

該標(biāo)準(zhǔn)采用集成電路，在一對(duì)平衡的互連電纜上傳送差分信號(hào)，在接收端用差分接收器進(jìn)行信號(hào)判決。這種接口具有抑制共模干擾的能力，因此抗干擾性能好，信號(hào)發(fā)送頻率最高可達(dá)10MHz。在使用雙絞線(xiàn)，信號(hào)速率小于100kbps時(shí)，傳輸距離可達(dá)1200m。RS-485接口在一個(gè)通道上可進(jìn)行半雙工通信，所以只需要兩根線(xiàn)便可雙向通信，并可方便地構(gòu)成一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)或多點(diǎn)之間的相互通信網(wǎng)絡(luò)。一般使用雙絞線(xiàn)作為網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)，總線(xiàn)上掛接的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)因選用的接口驅(qū)動(dòng)芯片而已，最多可接128個(gè)節(jié)點(diǎn)。

2低壓集抄系統(tǒng)建設(shè)主要可選方案

2.1RS485總線(xiàn)式抄表方案 （全485方式）

1）系統(tǒng)特點(diǎn)：抄表系統(tǒng)由主站、集中器、采集終端、電表組成。系統(tǒng)的主站與集中器之間通過(guò)PSTN公用電話(huà)網(wǎng)來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，集中器與采集終端之間采用RS485總線(xiàn)通信方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字采集終端通過(guò)RS485總線(xiàn)和電表連接，脈沖采集終端每個(gè)脈沖端口只能接一塊脈沖表。

2）突出特點(diǎn)：系統(tǒng)采用RS485專(zhuān)線(xiàn)通信，抄表速度快，通信可靠，可以保證每天24h的實(shí)時(shí)通信，為目前最穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)。適用于經(jīng)常使用遠(yuǎn)程停送電功能，對(duì)電費(fèi)回收率有特別高要求的供電管理部門(mén)。

3）適用范圍：由于系統(tǒng)需要鋪設(shè)通信線(xiàn)路，所以適用于電表集中安裝、工程施工方便、容易鋪設(shè)通信線(xiàn)路的小區(qū)，如新小區(qū)的話(huà)可以建議在建設(shè)過(guò)程中先附設(shè)通信線(xiàn)纜。

4）優(yōu)點(diǎn)：①傳輸速率高：最高可達(dá)10Mbps；②通信可靠性高：數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量好，由于是有線(xiàn)通信，通信穩(wěn)定可靠，通信成功率高；③較好的抗干擾性：具有抑制共模干擾的能力，因此抗干擾性能好。

2.2電力線(xiàn)載波抄表方案（全載波方式）

1）系統(tǒng)特點(diǎn)：抄表系統(tǒng)由主站、集中器、載波式電能表組成。系統(tǒng)的主站與集中器之間通過(guò)PSTN公用電話(huà)網(wǎng)來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，集中器與表計(jì)之間采用低壓電力線(xiàn)載波通信方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)。

2）突出特點(diǎn)：系統(tǒng)采用電力線(xiàn)載波通信，無(wú)需架設(shè)額外的通信線(xiàn)路，載波表只需要接上電源即可，工程施工和日后的系統(tǒng)維護(hù)方便。 適用那些對(duì)遠(yuǎn)程停送電實(shí)時(shí)性要求不高、電表分散、工程施工難度大的地方。

3）適用范圍：由于現(xiàn)場(chǎng)條件下電力線(xiàn)存在有斷續(xù)的尖峰噪聲干擾、負(fù)載阻抗隨機(jī)變化和信號(hào)衰減強(qiáng)烈，因此電力線(xiàn)的通信條件非常惡劣。不同的時(shí)間，不同的地點(diǎn)，不同的調(diào)試方法，都有可能導(dǎo)致低壓電力線(xiàn)載波通信實(shí)時(shí)性和可靠性有很大的差異。目前電力線(xiàn)通信技術(shù)依然在發(fā)展階段，尚不能保證實(shí)時(shí)通信，所以系統(tǒng)適用那些不需要遠(yuǎn)程停送電功能、月用電量少、電表特別分散、工程施工難度很大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村地區(qū)。

4）優(yōu)點(diǎn)：①施工難度?。河捎跓o(wú)需另外布線(xiàn)，其載波電能表的安裝方式與普通電能表完全一致，施工簡(jiǎn)單；可以節(jié)省布線(xiàn)的成本可以不考慮485線(xiàn)的壽命及老化問(wèn)題；②覆蓋范圍廣：民用電力線(xiàn)是世界上最普及的網(wǎng)絡(luò)，這是電話(huà)和有線(xiàn)電視都不能比擬的優(yōu)勢(shì)，PLC可以輕松的滲透到每個(gè)家庭；③永遠(yuǎn)在線(xiàn)：以電力線(xiàn)作為通信信道，可以靈活的實(shí)現(xiàn)“即插即用”，不用繁瑣的撥號(hào)過(guò)程，接入電源就等于接入了網(wǎng)絡(luò)，只要插上電源就永遠(yuǎn)在線(xiàn)；④安全性高：信號(hào)傳輸與電力傳輸共用信道，電力線(xiàn)的高安全性，也保障了信號(hào)傳輸信道的安全性，不易遭到破壞；⑤維護(hù)量低：系統(tǒng)故障主要集中于電表和集中器，一般與線(xiàn)路無(wú)關(guān)，因此故障解決簡(jiǎn)單，維護(hù)量低；⑥用戶(hù)易接受：在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集過(guò)程中，沒(méi)有增加其他設(shè)備，在進(jìn)行換表時(shí)，容易得到用戶(hù)的理解和支持。

