揭秘神奇的電力遠(yuǎn)程抄表技術(shù)

·代　穎

揭秘神奇的電力遠(yuǎn)程抄表技術(shù)

·代穎

電是人們生活中必不可少的能源之一，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市供電用戶(hù)和用電量不斷增加。以南寧網(wǎng)區(qū)為例，目前南寧市區(qū)低壓居民用戶(hù)約88.9萬(wàn)戶(hù)，每月需抄表約50萬(wàn)塊表，傳統(tǒng)的人工抄表方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足日常工作需要。隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，電力部門(mén)建立了一種新型的抄表方式，利用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從電能數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)教幚淼淖詣?dòng)化，極大的提高了工作效率。

計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)由采集電能表數(shù)據(jù)，電力采集終端（或采集模塊）、集中器、多種通信通道和計(jì)量自動(dòng)化主站等多種設(shè)備構(gòu)成。計(jì)量自動(dòng)化主站通過(guò)多種通信運(yùn)營(yíng)商提供的通信媒介（如無(wú)線(xiàn)，網(wǎng)線(xiàn)或光纖）與集中器通信，集中器通過(guò)多種通信傳輸媒介（如載波，485，zigbee，網(wǎng)線(xiàn)，光纖等）對(duì)電表數(shù)據(jù)進(jìn)行抄讀后傳輸回主站，從而實(shí)現(xiàn)分布在不同角落的電表設(shè)備的集中抄表。

下面我們就來(lái)介紹“計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)”。

機(jī)智的“大腦”——計(jì)量自動(dòng)化主站

計(jì)量自動(dòng)化主站系統(tǒng)是整個(gè)電力遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的“大腦”。這個(gè)“大腦”由很多臺(tái)服務(wù)器和計(jì)算機(jī)以及各類(lèi)接口組成，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都各司其職負(fù)責(zé)各自在主站系統(tǒng)中的功能。

主站系統(tǒng)大致分為幾個(gè)層級(jí)：業(yè)務(wù)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)處理層、計(jì)算服務(wù)層、隔離通道層以及前置采集服務(wù)器組。

前置采集服務(wù)器組簡(jiǎn)稱(chēng)“前置機(jī)”，“前置機(jī)”直接與各種通信網(wǎng)絡(luò)所連通，數(shù)據(jù)采集后直接與上層主站服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，是主站進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的“橋頭堡”。

隔離通道層是隔離在前置采集服務(wù)器與主站關(guān)鍵服務(wù)器之間的隔離裝置，通常分為正向隔離和反向隔離，這一層相當(dāng)于是整個(gè)系統(tǒng)的“安全衛(wèi)士”，能夠有效防止各種“黑客”、計(jì)算機(jī)病毒、木馬的惡意侵入，保護(hù)主站系統(tǒng)的安全。

主站進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理需要進(jìn)行大量計(jì)算，計(jì)算服務(wù)層相當(dāng)于大腦中的大腦，是整個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算中樞。

系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集是不間斷工作的，期間會(huì)產(chǎn)生大量的工作數(shù)據(jù)，這些海量的數(shù)據(jù)就需要有個(gè)容器來(lái)存儲(chǔ)容納，數(shù)據(jù)處理層就是這樣的一個(gè)容器，從而系統(tǒng)能夠輕易調(diào)用歷史數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集回來(lái)后，就可以對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理。業(yè)務(wù)應(yīng)用層這一層級(jí)就是通過(guò)編寫(xiě)一系列的軟件程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理后實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，如數(shù)據(jù)查詢(xún)、線(xiàn)損分析、供電用電量統(tǒng)計(jì)、運(yùn)行負(fù)荷曲線(xiàn)及負(fù)荷分析等功能，方便電力部門(mén)用于抄表、電力分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)，從而為廣大電力客戶(hù)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

