电力系统电能计量自动抄表技术分析

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摘 要：近年来，随着经济的发展，我国人民物质文化生活水平不断提升，工农业生产得以快速的发展，对电能的消耗量也不断的增加，电力企业为了更好的进行电能的计量，则不断的增加电能表的数量，这就给抄表工作带来了较大的压力。而科学技术的发展，使自动抄表系统得以成为现实，使抄表人员从高强度的劳动中解放出来，成为电能计量的重要工具之一，而且其还具有广阔的发展前景。文章对电能计量自动抄表系统的构成进行了分析，并进一步对自动抄表技术的发展趋势进行了阐述。

关键词：自动抄表；电能计量；结构与应用

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）在进行本地抄表时，则只需要抄表人员携带着掌上电脑即可完成抄表工作。其是利用电脑上装设的红外发射和接收装置，从而对红外距离内的仪表数据进行读取，在无接触情况下完成抄表工作，这种方法较为简便，而且安全性较高，具有较好的经济性。但由于利用此种方法数据只能在短距离内进行传输，所以只适宜针对于城市内的集中的小区使用，自动化程度低。

（2）远程采集系统自动化程度较高，其不需要抄表人员到现场即可实现抄表工作。但前提是需要用户装设机电脉冲式电能表或是电子式电能表，此电能表将用户的用电量传给上一级数据采集数据，然后将数据利用光纤进行实时传输。这种抄表方式不仅降低了成本、减轻了抄表人员的工作强度，同时传输速度快，具有较高的可靠性及效率性，实现了真正意义上的自动化抄表。

1.2 通信子系统

通信子系统由两技术组成，即无线通信技术和有线通讯技术。在抄表系统中通信子系统具有非常重要的意义，利用通信子系统实现了数据到控制中心的传送，但在实际应用中，由于成本要求及环境条件具有较大的差异性，所以通信子系统的构成方案也呈多样化，这样才能在不同要求和条件下发挥基其相应的作用。

1.2.1 无线通信技术

利用无线通信技术有效的解决了分散及范围广阔情况下的通信要求，由于无线通信技术容量大，而且传输的频带较宽，而且采用散射的方式进行无线通信，所以即使远距离通信，也可以确保与电能表通信的质量，而且所连接电能表的数量也较多。但利用无线通信技术进行通信时，存在着一个较大的弊端，其所利用的频点需要进行使用权的申请，如果不能保证选择频点的正确性，那么相近的信号则会存在着相互干扰的情况，从而导致信号之间杂乱，影响正常的通信进行。

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：由于利用光纤通信具有非常强的抗干扰性，而且可以进行远距离的传输，所以即使造价和安装费用都较高，但其运用率和普及率也非常高。（2）电话线传输：此种方法即是利用电话网络来进行通信，在数据的收、发两端装上调制解调器，可以有效的保证数据传输的可靠性和安全性，而且对传输的效率可达到使用需求，相对于光纤通信来讲，其成本较低，应用较为普遍，特别适宜在一些不方便布线的地方进行应用。但利用电线线传输则需要支持适用于较高的租赁费用，一旦有大容量系统的通信传输需要，则会导致数据堵塞情况的发生。（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。此种传输方式是利用配电网络来实现数据的传输，即不需要申请频眯，也不需要进行线路的租赁，其可以利用现在的配电网络实现传输，不需要进行重新布线，只有要配电网络的地方即可实现数据传输的覆盖，具有特殊性，而且成本达到最小化，所以此种传输方式具有非常好市场前景。

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。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 自动抄表技术的发展趋势分析

2.1 电力线载波通信

电力线载波通信，是将信息调制为高频信号（一般为50～500kHz）并叠加在电力线路上进行通信的技术，电力线载波通信的关键是功能强大的电力线载波专门电路。

电力线载波通信不仅提供了实用的新兴通信手段，而且具有现有物理链路、易维护、易推广、易使用、低成本等优点，显示出了良好的前景和巨大的市场潜力。

2.2 无线扩频通信

扩频技术是一种无线通信方式，把发送的信息转换为数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号，以扩展信号的频谱，通过相关接收，用相同的频码序列解扩，最后经信息解调，恢复出原始信息。扩频通信距离一般可达几十千米，其最大的优点在于抗干扰能力较强，因此具有较强的安全保密性。

2.3 复合通信

在应用于电能计量自动抄表系统中的所有通信模式中，各种通信模式都有优缺点，任何一种采用单一通信技术的方案均很难完全满足需要。为解决这类矛盾，提出了复合通信方案。复合通信方案是在自动抄表系统运行过程中，根据不同的通信阶段采用不同的通信方式，组成复合通信网络，实现电能的自动计量。对于不同通信方式的选择，可以根据实际情况，但在使用过程中，不同的通信方式不能互相干涉，要有好的兼容性，这就需要在技术方面加以研究和设计。

2.4 自动抄表的安全性

自动抄表系统的安全性至关重要，也是需要时刻注意的重要问题，为了有效的确保自动抄表系统的安全，则需要采取科学有效的预防措施。在自动抄表系统中，由于采集器、集中器和中心处理站等共同来构成了数据传输的载体，从而实现了自动抄表系统的便捷性，所以需要对这三点在技术上用采取必要的安全性措施进行保障，同时自动抄表系统的中心处理子系统需要与网络进行连接，这就使自动抄表系统需要面对来自于网络上的攻击，因此需要对网络上的这些攻击行为做好蠼措施，从而确保自动抄表系统的安全性。

3 结束语

目前电力企业处于激烈的市场竞争环境中，电力企业为了在市场竞争中占据优势，则需要不断的提升自身的服务质量，而抄表自动化技术应用，不仅实现了自动抄表和自动划拨收费，给用户带来了较大的便利，同时也有效的提高了电力企业的服务质量，树立了良好的外部形象，提升了电力企业服务中的科技含量，降低了企业的成本，为企业经济效益目标的实现奠定了良好的基础。

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（2）：90-98.

[2]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.