试述电能计量自动抄表技术的现状及发展
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【摘 要】 在统计用电额度的时候，传统的抄表方式是工作人员登门逐户查实并登记，不但费时费力，还容易发生人为引起的差错。然而，如今盛行的自动抄表技术就突破了这些局限，并有利于降低成本，提升工作效率。
中图分类号： TM933.4 文献标识码： A
电能计量自动抄表系统是如今电能计量中必不可少的辅助工具，拥有广阔的发展前景。以下，文章先较为详细地对其构成及应用进行论述，进而分别阐述应如何保障远程自动抄表系统中传输通信和终端数据统计的安全。
1 电能计量自动抄表系统的构成
1.1 前端采集子系统
电能计量自动抄表系统的数据采集方式有两种，分别是本地和远程自动抄表系统。
（1）一般情况下，抄表员工在进行本地抄表时，都是携带着轻便的掌上电脑。电脑上装有专门的红外发射和接收装置。只要距离不远于红外的可视范围，就能在最短时间内完成仪表数据的读取，整个过程实现了非接触性。此方法快捷简便，安全可靠，并且花费的成本很小。然而，其劣势在于，其数据只能实现短距离上的传输，且其自动化程度有待提高，所以通常用于计量仪表比较集中的居民小区，适合在城市里使用。（2）远程采集系统的最前端由加装了光能转换器的机电脉冲式电能表或者电子式电能表构成。能够将用户的用电量传给上一级数据采集装置，采用光纤实现数据传输。当前，投入到切实应用的远程自动抄表系统在数据汇集结构上通常实现了两极式。换而言之，就是由安装于用户生活小区单元的采集器收集几十个电表的读数。而安装在配电变压器下的集中器，其功能和用途在于数据的定期读取。这种方式能够在最大限度上降低成本以及员工劳动强度，因为抄表员并不需要“亲自出马”。且此方法的传输速度非常迅速，无论是数据抄收的可靠性或是抄表本身的效率，都被提升到了一个新的高度[1]。
1.2 通信子系统
通信子系统对抄表系统而言是至关重要的。它负责完成数据到控制中心的传送工作。通信子系统的构成方案比较多样化，从而才能在不同的成本要求以及环境条件下起到相应的作用。按照通信介质的不同，通信子系统主要有无线通信技术和有线通讯技术两种。
1.2.1 无线通信技术
当遇到用户分散、且范围广阔的情况下，无限通信技术就能切实起到很大作用。它用散射通信的方式在某个频点上进行并完成无线通信，它坐拥着通信容量大和传输频带宽的明显优势，可以与成百上千个电能表通信，即使是远距离通信，例如几十千米，也能保质保量完成。它的劣势在于，它涉及到频点使用权的申请。并且，倘若频点选择的正确性无法得到保障，那么，相近的信号就会杂乱互扰。
1.2.2 有线通讯技术
有线通讯技术一共有三种，分别是光纤传输、电话线传输和低压电力线载波传输。
（1）光纤通信：光纤通信的造价和安装费用都比较高，但其优势比较明显，目前的运用率和普及率都比较高，它不仅具有很强的抗干扰能力，并且能够实现远距离传输。（2）电话线传输：顾名思义，就是租用电话线通信，即通过对电话网络进行合理运用，在数据的发、收两端都装上调制解调器。此法不仅十分安全可靠，并且其传输效率能够得到有效保障，成本较低，目前也十分普及，能够在那些不方便布线的地域发挥较大作用[2]。然而，其缺点在于，租赁费用较高且数据堵塞的现象时有发生，一旦遇到大容量系统的通信传输，就显得举步维艰。（3）低压电力线载波传输：这种传输方式主要利用的是电力线，并将其作为系统前端的数据传输信道。其基本运作原理是：在进行数据发送的时候，首先将数据调制到高频载波上，一旦功率被放大，就能和电力线密合在一起。这种高频信号通过电力线路，最终完成到接收方的传输。接收方将干扰信号过滤掉之后，将切实有用的信号放大，然后经调解电路，完成二进制数字信号的还原。电力载波传输利用的是配电网络。这样一来，就不需要占用频段、更不需要租用线路，本身具有一定的特殊性，不仅能够实现抄表成本的最小化，又因为它能够使低压电力不需要重新布线、覆盖面广等优势得到了最大限度上的发挥，能够从根本上对运用管理产生有利影响，故而拥有光明的前景。然而其仍存在一个突出的问题，即如何抑制并尽量降低电线上的干扰，让通信变得更为可靠。
