自動(dòng)抄表系統(tǒng)的技術(shù)介紹和系統(tǒng)構(gòu)成

一、概述

應(yīng)用自動(dòng)抄表系統(tǒng)的意義

自動(dòng)抄表集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、用電及計(jì)量技術(shù)于一體，具有抄收速度快，計(jì)算精度高，抄表同時(shí)性好，可直接與營(yíng)業(yè)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等突出的優(yōu)點(diǎn)。采用自動(dòng)抄表系統(tǒng)可以緩解抄表人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低人為因素造成的抄表誤差、并能迅速地統(tǒng)計(jì)低壓實(shí)時(shí)線損，降低用電成本，同時(shí)對(duì)于加強(qiáng)用電管理、防止國(guó)家電力資源的大量流失、杜絕貪污腐敗現(xiàn)象都具有積極的意義。

自動(dòng)抄表系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)家電力公司要求所有抄表裝置必須通過檢測(cè)，方能投入運(yùn)行。

檢測(cè)按照電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 698-1999 “低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術(shù)條件”進(jìn)行

電力部質(zhì)檢中心配用電自動(dòng)化檢測(cè)站經(jīng)國(guó)家質(zhì)檢總局授權(quán)負(fù)責(zé)配電及抄表產(chǎn)品的檢測(cè)

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)自動(dòng)抄表的廠家超過150家

通過電力工業(yè)部電力設(shè)備及儀表檢測(cè)中心檢測(cè)的廠家接近100家

受理的專利超過165項(xiàng)

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，安裝的自動(dòng)抄表用戶超過250萬戶

抄表技術(shù)多樣化：總線、載波、紅外、工頻、超窄帶（UNB）

抄表方式多樣化：?jiǎn)伪怼⒍啾?br />
系統(tǒng)功能逐步完善：除抄表外，還具有線損統(tǒng)計(jì)、用電考核、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)收費(fèi)并與銀行聯(lián)網(wǎng)等

二、抄表系統(tǒng)的構(gòu)成

三、 485總線方式自動(dòng)抄表系統(tǒng)

485總線方式自動(dòng)抄表系統(tǒng)

485總線方式抄表系統(tǒng)主要由電能表、采集器、集中器、數(shù)據(jù)信道機(jī)以及主臺(tái)計(jì)算機(jī)組成。

485總線抄表系統(tǒng)應(yīng)用方式如下：

單485總線系統(tǒng)

雙485總線系統(tǒng)

單485總線抄表系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

技術(shù)簡(jiǎn)單、成熟，易于實(shí)現(xiàn)；對(duì)全電子式電能表，無須改造；總線傳輸速率高，可靠性高

采用相應(yīng)的信道編碼技術(shù)，網(wǎng)線的合理配置，可使抄收率和數(shù)據(jù)可用率達(dá)到兩個(gè)100%

采用多塊表集中抄收的方式降低了每戶成本，同時(shí)也降低了整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)

單485總線抄表系統(tǒng)的缺點(diǎn)

施工布線工作量大，網(wǎng)線易受人為破壞

線路損壞后，故障點(diǎn)不易查找

易受雷擊和過電壓的影響

單485總線抄表系統(tǒng)的應(yīng)用范圍

該系統(tǒng)適用于城市居民小區(qū)和較密集的商住樓，且電能表已安裝在集中式表箱中。
3.2 雙485總線抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

雙485總線抄表系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

采用了雙485總線結(jié)構(gòu)，故數(shù)據(jù)傳輸速率高，可靠性高，又因?yàn)殡娔鼙聿捎脙?nèi)置式485轉(zhuǎn)換模塊，脈沖傳輸更為可靠

缺點(diǎn)

施工布線工作量大，網(wǎng)線易受人為破壞

四、載波抄表系統(tǒng)

4.1 低壓電力線的基本傳輸 特性以及通信技術(shù)

低壓電力線的基本傳輸特性

影響電力線載波傳輸質(zhì)量的兩個(gè)因素

電力網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性及其衰減，制約著信號(hào)的傳輸距離

噪聲干擾，決定著數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量

主要的電力線載波技術(shù)

窄帶電力線載波技術(shù)主要有：

模擬的 FM

數(shù)字的 FSK

數(shù)字的 QPSK

擴(kuò)頻技術(shù)主要有：

直接序列擴(kuò)頻 DS

跳頻 FH

線性調(diào)頻 Chirp

4.2 單表載波模塊的抄表系統(tǒng)

圖4 單表載波抄表系統(tǒng)示意圖

單表載波模塊抄表系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

充分利用電力線資源，無須重新布線，技術(shù)先進(jìn)，是抄表技術(shù)的發(fā)展方向。

單表載波模塊抄表系統(tǒng)的缺點(diǎn)

高頻載波信號(hào)只能在一個(gè)臺(tái)區(qū)內(nèi)傳輸，無法跨臺(tái)區(qū)傳送信號(hào)

