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摘要：低压集抄系统的应用已不是新鲜事物，但由于种种原因，低压集抄系统一直不能得到很好的应用效果。该文结合某供电局在开发应用低压集抄系统中的经验，分析以往在开发应用中存在的不足，提出低压集抄系统方案设置模式及扩展应用功能的一些做法，从而发挥出集抄系统最大的应用效益。
关键词：自动抄表；GPRS；低压电力线载波
低压电力线自动抄表在国内已有20多年的发展历史，从最初的点对点直接通信方式抄表到中继方式抄表。点对点直接通信方式抄表依靠集中器与用户电表的直接通信完成数据交换，为了追求点对点通信能力，需要加大发射功率，这样会给电网造成二次污染，而且抄表不可靠。中继方式抄表采用枚举法中继，寻找中继路径完全是由集中器以“点名方式”进行的，其计算量随着中继深度的增加以几何方式增长，中继深度有限，效率低下，组网时间往往长达数小时甚至数日，电力负荷的变化使中继寻址很容易陷入无限循环，不适合大数据量传输。
1.低压集抄系统简介
1.1系统总体结构
低压集抄系统是对公变台区总表及以下居民电表进行集中自动抄表、用电计算、台区线损计算，供收费和结算使用的电力营销自动化的技术支持系统。该系统主要由电能表、采集器、集中器、通信通道、主站系统5部分构成。
1.1.1电能表
计量和保存用户用电信息，并按照需要上传。按计量方式可分为单相和三相电能表；按通讯方式可分为RS485/MBUS、电力线载波（PLC）、微功率无线（RF）电能表。
1.1.2集中器
管理表计档案，定时或随时抄读电能表有关数据并保存，根据系统要求完成与主站的通信并响应主站命令，将保存的电能表数据等主站需要的信息传送到主站数据库。
1.1.3采集器（采集模块）
连接集中器与电能表，提供通讯方式转换，可具备电表数据存储功能。
1.1.4通信通道
上行通道指集中器与主站之间的通信通道，主要有局域网（Ethernet/WiFi）、无线公网（GPRS/CDMA）以及PSTN、GSM专线等方式；下行通道指集中器与采集器或电表之间的通信通道，主要有RS485/MBUS、电力线载波和微功率无线3种通信方式。
1.1.5主站系统
设备档案管理，定时或随时抄收居民或商业用户电表的电能量数据，对集中器设置通信参数及操作参数。可与电力营销系统交换数据，实现电费计算、电费实收、负荷控制、数据浏览分析、票据打印、统计报表等功能。
1.2下行通道比较
（1）RS485/MBUS方式。RS485/MBUS方式指集中器与采集器或电能表之间采用RS485/MBUS总线连接，通过RS485/MBUS总线进行数据通信和交换，如图1所示。
图1RS485/MBUS方式示意图
RS485/MBUS方式具备如下4个特点。①介质：双芯（四芯）屏蔽或非屏蔽通信线，通讯距离可达1000m以上。②优点：通讯速率高、可靠性高、实时性好；通信范围不受变压器限制。③缺点：需专门布线，安装和维护工作量大，易遭人为破坏而发生故障，通讯电缆短路、开路故障查找困难，易遭受雷击。④适用：电能表集中安装、管理得好的新建小区。（2）PLC方式。PLC方式指集中器与采集器或电能表之间采用低压电力线连接，通过PLC技术进行数据通信和交换，如图2所示。
图2PLC方式示意图
PLC方式具备如下4个特点。①介质：低压电力线，通讯距离可达3000m。②优点：通讯可靠性高；无需布线，易安装、易维护、成本低。③缺点：通讯实时性相对较差；通信范围局限于同一变压器供电范围内，电网的干扰会影响PLC通讯，从而使通讯距离缩短，此时可能要起用PLC的中继功能，通讯速率也会明显下降。④适用：电表集中或分散安装、不易布线的已有小区。
1.3集中器选型
采用单片机技术的集中器，其运算能力、存储容量、可升级能力、可扩展能力都很差，上行通信无加密、无压缩，与其他终端设备的接口能力也很差。采用先进的ARM9硬件平台和linux操作系统的集中器，运行稳定可靠，运算能力强，支持多线程，支持数据加密和压缩，存储容量大，可升级和可扩展能力强，支持在线远程维护和升级，支持与其他集中器或终端设备级联等，支持告警主动上报（电表对时、电压电流反极性、失压失流、台区线损超阈值等等告警）、支持重点用户监测功能。
1.4电表选型
通过脉冲采集电能数据的机械表，因脉冲可能易丢数造成计量不准；采用无时钟或软时钟的电能表，无整点、日、月数据冻结和保存功能，存在抄表数据不准、抄表同时性不好、数据完整性不高等问题。目前最新的电能表具备高精度硬时钟，具备上日24点的整点数据冻结、当日和上7日日数据冻结、当月和上3月月数据冻结以及保存的功能，支持广播校时功能，支持远程通断电功能，能确保抄表准确性、抄表同时性和数据完整性。当对防窃电要求较高时，应采用加强防窃电措施的电表，如采用透明大盖和端盖，单方向拧紧的端盖螺钉，开盖报警功能等。另外，具备远传功能的IC卡预付费电能表已经批量应用，此表是在原有IC卡预付费电能表的基础上，加入通信模块，全面支持低压集抄的功能。可将电量表码、剩余电量等数据上传至主站系统，通过主站系统数据交换接口，将此类数据定时传送到预付费系统中，供分析统计用。
