网络化电能表和配网采集技术探究

摘要：随着高新科技的快速发展，自动抄表技术得到前所未有的发展，而通过向低压配网中小电力用户普及电能量采集，在低压用户采集系统和管理系统中应用网络化电能表将会有非常重要的意义，因此有必要对网络化电能表和配网采集技术进行研究。文章从新一代民用网络化电能表的发展过程以及对民用网络电能表发展的看法等方面进行了阐述。

关键词：网络化电能表；低压配网采集技术；中小电力用户；电能量采集；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM933 文章编号：1009-2374（2016）19-0136-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.19.065

随着现代信息技术的快速发展和通信技术水平的不断提高，电子式的智能表得到广泛的应用，具有远程通信功能的电能表逐渐被人们认可并得到快速发展。经过科研人员多年的努力，我国已经形成了电能量实时采集系统，该系统主要以计算机主站为依托，对于解决公司计量点监控、线损分析和电费回收等一系列难题具有非常重要的意义。除此之外，还为电力公司创造更多的增值服务，例如为用电客户提供网络付费、历史查询以及经济合理用电建议等。然而，在起初的实施采集系统建设时期需要较高的投入，而且施工非常困难，加上通信技术在我国的发展还不够成熟完善，存在各种问题，所以很难向低压配网和中小用电客户进行普及，这个过程非常困难。为了有效解决存在的问题，开始建设电能量采集网络，转变了传统的中小用电客户计量计费方式，并且电力公司开始对电能计量产品市场加大投入和研究力度，力争找出一种可靠有效的低压配网电能采集方式来满足需求。尽管各电力公司在实施思路方面有很大差异，而且每个公司的具体发展状况也不尽相同，但是都以中小型电能表的网络化、信息化和智能化发展为核心，从而取得更好效果。

1 新一代民用网络化电能表的发展过程

1.1 基于RS485通信方式的网络表

在20世纪末我国开始研制新一代民用网络化电能表，由于没有完备的通信技术，所以应当通过调制解调器通信的方式来解决这一难题。随着科学技术的进一步发展，网络表开始采用同轴混合网络技术，该技术具有先进可靠的优势，主要采用主干网用同轴电缆布线，到用户侧采用转接器把同轴线转换成RS485通信线，然后再进入电能表。这种方式在末端增加了节点，有利于网络维护的工作，同时在居民楼内采用485布线来保证网络表的可靠运行。随着信道的稳定和网络表通信规则的日益规范，网络表开始使用通信规约的数据集，并根据各个地区的通信规约制定了适合当地发展的网络通信规约，为了保证运行的安全可靠，还增加了集合命令的扩展和加密指令的安全性设计，从而取得一定的成效。

经过几年的发展，在21世纪初开始小批量地安装网络表，电价执行的是普通居民的电价，运行成功以后接着在很多地区开始试行，现实进行项目实践，然后到一户一表的改造，从而使网络表的规模不断扩大。到2006年，一些大城市已经开始建设实施网络售电系统并上线运行，改变了之前基层供电公司的分散式管理运行，取而代之的是电力公司集中管理运行的飞跃，并且电费也是集中管理，真正实现营销系统的互联，促进电力行业的更快发展。

1.2 基于电力线载波通信方式的网络表

对于电力线载波的低压采集技术最早是2006年的黑龙江电力公司开始，然后在此基础上开始建立统一的电能信息采集和管理系统，该系统包括所有的用电户，而且能够实现用户电能量信息的自动采集、用户电量数据的自动发行、电量的自动统计计算以及线损的日常科学管理。接着在一年中经过深入研究，黑龙江省的电力公司发表了《黑龙江省电能信息与采集系统》技术规范，其中包括集中器通信规范、主站功能规范、系统检验规范、电力表通信规范、集中器招标技术条件、IEC62056电能表计通信规范和低压载波通信协议集。在一些难度较大城市的低压路线开始进行试点，全程联调测试了主站、电能表和集中器等。随着试点的增加，系统工程实施成本评估有了可靠的理论依据，并大力建设改造。通过使用载波技术进行电能信息采集，不仅能够打破低压载波技术不能大规模应用的缺陷，而且有利于拓展各个地区电力公司建设电能采集系统，从而促进电力公司的持续稳定发展。根据黑龙江地区发展电力线载波通信方式的网络表可以得出结论，实行电力公司牵头制定标准，对厂商技术的研发能够起到很好的推动作用，而且随着研究力度的加大以及技术规范的制定，能够使系统的运行有可靠的保证。此外，基础到位的工作、完整的信息、严谨的网络架构有利于实现低压载波通信的

