浅议自动抄表系统技术及应用

【摘要】本文阐述了电能计量自动抄表系统产生的背景主要对自动抄表系统的主要构成部分的技术性能及应用前景进行了分析讲解。

【关键词】电能计量抄表管理 自动抄表系统

【分类号】：F426.61

电能计量管理是电力企业的重要管理环节之一，是现代电力营销系统中的重要角色，同时也是电力企业和广大客户间建立信任，维护良好供用关系的关键所在。

一、自动抄表系统产生的背景

现行的电能计量电能量抄表有两种方法：一是工作人员到表箱前接触性的近距离观察表计抄读电量，再输入到收费系统进行电费收缴。二是利用抄表器（掌机）到表计近距离内无接触性的，先将电量抄取到抄表器中，再将信息导入营销系统收取电费。两种方式从技术性和优质服务工作方面都存在着以下主要问题：

1、抄表周期较长，实效性差。一般抄表周期为一个月。供电公司一般的收费周期是一个抄表周期人，流动资金压力大。

2、表计监管不到位，维护不及时。人工抄表，表计不能实时监控，若有故障发生易不能及时处理。

3、人工抄表差错率高，容易引发电费争议。由于客户是先用电消费后通过抄表交费，抄表人员可能由于业务水平、观测角度等原因，引起电量、电费争议，影响电费回收。

4、抄表成本高、工作效率低。每到抄表周期，供电公司就要投入大量的人力、物力进行电量抄写工作。在我国每个正式抄表工作人员，平均每年每人的人工工资、医疗卫生、福利交通等费用，为2～3万人民币。

5、存在一定的不安全因素。工作人员抄表时必须近距离的观察表计、抄写数据，而表计安装位置大都较高，或安装在变压器附近，增加了工作人员的安全风险。

随着供电技术的发展，网络技术的广泛应用，人工抄表管理方式与电力客户高质量的服务需求之间的矛盾将与日俱增。电能计量自动抄表系统就是在这样的背景下产生的，它使计量管理进入了网络信息化管理的新阶段。

二、自动抄表系统折技术性能及应用前景

1、电能计量自动抄表系统的构成和技术特点

典型的电能计量自动抄表系统主要由三个子系统构成，分别是现场采集系统、通信系统和中心处理系统。通过网络还可以和电力公司的营业收费系统相连实现抄表、收费一体化。

1・1 现场采集系统

1.1.1电能表

电能表采用电子多功式电能表，它通过乘法器完成对电功率的测量，可获得有功、无功、最大需量、电压、电流和功率因数等多项数据。输出接口分为RS485接口型和低压配电线载波接口型两大类，可以满足终端采集需求。

1.1.2终端采集器

终端采集器是整个抄表管理系统的核心，分为单表采集器和多表采集器两种。如采用电力低压载波传输只需使用集中器。如采用RS485传输信号除需使用集中器外，还需配合使用采集器（一般30块电能表需用1台采集器）。

按照采集数据的方式不同，电能计量自动抄表系统又可分为本地自动抄表系统和远程自动抄表系统两种。目前应用较多的远程自动抄表系统大多采用两级式数据汇集结构，即由安装于用户生活小区单元的采集器收集三十个左右的电能表读数，再安装在配电变压器下的集中器则负责定期从采集器读取数据。

1・2 通信系统

整个系统的连接是由采集通信系统的2个通信通道组成：电能表与终端采集器之间的信道称为下行通道；终端采集器与主站系统之间的信道称为上行通道。

通信系统是把数据传送到控制中心的信道。按照通信介质的不同，通信子系统主要有光纤传输、无线传输、电话线传输、低压电力线载波和RS485传输等几种。

1.2.1下行信道

采集数据的通讯方式及媒介的不同，采用通信方式也不同，常用的有RS485总线网和低压电力线载波通讯网。

RS485总线：采集器和电能表之间采用屏蔽双绞线（485总线），用于采集电能表数据，适用分散用户，每个电能表需安装内置式485模块，该模块将电能表的脉冲转换为数据，然后通过 485接口传送到采集器。