2.实际集抄系统动态路由技术
Olive-1000A型PLC抄表系统参照了Lonworks技术ISO/OSI七层标准模型构建，路由发生在七层协议的第三层网络层。该抄表系统采用由子站（也就是集中器）进行统一管理的动态网络结构，由一个子站和若干个终端（载波电表和485载波采集终端）组成。子站将整个网络动态划分为若干子网，并为每个子网内的终端临时配置网络地址（即逻辑地址），该局域网内均以网络地址进行通信标识的识别。每个子网下有1个路由节点和若干个普通节点，路由节点负责网络数据的转发，普通节点负责与子站间数据的握手，能够保证数据交互的稳定性、可靠性，以及网络路由的实现。Olive-1000A型PLC自动抄表系统动态路由结构如图3所示。
图3PLC自动抄表系统动态路由结构
该抄表系统支持跨级传输，所以在同样路由表下，路由节点可以根据实际网络环境对多条路径进行选择，择优进行通信。
3.Olive-1000A型PLC抄表系统
实际研制的PLC自动抄表系统如图4所示。
图4压电力载波自动抄表系统连接
系统由管理中心计算机（主站）、数据集中器、载波电表或采集器组成的三级分布式数据远程传输网络组成。每个供电局（分局）至少设置1台管理中心计算机，连接辖区内的所有数据集中器。每台配电变压器下至少配置1台数据集中器，连接配电变压器下的所有载波电表或采集终端。1台集中器可下挂至少1000～2000台载波电表。用户现场可直接挂接电力载波电表，也可以采用全电子式电度表增加载波采集终端，即可进行电力线载波通信功能的操作，完成电能计量、电压和功率测量等。集中器采用JZQ-6C型ARM嵌入式载波集中器，挂接在同一台配变下的电力线上，根据设置的要求定时或随时通过电力线抄收台变下所有载波表测量数据并保存；主站计算机可通过电话网或其他通信媒介对集中器发布设置、广播或抄表命令，对集中器进行综合数据的抄收，对集中器下的任一台载波电表进行招抄或通断电控制，从而实现远程抄表和监控功能。
4.扩展低压集抄系统的应用功能
中山供电局目前的低压集抄系统在具备自动抄表基本功能的基础上，进一步开发应用了台区线损分析、防窃电功能及对台区监测数据的采集分析功能。解决了以往对台区管理技术上的空白，在完成抄表计费任务的同时，改善了以往由于人手原因对低压客户管理不到位的情况。具体应用功能如下。
自动抄表功能。系统除可以按需要进行实时抄表外，还可以按照设置的抄表开始时间和抄表间隔自动抄表。采集器定时将数据传送给集中器，到预定的抄表时间，主站系统再依次拨号去收集集中器的相应数据。对于抄不上数据，系统会自动补抄或人工发命令补抄，避免了人工抄表的误差，提高了抄表的准确性，降低人工强度，提高工作效率。
台区线损统计分析。系统具有方便定义配变总表，安装和删除总表的功能，给总表分配分表。通过安装适当的总表，结合抄冻结数据功能，就可得某一特定的时刻的总表读数，各分表的读数（由此得到读数和），就可以计算出某部分电路的电能损耗。可对小区、台区的季度、月度的总表读数和与分表用电总数用曲线图形表示，并能进行统计分析。小区集抄系统具备此项功能，为供电部门的线损考核提供了较高的透明度和真实性，有效地控制了人情电、权力电。
防窃电分析功能。借助先进的电子技术和通信技术，实现对电能计量回路进行远距离监视，具有防窃电、远方抄表、电表在线监测管理、用户电压监测等用电管理功能。选用的与低压集抄系统配套使用的全电子485电能表本身具有电压、电流实时监测、记录功能，因此，通过系统的在线监测数据分析，对于表计不正常的运行状态及盗窃电现象可及时被发现。通过负荷曲线、历史电量柱状图等对比分析，及时发现异常用电，根据实时记录数据为窃电案件的处理提供可靠依据，并为电费追缴提供技术保证。
结论
经济合理的选型是系统成功的先决条件，先进成熟的技术是系统成功的关键，规范的安装调试是系统成功的基石，精心的管理维护是系统成功的保障。只有不断分析研究低压集抄系统在工程应用中产生的问题并加以妥善解决，不断总结、积累实际应用经验，才能让低压集抄系统发挥最大的功效，给企业带来应有的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]戴志龙.远传抄表技术方案比较[J].上海煤气，2005，8（2）：35-38．
[2]潘家斌，刘立祥.应用电力线载波通信技术的自动抄表系统[J].机电工程，2005，22（10）：58-60．
[3]胡小兵，黄席抛，张著洪.一种新的自适应蚁群算法及其应用[J].计算机仿真，2004，6（20）：108-111．