1.3 数据综合通信系统
电能远程自动抄表系统采集的最前端是由加装了广电转换载波前段采集系统的机电脉冲式电能表以及电子式载波电表构成，用户电能数据会在短时间内用光电脉冲的方法传到载波集中器里去[3]。在此之后，载波集中器又通过无线或有线通信完成到电力运营商集中控制中心的传送，最后才涉及到电能数据的统计和分析。通信子系统以不同媒介为依据，可分为光纤通信、卫星无线通信、市话网通信和电力载波线路通信等几种模式。
2 远程自动抄表系统的安全性
2.1 传输通信安全
毋庸置疑，只有在传输通信系统的安全得到切实保障之后，系统才能正常且井井有条地进行电能数据的采集工作。故而，定期对电能采集载波的终端与前段进行检修维护是必不可少的。在检修过程中，一旦发现设备出现了故障，就一定要及时更换。不然，一旦发现漏记或错记电能的情况，会后患无穷。通信中心一定要做到“两个保障”，即既要保障载波集中器、载波转换器的安全，还要保障通信网络的畅通和整体安全。
2.2 终端数据统计安全
终端数据处理中心系统对于整个电能数据统计分析系统而言，其重要性不言而喻，是其核心处理单元。要保障数据处理中心的安全性和可靠性，需要对多种技术加以利用。例如网络反病毒监控技术、身份验证操作技术、网络漏洞自动扫描安装技术、防火墙技术等等。这样一来，电能数据处理的效率和速率都能在最大限度上得到提升，从而让电力运营商的决策信心得到进一步的坚定，保持电能的经济合理分配。
3 自动抄表技术的发展状况
3.1 电能表 传感器、自动化仪表以及集成电路技术的发展，使得无论是机电脉冲式还是电子式电能表已能够较好地满足当今电能计量自动抄表技术的需要。预计今后相当一段时间内，电能计量自动抄表系统的终端采集装置将以机电脉冲式电能表和电子式电能表两种仪表为主。
3.2 采集器和集中器 采集器和集中器是汇聚电能表电量数据的装置，由单片机、存储器和接口电路等构成，现在已经出现了较成熟的产品。
3.3 通信信道 通信子系统是电能计量自动抄表技术中的关键。数据通信方式的选取要综合考虑地理环境特点、用户用电行为、技术水平、管理体制和投资成本等因素。国内外对于不同通信方式各有侧重，在西方发达国家，对于电能计量自动抄表技术的研究起步较早，电力系统包括配电网络较规范、完备，所以低压电力线载波技术被广泛应用；在我国，受条件所限，较多使用电话线通信。近来，随着对扩频技术研究的深入，低压电力线载波中干扰大的问题逐步得到解决，因此，低压电力线载波通信方式在电能计量自动抄表技术中的应用有逐步推广的趋势。
4 结语
文章较为详细地解析了自动抄表系统的结构及应用，从中我们可看出其特点和优劣。并着眼于传输通信和终端数据统计这两个方面来阐述如何保障远程自动抄表系统的安全，具有一定指导意义。
参考文献：
[1]张杰.一种用于自动抄表系统的数据采集接口电路[J].仪表技术与传感器，2010（02）：90-98.
[2]张朗博，柴群梅.基于IC卡电表的小区用电信息管理系统[J].仪器仪表标准化与计量，2010（03）：65-66.
[3]龙子庄.电力载波远程抄表系统的研究和设计[D].中国科学院电子学研究所，2011.