載波信號(hào)易受干擾，實(shí)現(xiàn)全天候?qū)﹄娔鼙淼目煽砍毡容^困難

由于單表模塊尺寸和成本的限制，使得在軟件和硬件上，很難進(jìn)一步提高模塊的可靠性和穩(wěn)定性
4.3 多表一個(gè)采集器的載波 抄表方式

抄表方式類似于485總線的抄表方式，多塊電能表共用1個(gè)采集器。唯一不同的是采集終端（模塊）與集中器之間的通信不是采用485雙絞線，而是通過低壓電力線實(shí)現(xiàn)載波通信。

五、其它特殊自動(dòng) 抄表系統(tǒng)

5.1 超窄帶（UNB）載波抄表 系統(tǒng)（跨臺(tái)區(qū)單表載波）

圖5 UNB載波抄表系統(tǒng)示意圖

5.2 紅外抄表系統(tǒng)

系統(tǒng)由主站、紅外掌上機(jī)、采集器和電能表構(gòu)成，采集器完成對(duì)某一表箱中的所有電表的電量采集，不設(shè)集中器，也不需要通信線路，抄表時(shí)由工作人員到現(xiàn)場(chǎng)，用掌上機(jī)抄收采集器中存儲(chǔ)的電能表數(shù)據(jù)，然后返回主站，將掌上機(jī)中已抄收的電能表數(shù)據(jù)通過RS232口，傳送到主站計(jì)算機(jī)。

5.3 配變抄表系統(tǒng)

系統(tǒng)由主站、信道、抄表終端和配變總表構(gòu)成。

該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)配電變壓器總表電能量的抄收，抄表終端可以直接采集電能表的脈沖信號(hào)，也可抄收多功能電能表的數(shù)據(jù)，并通過通信線路和設(shè)備將所抄數(shù)據(jù)傳送到主站中。信道一般采用公用電話網(wǎng)(PSTN)，也可采用其他通信信道，如無線電、光纖、載波等。

5.4 工頻抄表系統(tǒng)

工頻抄表系統(tǒng)類似于超窄帶抄表系統(tǒng)，不過它使用的是通過工頻過零點(diǎn)進(jìn)行調(diào)制的載波通信技術(shù)，相比超窄帶抄表系統(tǒng)而言，易受諧波干擾的影響，且需要較大的注入功率，但傳輸速率比超窄帶抄表系統(tǒng)高。

六、自動(dòng)抄表系統(tǒng)的模式探討

1 對(duì)于電能表已經(jīng)集中安裝的居民小區(qū)和密集住宅區(qū)，宜選用485總線或“多表一個(gè)采集器”的載波方式，或兩者混合方式組建自動(dòng)抄表系統(tǒng)

2 對(duì)于電能表已經(jīng)集中安裝，但居民樓比較松散的居民區(qū)，宜采用“多表一個(gè)采集器”的載波抄表方式

3 對(duì)于電能表沒有集中安裝的居民區(qū)，宜采用“一表一個(gè)采集器”的即單表載波抄收方式

4 對(duì)于新建小區(qū)或者其它不允許布線的地區(qū)，宜采用單表載波方式

5 對(duì)于農(nóng)村地區(qū)，由于情況比較復(fù)雜，應(yīng)因地制宜選擇恰當(dāng)?shù)淖詣?dòng)抄收方式，如：桿下紅外抄收，載波抄收，485總線方式抄收等

6 積極采用新的自動(dòng)抄表技術(shù)和傳輸技術(shù)組建自動(dòng)抄表系統(tǒng)（如超窄帶載波抄表系統(tǒng)等）

七、關(guān)于推廣自動(dòng)抄表系統(tǒng)的建議

1 我國(guó)自動(dòng)抄表系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展和應(yīng)用，已經(jīng)形成了具有自己特色的自動(dòng)抄表技術(shù)，總體上已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，可以滿足實(shí)用化的要求

2 我國(guó)已經(jīng)形成了以載波抄表為主，多種抄表技術(shù)并存的格局，產(chǎn)品的多樣化已經(jīng)基本上可以滿足國(guó)內(nèi)不同地區(qū)的自動(dòng)抄表需求

3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的實(shí)施應(yīng)遵從先試點(diǎn)，后推廣的方針

4 由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的廠家眾多，供電企業(yè)在選擇自動(dòng)抄表系統(tǒng)時(shí)應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際條件及要求，謹(jǐn)慎選擇相應(yīng)的產(chǎn)品

5 國(guó)家主管部門應(yīng)加強(qiáng)宏觀指導(dǎo)和行業(yè)指導(dǎo)，制定相應(yīng)的通信規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)，提高各廠家產(chǎn)品的兼容性(特別是主站系統(tǒng)的兼容性）

6 在建設(shè)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的同時(shí)，應(yīng)綜合考慮其它功能，如配電變壓器監(jiān)測(cè)、防竊電、線損統(tǒng)計(jì)等

7 研究自動(dòng)抄表系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)收費(fèi)系統(tǒng)、用電信息發(fā)布系統(tǒng)、用電信息查詢系統(tǒng)、以及用電交易系統(tǒng)（EDI的應(yīng)用）的數(shù)據(jù)互聯(lián)和交換技術(shù)

8 研究抄表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全性。特別是當(dāng)抄表系統(tǒng)與營(yíng)業(yè)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)及銀行系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，網(wǎng)絡(luò)安全性尤為重要