Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｘｃｈａｎｇｅ ｌ技术交流 张琳’钱建华 。（１．浙江省浦江县供电局，浙江浦江３２２２００；２．杭州百富电子，浙江杭州３１００１２） 摘要：本文介绍了自动抄表系统的构成及各部分的功能，分析了采用不同本地通信通道的低压居民集抄方 案可能遇到的问题及处理方法，列举了各种可能引起抄表不正常的原因，并提出了针对性的处理方法。 关键词：自动抄表系统，低压居民集抄，本地通信通道，抄表不正常 一、弓Ｉ富 通道和主站（包括数据服务器、前置机、ＷＥＢＪＪＥ￣，务器等）三部 智能电网建设的关键是要让电网有“大脑”，同时具备强 大的神经中枢。其中，信息交互的能力最为关键，这就需要构 建一个包括数据采集、数据传输、数据管理和数据分析等一系 列内容强大的信息管理系统，这个系统的基础就是数据采集和 分组成，４种集抄系统的系统构成是一样的，本文针对低压居 民集抄进行探讨。 传输。 电力营销系统的智能化是智能电网建设的重要组成内容 主站 之一，而电力营销系统智能化建设的关键就是电力营销支持系 统的自动化、网络化。自动抄表系统是电力营销支持系统的基 础，而低压居民集抄系统就属于自动抄表系统的范畴。之前低 压居民集抄系统已在国内有数百万户的应用，之所以没有全面 ＼ ／ ｌ 集中器 １ 通讯通道 ｌ铺开，主要原因是低压居民集抄系统技术发展的滞后。低压居 民集抄系统能够全面应用的关键是统一的技术条件和稳定可靠 的小区内通信技术。现在国家电网公司和南方电网公司都已经 出台了相应的技术条件，而且在国家电网公司的推动下低压窄 带载波技术和微功率无线技术都得到了极大的发展，比两年前 技术有了明显的改善，基本上已经能满足低压居民集抄系统的 小区内稳定可靠通信要求。在此前提下，全国范围的集抄建设 ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ 采集器ｌ…”ｌ 采集器Ｉ 通讯通道 ｝ ｌ 通讯通道ｆ ｆ ｌ ｌｌ ＩＬ上＿ ．．．．．．ＬＬ 电表 电表 １ ｎ ．．．．． ．．．．．．ＬＬ 电表 电表 １ ｎ 电表 １ 电表 ｎ 就要拉开序幕，集抄建设是否能够顺利实施的探讨又被推到到 前台。 图２低压居民系统典型设计示意图 二、自动抄表系统的构成 １．低压居民集抄终端 从计量的对象来分 低压居民集抄终端包括集中器和采集器两种，它们在系 统中的位置如图２所示。集中器负责整个台区的数据采集、存 类，自动抄表系统包括 ４部分内容：变电站集 储和处理：采集器负责台区内集中安装的ＲＳ４８５电表的数据采 集，同时负责集中安装的电表的Ｒ￥４８５通道与集中器的下行通 信通道的转换。目前，集中器的下行通信通道主要有ＲＳ４８５、 低压载带载波和微功率无线等，宽带载波还没有大批量实用 过，所以暂时不考虑。本文将主要针对当前已经适合大批量实 抄、公变集抄、专变集 抄和低压居民集抄。典 型的自动抄表系统主要 图１自动抄表系统框图 由集抄终端、远程通讯 ＿圜中国住宅设施 施的Ｒ￥４８５、低压载带载波和微功率无线作为本地抄表通道方 案的低压居民集抄系统进行系统建设的探讨。 ２．远程通信信道 ． 远程通信信道是把数据从集中器传送到主站的信道。以前 国内外曾经大量应用电话线通信（ＰＳＴＮ）模式，随着移动通 信技术的发展及成本的降低，目前普遍应用的是ＧＰＲＳ模式， 由于成本和信号问题，ＣＤＭＡ一直没有得到推广。为了更好的 发挥营销系统在智能电网中的作用，适应更高的应用需求，对 属于营销支持系统的自动抄表系统提出了更强大的性能要求， 作为数据交换的通道，远程通信信道的建设是否合理直接决定 了整个系统性能的正常发挥。因此，国家电网公司在新标准制 定的时候对远程通信信道提出了逐步实现向光纤转化的要求。 虽然也有人提出用城域网的方式实现组网，但是从目前的技术 特点来看，很难得到实际应用，该功能必须得到和相应运 营商的支持，对于电力系统来讲，可控性不强。 ３．主站 负责电能量自动采集的主站系统是个比较庞大的计算机系 统，包括了负责规约解析和通信管理的前置机、数据库服务器 ｇＤＷＥＢ服务器等。主站系统由中心处理工作站以及相应的软 件构成，是整个电能计量自动抄表系统的最上层，所有用户的 用电信息通过信道汇集到这里，利用软件对数据进行汇总和分 析，管理人员可以通过ＷＥＢ功能进行远程监控和作出相应的决 策，该系统还具有与营销系统和其它相关系统的数据接口，可 以与其它系统实现数据交换功能。该系统具有强大的增值服务 功能，负荷控制和电力客服是其中最常见的功能。 自动抄表系统最大的特点就是大量的数据量采集、大量的 数据存储和快速的数据处理，因此要求相应的服务器的硬件配 置必须具备很强的运算能力和很大的存储容量，考虑到未来的 增值应用，系统计算机配置还需要考虑足够的冗余系数。由于 是电力系统这种关系国计民生的应用，系统必须保证安全、稳 定和可靠。 三、不同本地通信通道的集抄方案的实施要点分析 由于主站和远程通信信道在进行负荷管理终端（专变终 端）和配变监测终端（公变终端）建设的时候，已经进行了充 分论证，而且经过多年的实践和改善，已经能较好的满足实际 的需要。因此，本文不对主站和远程通信信道进行进一步的讨 论，本文讨论的重点是台区内系统的建设，即集抄终端和本地 通信通道（即集中器本地抄用户表通道）的建设。 不同的台区有不同的用户特性、电表安装特性和台区环境 （包括电气环境和无线通信环境）。用户特性决定了需要采集 Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｉ技术交流 的用户的数据类型不同，不同的电表安装特性决定了采取的本 地通信通道不同。一般情况下，总表与集中器直接用Ｒ￥４８５￣Ｂ 连，由于需要分析台区的电能质量、用电情况和异常情况等， 采集的数据种类较多，数据采集间隔也可以很小。用户表（也 叫分表）可以根据安装特性选择不同的电表类型（Ｒ￥４８５表、 低压载带载波表、微功率无线表），通常集中安装的电表选择 Ｒ￥４８５表，然后通过采集器与集中器相连，分散用户可以根据 台区环境选择低压载带载波表或微功率无线表。 由于需要根据电表安装特性和台区环境决定本地通信通道 的类型，所以低压居民集抄建设的启动工作就是考察现场，分 析是否需要换表，分析用户的集散性和相应通信方式的干扰系 数，决定采用的本地通信方案，然后再进行下一步的安装调试 工作。不同的本地通信通道，在系统建设的安装调试过程中需 要关注的要点不同，本文将着重进行分析和探讨。 １．ＲＳ４８５方案 以Ｒ￥４８５通信通道组建的低压居民集抄系统是系统建设最 简单的一种方案，安装调试过程中需要注意的要点如下所示： （１）分析是否适合拉线，主要是用户是否允许打孔和 挖地。 （２）安装Ｒ￥４８５线时必须套ＰＶＣ管，不仅可以增强线路 的抗雷击能力，而且还可以增强受人为破坏的能力。 （３）安装Ｒ￥４８５线时必须保证一定的高度，走线尽可能 隐蔽、美观，这也是为了增强受人为破坏能力的要求。 （４）尽可能避免架空线，架空线会增加受人为破坏和雷 击破坏的概率。 （５）铺设地线的话，要防止受潮、动物侵入等，并要易 于开盖维护。 ２．低压载带载波方案 低压载带载波方案是目前现场应用量最大、经验最多和感 触最深的一种低压居民集抄终端本地通信方案。低压载带载波 通信方式不会跨台区通信，易于用户的台区界定，而且安装最 为简单，不过在实践的过程中也有很多需要注意的地方。 （１）集中安装的用户表尽可能不要采用载波表，而应该 采用Ｒ￥４８５表＋载波采集器的模式，这样可以减少未来的维护 工作量，并且可以降低系统的建设成本。 （２）安装时需要注意每个相邻载波节点之间的距离尽可 能保证不要大于２００ｍ，特殊情况除外。这是为了保证在经过 多年运行后，载波性能受器件老化、信道环境变化等因素影响 下仍能继续稳定运行。 （３）对于有冲击性负荷的台区，需要根据用户的工作时 间来合理的安排抄表时段，在用户不工作的时段进行抄表，对 ＣＨＩＮＡ ＨＯＵＳＩＮＧ ＦＡＣＩＬＩＴＩＥＳ圈 Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｉ技术交流 于全天工作的冲击性负荷的台区不建议采用载波通信模式。 （４）如果是新建台区，尽可能采用铜线。 （５）对于地缆长度超过１ＯＯｍ的台区，尽可能在地缆出线 侧安装中继点，因为地缆的对地电容对载波信号的吸收能力很 强。 （６）安装时需要记录所有电表的安装相别，有利于分析 中继点的最佳安装位置，也便于主站的档案维护。 （７）安装完成后，设置好抄表时段，运行１天，然后再决 定是否需要增加中继点及选择中继点的安装位置。 ３．微功率无线方案 微功率无线方案已经在智能局域网中获得了广泛应用， 如智能家居、智能建筑和物流等领域。虽然电力系统的集抄领 域也在过去的十多年里经历了智能抄表车、无线集抄等各种尝 试，但是由于低压居民集抄系统的特点，一直不具备大面积推 广的能力’。近两年国家电网公司对自动抄表系统的积极引导， 促进了微功率无线技术的长足发展，之前影响低压居民集抄建 设的台区划分、台区间互相影响等问题正在逐步解决，同时已 经具备了推广的能力。 目前，微功率无线方案的集抄系统主要是针对现场环境， 重点优化网状网路、多跳路由、自动中继、动态跳频这几方面 的技术。 无线的未来肯定不是只实现一个集抄这么简单，从发展趋 势来看能满足实时性是硬道理。满足实时性就要求网络能实现 稳定、可靠、快速的运行，需要在这几个方面下功夫。虽然现 在很多省份都在进行微功率无线集抄的小批量试点，但是仍然 不能反映真实的效果。因为以后国网大规模推广的话，多厂家 的频段复用的干扰、自身的子网干扰都是必须被重视的，还有 相互兼容等问题。在实现的过程中，要想完善的解决电表节点 和台区的归属性问题，仅靠单纯的简单频分模式是不够的，需 要有适量的码分技术的支持才可以，当然最终可能还需要其它 通信技术的支持。 无线通信是当今社会发展的趋势，国家目前非常重视的物 联网也大量的引进了微功率无线通信技术，微功率无线通信网 是物联网中基层传感网的重要组成部分。微功率无线方案的自 动抄表系统安装也非常简单，不过在实践的过程中同样也有一 些需要注意的地方。 （１）与低压载带载波方案相同，集中安装的用户表尽可 能不要采用载波表，而应该采用Ｒ￥４８５表＋微功率无线采集器 的模式，这样可以减少未来的维护工作量，而且可以降低系统 的建设成本。 （２）与低压载带载波方案相似，安装时需要注意每个相 Ｉ一中国住宅设施 邻无线节点之间的距离尽可能保证不要大于２００ｍ。虽然微功 率无线节点在保证功率符合标准要求的情况下的通信距离最大 可以超过５００ｍ，正常也有３００ｍ左右，但是无线通信距离除了 受器件老化因素影Ⅱ向之外，主要的影响因素还有天气，不同天 气情况下的通信距离差别很大，而实际施工过程是比较短的， 根本不能反映全年的天气变化，不留够裕度，对多年后的通信 效果同样会产生较大的影响。 （３）通常微功率无线节点穿３堵墙之后就只能传输几十米 的距离，所以在实施过程中需要考虑安装位置，尽可能的减少 穿墙的概率。 （４）同一片区不要同时开始台区的网络搜索，尽可能设 计一个依次组网的机制，以免台区间串扰，从而影响组网成功 率和组网时间。 （５）为了保证组网机制的合理性，建议每个台区提供 ＧＰＳ地理信息，以便用拓扑图的方式来直观的描述。 （６）安装时需要记录所有电表的安装相别，有利于分析 中继点的最佳安装位置，也便于主站的档案维护。 （７）安装完成后，设置当前时段为抄表时段，运行１小时 左右（如果台区规模较小的话，时间还要短）无线网络即可组 好，此时即可决定是否需要增加中继点及选择中继点的安装位 置，此性能要优于低压载带载波方案。 四、低压居民集抄系统建设中的集中器自动抄裹效果 不好情况的分析和处理 集中器自动抄表效果不好的直观反映就是部分电表抄表失 败。