2.3RS485總線(xiàn)、低壓電力線(xiàn)載波混合抄表方案（半載波方式）

1）系統(tǒng)特點(diǎn)：抄表系統(tǒng)由主站、集中器、載波采集終端、電能表組成。系統(tǒng)的主站與集中器之間通過(guò)PSTN公用電話(huà)網(wǎng)來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，集中器與采集終端之間采用電力線(xiàn)載波通信，采集終端和表計(jì)之間RS485總線(xiàn)方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)。

2）突出特點(diǎn)：系統(tǒng)的集中器和采集終端間采用電力線(xiàn)載波通信，無(wú)需額外架設(shè)額外的通信線(xiàn)路，工程施工方便。采集終端通過(guò)通信線(xiàn)和電表連接。適用那些對(duì)遠(yuǎn)程停送電實(shí)時(shí)性要求不高、工程施工難度大、電表集中的舊居民小區(qū)。

3）適用范圍：由于現(xiàn)場(chǎng)條件下電力線(xiàn)存在有斷續(xù)的尖峰噪聲干擾、負(fù)載阻抗隨機(jī)變化和信號(hào)衰減強(qiáng)烈，因此電力線(xiàn)的通信條件非常惡劣。不同的時(shí)間，不同的地點(diǎn)，不同的調(diào)試方法，都有可能導(dǎo)致低壓電力線(xiàn)載波通信實(shí)時(shí)性和可靠性有很大的差異。目前電力線(xiàn)通訊技術(shù)依然在發(fā)展階段，尚不能保證實(shí)時(shí)通信，所以系統(tǒng)適用那些不需要遠(yuǎn)程停送電功能、月用電量少、電表特別分散、工程施工難度很大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村地區(qū)。

2.4RS485總線(xiàn)、低功率無(wú)線(xiàn)混合抄表方案

1）系統(tǒng)特點(diǎn)：抄表系統(tǒng)由主站、無(wú)線(xiàn)集中器、無(wú)線(xiàn)數(shù)字采集終端、RS485電能表組成。系統(tǒng)的主站與集中器之間通過(guò)PSTN公用電話(huà)網(wǎng)來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，集中器與采集終端間采用短距離無(wú)線(xiàn)通信，采集終端和表計(jì)之間通過(guò)RS485總線(xiàn)方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)。

2）突出特點(diǎn)：系統(tǒng)的集中器和采集終端間采用小區(qū)短距離無(wú)線(xiàn)通信，無(wú)需架設(shè)額外的通信線(xiàn)路，工程施工方便。電表采用RS485表，采集終端通過(guò)485總線(xiàn)和電表連接。信道通信質(zhì)量好于電力線(xiàn)載波，但成本是個(gè)大問(wèn)題。

3）適用范圍：小區(qū)短距離無(wú)線(xiàn)的實(shí)時(shí)性要比電力線(xiàn)載波通信的實(shí)時(shí)性高得多，所以本系統(tǒng)適用對(duì)遠(yuǎn)程停送電實(shí)時(shí)性要求高，工程施工難度大，電表集中的居民小區(qū)。

3小結(jié)

對(duì)集抄系統(tǒng)組建方案的探討，我們可以看出每種方案均存在各自的優(yōu)勢(shì)和不足。在實(shí)際建設(shè)中，可以根據(jù)客觀(guān)環(huán)境和用戶(hù)重要性，采用不同的實(shí)施方案：對(duì)于實(shí)時(shí)性要求不高、集中裝表的小區(qū)可采用RS485總線(xiàn)、低壓電力線(xiàn)載波混合抄表方案；對(duì)于實(shí)時(shí)性要求不高、分散裝表的小區(qū)可采用低壓電力線(xiàn)載波抄表方案；對(duì)于有較高實(shí)時(shí)性要求、集中裝表、允許明線(xiàn)敷設(shè)的小區(qū)可采用RS485總線(xiàn)抄表方案；對(duì)于有較高實(shí)時(shí)性要求、集中裝表、不允許明線(xiàn)敷設(shè)的小區(qū)可采用RS485總線(xiàn)、低功率無(wú)線(xiàn)混合抄表方案，具體情況可具體分析，區(qū)別對(duì)待。