強(qiáng)悍的“軀干”和“觸手”——智能電表和采集終端

光有機(jī)智的大腦可不行，還需要有“軀干”和“觸手”的配合，才能使“大腦”實(shí)現(xiàn)最大的“威力”。

“軀干”就是多種多樣的電力抄表集中器。通常每個(gè)居民小區(qū)都會(huì)安裝一臺(tái)或多臺(tái)集中器用于小區(qū)的電力抄表。集中器能夠與智能電表或者采集終端進(jìn)行通信，從而將小區(qū)各個(gè)電表每天的數(shù)據(jù)收集并存儲(chǔ)到集中器這個(gè)不大不小的“方盒子”里。主站與集中器能夠通過(guò)移動(dòng)、聯(lián)通建設(shè)的GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)與主站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)主站需要讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候就給這個(gè)方盒子發(fā)送命令，這個(gè)方盒子就將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)一并傳輸給主站“大腦”。

所謂“觸手”，就是指那些能夠支持遠(yuǎn)程抄表功能的智能電表了。智能電表不僅能夠準(zhǔn)確地計(jì)量客戶(hù)的用電量，還能夠通過(guò)各種各樣的方式與集中器進(jìn)行通信和電力傳輸，如電力線(xiàn)載波、小無(wú)線(xiàn)、zigbee方式等。

有的電表也許沒(méi)那么智能，像是一些老型號(hào)電子表或者機(jī)電表無(wú)法直接與集中器進(jìn)行通信，這時(shí)就需要安裝一個(gè)電表大小的采集終端來(lái)作為連接電表和集中器的”紐帶“。采集終端能夠通過(guò)一根485通信線(xiàn)與電表相連，然后通過(guò)電力線(xiàn)載波、小無(wú)線(xiàn)、zigbee等通信方式將信號(hào)傳送給集中器設(shè)備。

多樣化的遠(yuǎn)程抄表技術(shù)

實(shí)現(xiàn)電力抄表的方式是多種多樣的。目前在南寧地區(qū)應(yīng)用比較成熟的抄表技術(shù)主要有全載波方式、半載波方式以及Ⅱ型集中器組網(wǎng)方式。

全載波的通信方式是集中器支持載波，居民用的電能表也支持載波，這樣的話(huà)集中器就能夠直接與電能表進(jìn)行通信了。采用全載波方式的優(yōu)點(diǎn)是，不需要專(zhuān)門(mén)架設(shè)額外的通信線(xiàn)路，載波表只需要接上電源即可，無(wú)論是工程施工和設(shè)備維護(hù)都很方便，在電表分散、工程施工難度大的城中村或者街邊商鋪地區(qū)優(yōu)勢(shì)明顯。目前，新建小區(qū)也較多采用這種方式。（見(jiàn)圖1）

圖1

半載波的通信方式是集中器支持載波，但電能表不支持載波，只能夠用485線(xiàn)與采集終端建立通信連接，采集終端兼具載波通信和485有線(xiàn)通信的功能，作為電表和集中器之間的“紐帶”。采用半載波方式的優(yōu)點(diǎn)是，能夠兼容一些老式電能表，非載波表往往也比載波表更便宜，從而節(jié)省一定的設(shè)備投資。這種方式常見(jiàn)于居民小區(qū)。（見(jiàn)圖2）

圖2

還有一種比較常用的是Ⅱ型集中器組網(wǎng)方式，此方式能同時(shí)適用有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)上行通信傳輸。目前，無(wú)線(xiàn)信號(hào)已基本覆蓋每個(gè)城區(qū)，廣電網(wǎng)絡(luò)、寬帶等有線(xiàn)通道也都已經(jīng)接入到每個(gè)小區(qū)至戶(hù)內(nèi)，而且距離電表箱較近，無(wú)需重復(fù)布線(xiàn)。Ⅱ型集中器是采用一種采集器與集中器一體的設(shè)備，能夠?qū)﹄姳淼臄?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的讀取和存儲(chǔ)，并能通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通道對(duì)主站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。（見(jiàn)圖3）

圖3

以上就是電力系統(tǒng)目前成熟應(yīng)用的智能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表技術(shù)的深入應(yīng)用對(duì)電網(wǎng)企業(yè)加強(qiáng)用電管理具有積極的意義，同時(shí)能為客戶(hù)提供更加可靠、安全、便捷的用電環(huán)境。

（作者單位：南寧供電局）