成功。

2 民用网络电能表发展分析

2.1 网络电能表具有不可比拟的优越性

第一，从先进性的角度来看，网络电能表通过将表计功能和系统功能结合能够发挥信息管理系统的资源整合能力，这样不仅顾及到供方的利益，还考虑到了需求方的利益，在交易的过程中能够实现信息资源的透明和共享，使电力公司的服务水平不断提高，从而更好地满足广大用户的需求，这是其非常重要的优势；第二，从应用意义的角度来看，当前最先进的居民点电力计量计费方式就是网络电能表的通信技术结合预付技术，这样不仅便利用户，也给电力公司带来很多好处。随着技术的进步，围绕IC卡式电能表加上ESAM硬件加密技术建立起的安全保护体系，使网络电能表的应用更加广泛，而且会进一步拓展付费手段和方式。这种基于硬件加密技术的网络预付方式具有很大的发展潜力，不仅有安全的机制，而且还具备双向通信能力，在数据传输方面也比STS协议具有优势，因此在今后具有非常大的发展潜力；第三，从发展潜力的角度看，网络电能表主要依靠的是先进的通信技术，具有非常大的发展潜力。通过在黑龙江网络电能表试点可以看出，电力线载波的通信方式有利于降低初期的投入，而且在运行的过程中成本较低，也比较安全稳定，后期获得的效益也很高。从信息的容量方面来看，通过选择以太网，尤其是在新建高档楼宇的低压计量点的使用中，为用户提供了更多服务，同时也为电力公司提供更多的增值额，促进电力公司更快发展。

2.2 网络化电能表的发展为电能计量专业提出更多新的要求

随着新型网络化电能表的快速发展，对电能表制造商和电力公司计量专业都提出了更高的要求。具体来说，网络电能表的发展通过把电能表和管理系统的联系，能够体现电力公司的意识，所以电力公司要时常注意新技术的发展状况，并积极应用到网络电能表市场当中，从而更好地服务于电力公司的营销管理系统；另外，在今后研究新技术的过程中应当注意解决检测标准和检测手段等难题，并注重提高和控制产品的质量，从而更好地服务广大用户，最终也促进电力公司的快速

发展。

3 配电网采集技术发展方向及趋势

面对当前社会经济发展对电力的需求越来越多，很多地区都存在着电力供应紧张的局面。而电力负荷的不断增加以及经济环境等因素都对现代配电网产生了很大的影响。面对不断增大的电网规模，电网的运行以及控制难度也随之增加，因此，需要加强对配电网采集技术的运用。

国家电网公司提出要建设具有以数字化、信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能电网，并以统一坚强、安全可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动为建设目标。

技术上，智能电网主要分为高级量测体系、高级配电运行、高级输电运行和高级资产管理等。智能电网主要分为智能输电网和智能配电网。智能输电网主要是为了提高其稳定性和安全性，尽可能地降低权威的停电风险，从而实现能源的广域优化配置和大规模可再生能源的集约化开发。智能配电网通过利用先进的科学技术实现了电网的自动化、智能化和信息化，使用户和配电网之间的联系日益加强，为用户提供了更多的便利。智能电网中发展智能配电网是必然趋势。电力系统智能配电网中电气量的同步采集对输电线路参数的在线测量、电网状态检测、输电线路精确故障定位、基于两端同步采集的线路纵差保护等都具有重要的意义。传统配电网中信息采集所应用的无线电波广播对时、基于通信信道和基于参考向量等同步方法有各式各样的缺点或不足。美国的全球定位系统（GPS）以及我国自主开发的北斗系统在未来一段时期内将是我国电力系统授时的主要基准源。GPS和北斗系统应用已十分广泛，以GPS、北斗为代表的卫星导航应用产品，可轻松地实现定位授时的功能，在当今社会获取信息来源起着非常重要的作用。在我国，GPS系统和北斗导航系统在各个领域的卫星授时系统中应用最广泛。目前电力系统授时信号传输模式有多种，主要有通过无线电波对时、基于通信信道和基于参考向量等。具体来说，有基于各种协议（如NMEA.0183协议）的无线传输方式、基于以太网方式、基于电源载波电源线方式等。

4 结语

随着科学技术的快速发展，电力行业想要在激烈的市场竞争中立足就要重视市场营销工作，着眼于市场需求，同时根据当地的实际情况加快营销基础设施的建设，通过科技创新带动发展，从而满足广大用户的消费需求。但是在选择网络架构和实现方式时，要从长远目标出发，根据实际情况综合考虑经济成本和发展前景，从而促进电力行业更好更快的发展。

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