低压电力线载波通讯：利用低压电力线载波通讯电力系统特有的通讯方式，它利用低压线路进行多路载波调制、线性调频脉冲等多种方式。其基本原理是：在发送数据时，先将数据调制到高频载波上，经功率放大后耦合到电力线上。

1.2.2上行通道

按通讯介质的不同，常见的分为有线和无线。有线的有：光纤传输、电话网（PSTN）、有线电视网。无线的有：GPRS/GSM通讯、无线电台、红外抄表系统。

光纤通信具有频带宽、传输速率高、传输距离远以及抗干扰性强等特点，适合上层通信网的要求。但因其安装结构受限制且成本高，故很少在自动抄表系统中使用。

电话线通信是利用电话网络，在数据的发出和接收端分别加装调制解调器。该方法的数据传输率较高且可靠性好。

无线通信适用于用户分散且范围广的场合，在某个频点上以散射通信方式进行无线通信。

GPRS无线通信网络为无线抄表系统的实施提供了高效、便捷、可靠的数据通道。主要缺点是需申请频点使用权，且如果频点选择不合理，相邻信道会相互干扰。

1・3 中心处理系统

中心处理系统主要由中心处理工作站以及相应的软件构成，是整个电能计量自动抄表系统的最上层，所有用户的用电信息通过信道汇集到这里，管理人员利用软件对数据进行汇总和分析，作出相应的决策。还可直接向下级集中器或电能表发出指令，从而对用户的用电行为实施控制。

2、自动抄表系统的功能

自动抄表管理系统的主要功能是：电力营销管理功能、DSM信息系统的服务功能、营销分析与决策分析支持功能等。

2.1电力营销管理功能

自动抄表系统对电力营销管理支持功能包括远程抄表、电费回收、电能计量、用电秩序管理等。

2.2DSM信息系统的服务功能

电能计量自动抄表管理系统的主要目的是DSM信息系统管理的服务支持。系统对用户电量数据进行采集和分析；及时反映电力市场的需求；提供用户的负荷曲线；帮助分析电力负荷和成本；检测供电质量；能够及时判断电力故障；落实和执行避峰、限电等电力需求侧管理措施和方案。

2.3营销分析与决策分析支持功能

自动抄表管理系统与电力营销网连接实现数据共享，为电力营销管理决策提供技术数据支持，能够对各种行业的用电特性进行分析、作出行业负荷预测，为售电量、线损等报表分析提供数据基础。

3、电能计量自动抄表系统的优势与应用前景

自动抄表系统的应用推广有着积极广泛的意义，主要体现在如下几个方面。

（1）有利于减轻传统人工抄表工作的劳动强度，减少人力资源的浪费，提高抄表工作的效率

（2） 有利于用电数据的有效存储和历史数据的快速查询，减少供、用电纠纷。

（3）能够实现用电数据的自动统计分析，用电管理部门能够及时掌握电网供电状况以及负载的变化情况。

（4）有利于实现用电管理的规范化、标准化，有利于国家对用电管理部门的统一集成，顺应历史发展的需要。

（5）能够实现用电标准的动态制定，有利于提高用电收费管理的科学性与合理性，提高用电管理部门的管理与决策水平。

综上所述，采用自动抄表管理系统不仅是用电管理的一大发展趋势，也是发展家庭自动化、楼宇自动化的重要组成部分，也将带来一定的经济效益和社会效益，发展前景十分广阔。

三、结束语

随着国家电力体制的改革，供用电不断科学化和市场化，对科学合理的电能计量管理更加迫切，电能计量的网络化、系统化成为计量的技术发展趋势，所以电能计量自动抄表系统的推广应用，对不仅是实际工作的需要，更是电力发展的需要，对用电管理具有深远重要的意义。

参考文献

1、毕月云 应用电子技术基础 中国电力出版社 1994年12月

2、姜洪浪、杨湘江 单相智能电能表技术规范Q/GDW1364-2013 2013年3月

3、刘宣、章欣 电力用户用电信息采集系统功能规范Q/GDW1373-2013 2013年3月