低压电力载波技术研究及在抄表系统中的运用探析

摘 要：电力事业的迅猛发展促使“一表一户”得以快速普及，虽然绝大多数地方不再受用电限制，但也致使手工抄表这一传统方式逐渐被先进的自动抄表系统而取代。其中低压电力载波通信覆盖面广、时变性强、可靠性好、较为经济，若将其应用于抄表系统中可获取可观的综合效益。对此，本文基于对低压电力载波技术的研究，就其在抄表系统中的运用进行了探析。

关键词：低压电力载波技术；抄表系统；运用

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 02-0000-01

基于低压电力载波技术的抄表系统已在世界范围内得到了较为广泛的应用，其中欧美国家早已广泛普及，而这与其消除估抄、避免漏抄、根治错钞、提高效率、节约成本等优势密切相关，足见其效用可观，前景广阔。故希望通过探析低压电力载波技术发展现状和在抄表系统中的应用，对其进一步发展有所帮助，进而加快其在我国推广的进程。

一、低压电力载波技术研究

低压电力载波技术简称PLC，是指先借助专门的调制调解器调制信号，然后将其加载至现有的电力线中，进而实现正常的通信传输[1]。

对于低压配电网而言，PLC通常具有下述特点：时变性强，由于低压电力线易受电容和电感分布影响，故存在负荷时，其是一根分布不均匀的传输线，此时性质不同的电力负载可能在配电网中的任一位置发生随机断开或投入，致使信道的时变性增强；频率选择性强，正是由于低压配电网负荷特性复杂，噪声强而多，负载变化大，致使信号因出现谐振、驻波、反射等而衰减，造成信道频率选择性很强[2]；此外较强的噪音干扰、脉冲干扰等在不同程度上影响了通信质量。

但随着计算机控制、数字信号处理、扩频通信等先进技术的诞生，带动了通信信道建模、特性分析、关键调制技术、载波芯片等的研发和应用。

二、低压电力载波技术在抄表系统中的运用探析

（一）基于PLC抄表系统的显著优势

一是明显改善了抄表作业管理绩效，如避免了诸多自然、人为因素干扰，一改以往抄表不到位的情况；可实现对每个用户表的自动搜索，很大程度上规避了漏抄、错户、错记等风险，且同步抄表方式不仅缩小了电量统计误差，还缩短了抄表周期等；二是有助于社会效益的提高，基于PLC抄表系统，极大的便捷了对用户档案、用电类型、表底数据、电量计算、异常分析等信息的综合利用，而且节约了大量的人力物力，既可以及时发现异常，解决问题，防止盗电，改善供电服务水平，也利于关系电、人情电等的杜绝，实现及时、准确回收电费。

（二）基于PLC抄表系统的实践应用

目前我国抄表模式主要包括人工抄表、预付费抄表、IC卡、远程自动抄表等，而PLC在远程自动抄表系统中得到了较好的运用。所谓的自动抄表就是对电表、煤气表、水表等计量表读数进行自动化采集，一般是由四大部分构成的（总体结构如图1所示，以电力抄表系统为例），其中电表这一计量装置用于负责记录用电信息，采集器用于同时与若干个用户电表通信，并遵循上层命令采集、存储、传输用电信息；集中器既要负责向采集器发送抄表指令，也要接收其所传输的信息，并将其存储至指定位置，有时也要完成相应的指令操作；而数据中心则负责管理、控制整个系统，如实时或定时抄收用电信息、复核电量、计算电费、回收电费等。

虽然自动抄表的实现途径有很多，如无线通信、专线通信等，但相比之下，基于PLC的自动抄表系统无需拉设专线便可实现大范围的覆盖，而且可靠性好，传输量大，费用较低，便于维护，其固有的缺陷也已得到了较大程度的缓解，故综合效益良好，因此笔者经全面比较分析后，提出了如下设计方案（见图2），即集中器和采集器均采用集成的电力线载波芯片，结合通用性强、数据量大、稳定可靠、接口为485的电表，然后借助RS-485总线将其连接用于读取电表数据，在此基础上经电力线载波芯片调制作用完成数据信号被加载至电力线的过程，使其沿之输送至集中器，此时集中器便可对其进行调解操作，待其恢复至数字信号后经GPRS网络被传输至数据中心，进而为其开展管理控制活动提供基础数据[3]。该类抄表系统一般适用于电表分散严重、无需远程送电、停电功能、月用电量较少等情况下的农村、乡镇等区域，而且其工作原理还可用于气表、水表的抄收，或者对水、电、热、气四表进行集中抄收。

（三）PLC及抄表系统的发展方向

虽然PLC技术具有覆盖面广、连接便捷、经济实用、无需重新布线等优越性，且为抄表系统功能和性能的完善注入了新的活力，甚至为数字社区、智能家庭的实现提供了可能，但脉冲干扰、噪音干扰、通信阻抗、信号衰减等问题尚未得到根治，故限制了PLC的进一步发展和应用，因此部分国家正加大研究力度，着力构建安全、可靠、高速、经济的低压电力载波技术系统。而我国应立足国情，将其研究重点放在技术标准、法律体系的构建，信道的分析和建模，关键技术的改进和创新，低耗、安全、高效电力载波模块和芯片的研发[4]；而基于PLC的远程抄表系统的自动化、智能化、数字化程度会不断提高，且数据传输容量、速度和可靠性也会日益提高，从而进一步改善抄表作业的管理效益和社会效益，同时还可能会逐渐转向面向负荷控制的集中抄表模式，与之相关的管理监控系统、智能家庭小区等也将会在PLC技术的不断进步下变为现实。

三、结束语

总之，基于低压电力载波技术的抄表系统具有显著的使用效益和广阔的发展前景，预计将来其会成为我国抄表方式的主流。但当前其在国内的推广普及还面临着重重障碍，这就要求我们对低压电力载波技术和其应用现状进行分析，并强化理论研究和技术创新，以此推动其健康发展，进而提高抄表工作效率和效益。

参考文献：

[1]韩建富.低压电力载波技术及其在抄表系统中的应用[J].中国电力教育，2011（04）.

[2]王勒初.低压电力载波技术在居民集中抄表系统中的应用[J].电子世界，2012（15）.

[作者简介]郭淑贞（1978-），女，山东省梁山县人，硕士，讲师，主要研究方向：电力电子技术工程。

[基金项目]本文系湖南省教育厅课题基于电力载波的区域防盗报警系统研究项目。（项目编号：11C0868）。