在集中器参数设置正确的前提下，出现这种情况的原因可 能是： １，表号（即电表地址）错误。 ２．电表故障。 ３．集中器安装位置不合理，只针对载波方案。 ４．集中器表号顺序不合理，集中器抄表时通常是按照表号 来对应电表地址的。 ５搜索步长设置不合理，只针对载波方案和微功率无线 方案。 ６．集中器抄表时间不合理，只针对载波方案。 ７．有些电表存在跨台区传输现象，只针对载波方案。 ８．集中器本身有问题。 ９．现场非常复杂，通讯能力确实达不到。Ｒ￥４８５方案可 能是通信线断线，载波方案可能是电力线干扰太严重，无线 方案可能是传输通道被额外的建筑物阻挡或超出设计指标的 恶劣天气。 与上面的问题对应的处理办法： １．去现场确认表号是否正确，如果表号没问题，检查电表 是否有电。 ２．在安装集中器之前，如果是复杂台区，要先用抄控器试 一下，先直抄一下，距离远的直抄不到用中继试一下能否抄回 来，然后才能确定集中器位置。有些台区表集中在两端中间没 有表，这样就要把集中器放在中间，因为把集中器放在哪一 端，中继都不起作用。如果位置选错了，再重新换位置将是一 个很麻烦的事情。 ３如果是复杂台区，后台表号顺序应该按照电力线的拓结 构和距离集中器的位置远近来录入，这样有利于集中器的学 习、中继和抄读，节省时间。 ４．搜索步长的设置最好要依据现场的实际情况来定。对于 载波方案，如果表箱比较集中，相互之间的距离不是很远，并 且每个表箱是三相进电，这种情况下连续步长设置短一点，跳 跃步长设置大一点。如果表箱是单相或两相进电，（这种情况 下电源线大多是铝架空线“Ｔ”型接头比较多）连续步长长一 点和跳跃步长短一点。因为架空线跨相耦合能力弱，有些表必 需经过同相学习才能抄回来。对于微功率无线方案，则根据实 际需要穿越的建筑物的情况来决定搜索步长。一般情况下，无 线方案都能用默认的步长实现组网功能。 ５抄表时间很重要。同一个台区在不同的时间里抄读结果 可能完全不一样，我们习惯于晚上一点开始抄读，但在南方最 好的时间应该是早晨九点到十一点半，下午三点到五点半，这 要根据当地的生活习惯来决定具体的抄表时间。 ６进行整条线路改造的时候，由于台区比较多很可能弄错 台区。当一个台区某一个单元或某一栋楼的元或某一栋楼的表 抄不回来的时候，就有可能是跨台区了（有时候一个楼就有两 个变压器供电）。当然如果两个变压器距离很近有时候跨台区 也能抄回来，但在算线损的时候会出问题。 ７．如果集中器在抄表的时候只走直抄不走中继，集中器本 身就有问题了，换一只集中器，再试一下。 ８如果以上问题都排除了，Ｒ￥４８５方案需要根据抄表失败 列表来检查线路，对于载波方案可能会考虑增加集中器的方 案，对于无线方案只要考虑在合适的位置安装中继点即可，在 前期正常运行的前提下，通常这种情况极少出现。 五、总结 随着信息技术的不断发展与电力市场改革的不断深化，电 力系统传统的垄断将被逐渐打破。从长远来看，全面实行 自动抄表系统无疑是电力市场改革的一个方向，具有极为重大 Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｘｃｈａｎｇｅ ｌ技术交流 的经济和社会效益。各供电企业在组建自动抄表系统时必须综 合各方面的因素，制作详尽的系统总体规划，本着因地制宜、 科学合理和安全实用的原则，结合企业所在地软硬件实际条件 和对系统建设的要求，进行多方案综合评价，优化资源配置， 充分利用现有各类网络组建适宜的自动抄表系统，不断提升企 业的服务质量，并用服务打动用户，创造企业的效益。 参考文献： 【１】钱建华，陈柏超，基于无线通信的自动抄表系统，电网技 术，２００４ ２８（５）：７３—７６ 【２】Ｃｈａｎｇ—Ｋｅｕｎ Ｐａ ｒｋ，Ｊｏｏｎ－Ｍｙｕｎｇ Ｋａｎｇ，Ｍｉ－ＪＵｎｇ Ｃｈｏｉ， ａｎｄ Ｊａｍｅｓ Ｗｏｎ—Ｋｉ Ｈｏｎｇ，Ｙｏｎｇ—ｈｕｎ Ｌｉｍ，Ｓｅｏｎｇｈｏ Ｊｕ ａｎｄ Ｍｏｏｎ—ｓｕｋ Ｃｈｏｉ．Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｍｏｎ ＰＬＣ ＭＩＢ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｏｆ ＭｌＢＭａｐｐｅ ｒ ｆｏ ｒ ＭｕＩｔｉ—ｖｅｎｄｏ ｒ ＰＬＣ Ｎｅｔｗｏ ｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．２００８：１ ５２—１ ５７． ［３】Ｄｕｂｒａｖｋｏ Ｓａｂｏｌｉｃ，Ｓｔｕｄｅｎｔ Ｍｅｍｂｅｒ，ｌＥＥＥ，ｌｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｍｅｄｉｕｍ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｍｅｔｅｒ Ｒｅａｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃａｐａｃｉｔｙ，Ｐｏｗｅ ｒ Ｄｅｌｌｅｖｒｙ．２００３，１８ （３）：７２５—７２８ 【４］Ｃｈａｎｇ—Ｋｅｕｎ Ｐａ ｒｋ，Ｊｏｏｎ—ＭＹｕｎｇ Ｋａｎｇ．Ｍｉ－ＪＵｎｇ Ｃｈｏｉ，ａｎｄ Ｊａｍｅｓ Ｗｏｎ—Ｋｉ Ｈｏｎｇ，Ｙｏｎｇ—ｈｕｎ Ｌｉｍ，ａｎｄ Ｍｏｏｎ－ｓｕｋ Ｃｈｏｉ，Ａｎ ｌｎｔｅｇ ｒａｔｅｄ Ｎｅｔｗｏ ｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏ ｒ ＭｕＩｔｉ—Ｖｅｎｄｏ ｒ Ｐｏｗｅ ｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ．ＩＥＥＥ ｌｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ．２００８：１—５ 【５］Ｚｈｉｈｕａ Ｌｉ，Ｋｕｉ Ｌｉ，Ｄｏｎｇ Ｃｕｉ，Ｙｉｎｇｃｈｅｎ Ｗａｎｇ，Ｈａ ｒｄｗａ ｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｍｅｔｅ ｒ Ｒｅａｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ＩＥＥＥ．２００８：５３６—５３９ ［６］Ｌｉｔｉｎｇ Ｃａｏ，Ｊｉｎｇｗｅｎ Ｔｉａｎ ａｎｄ Ｙａｎｘｉａ Ｌｉｕ，Ｒｅｍｏｔｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｍｅｔｅｒ Ｒｅａｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｅｓｈ Ｎｅｔｗｏ ｒｋｓ ａｎｄ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇＹ。Ｆｉｆｔｈ ｌ ＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，２００８： １９２－１９７． 【７】Ｎｏｂｕｈｉｒｏ Ａｎｄｏ，Ｍａｓａｙａ Ｔａｋａｓｈｉｍａ， Ｙｏｓ ｈｉ ｈｉ ｒｏ Ｄｏｉ，Ｙｏｓ ｈｉｍ ａ ｓ ａ Ｓ Ｕｇｉｔａｔｅ Ｎｏｂｕｃｈｉ ｋａ Ｍｅｎｄａ，Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｍｅｔｅｒ Ｒｅａｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ａｄｏｐｔｉｎｇ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｏｕｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＩＥＥＥ，２００２：２３０５—２３０９ ＣＨＩＮＡ ＨＯＵＳＩＮＧ ＦＡＣＩＬＩＴＩＥＳ啊
