浅析电能计量自动抄表技术

【摘 要】随着电力系统的发展，该文简要叙述了电能计量自动抄表技术的背景，介绍了电能计量自动抄表系统的结构和特点，如何构建架构合理、技术先进的电能计量自动化系统，以实时、高效地传输海量用电数据，是供电企业在系统建设过程中面临的颇具挑战性的工作，对提高电能计量自动抄表有积极的意义。

【关键词】自动化系统；电能计量；自动抄表

引言

伴随着电力体制的不断深入改革，电能计量自动化系统的研究对城网的低压配电网技术改造，对提高电网负荷的管理水平，对提高售电收费工作的效率有广泛的实用性，是一项与现代电力生产过程紧密结合的课题。

1 电能计量管理系统

一般来说，电能计量管理系统包含对计量点、在线计量设备、计量标准、计量法规法制、计量信息等问题的管理。随着科技的发展，电能采集系统的已经改变了原有的通过人工计算的传统方式，更好地对某地点电量进行相应的采集、计算和管理，提高电能核算的效率，但与此同时，我们在系统的设计和使用中，过分重视系统功能的多样性，便导致系统的稳定性有所降低，所以，这需要各类系统维护人员进行系统合理的设计和改造，使之满足电力计量采集的具体需要。

电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节，传统的电能量结算是依靠人工定期到现场抄读数据，在实时性，准确性和应用性等方面都存在不足，而用电客户不仅要求有电用，而且要求用高质量的电，享受到更好的服务因此提高电力部门电费实时性结算水平建立一种新型的抄表方式已成为所有电力部门的共识，再加上供电部门对防窃电技术也提出了更高的要求。

2 电能计量自动抄表系统的构成和特点

典型的电能计量自动抄表系统主要由前端采集子系统、通信子系统和中心处理子系统等三部分组成。

2.1系统总体结构模式

电力计量计费自动化系统从处理功能大致可分为两级：第一级为子站级，主要功能是完成精确的数据采集和存储，并能精确无误地传送到主站管理级；第二级为主站管理级，它是一个局域网及数据库系统，包括服务器、通信服务器、应用工作站和局域网络设备，主要功能是接收子站传送过来的数据，进行各种加工处理，满足电费计算、用电管理、网损管理、调度管理等处理功能。主站和子站通过微波、电力载波、电话专线或光缆等通道进行通信。也就是说，系统的基础数据来自子站，而核心处理则在主站进行，大部分应用功能集中在主站上。

2.2 前端采集子系统

按照采集数据的方式不同，电能计量自动抄表系统可分为本地自动抄表系统和远程自动抄表系统两种本地自动抄表系统的电能表一般加装红外转换装置，把电量转换为红外信号，抄表时操作人员到现场使用便携式抄表微型计算机，非接触性地读取数据，远程自动抄表系统由电子式电能表或加装了光电转换器的机电脉冲式电能表构成系统的最前端，它们把用户的用电量以电脉冲的形式传递给上一级数据采集装置，目前实际应用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十几到几十个电能表的读数，而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通信子系统。

2.3 通信子系统

通信子系统是把数据传送到控制中心的信道为了适应不同的环境条件以及成本要求，通信子系统的构成有多种方案，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和低压电力线载波传输等四种。

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，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，其优点是传输频带较宽，通信容量较大，可与几千个电能表通信，通信距离远，几十千米，也可通过中继站延伸，目前，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租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，投资少；不足之处是线路通信时间较长，通常需几秒甚至几十秒。

低压电力线载波通信利用低压电力线作为系统前端的数据传输信道其基本原理是：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，此高频信号经电力线路传输到接收方，接收机通过耦合电路将高频信号分离，滤去干扰信号后放大，再经解调电路还原成二进制数字信号，电力线载波直接利用配电网络，免去了租用线路或占用频段等问题，降低了抄表成本，有利于运营管理，发展前景十分广阔，但是，如何抑制电力线上的干扰，提高通信可靠性仍是亟待解决的问题。

2.4 中心处理主站系统应用功能。

（1）主站具有能采集并处理50个厂站共500块电表信息量的能力。信息类型包括：有/无功功率、有/无功电量、实时电网频率等。所有类型的信息均带时标，同一时标的数据方可进行运算。

（2）电能量采集的冻结周期为5～60分钟可调，要求在一个冻结周期内应能将所有电表的信息采集一遍。

（3）主处理器应具有能采集不同类型电表或电量采集器的能力，具有多通道、多规约的通信功能。

（4）主站对采集器或电表传送的信息应能进行校对，若发现错误数据应重新召唤该值。

（5）因特殊情况较长时间采不到数，如通道中断等在采集器或电表存储的信息溢出前应能将所存信息可靠取出，并能方便地传送到主站。

（6）可人工置入或修改丢失的数据和错误的数据。

（7）主站有带年历的时钟，采用标准的GPS时钟，并可向所有采集器或电表对时命令，系统时钟的误差

3 采用电能计量自动化的优点

3.1电能计量装置的运行监测水平大幅提高

电能计量系统以计算机技术为基础，以数字通信技术为支撑，具有信息传输快、处理速度快、传输准确和抗干扰能力强等特点，使得电能计量信息的获取、传输和处理实现了一体化和实时化。

发达的数字化信息网络所具有的大信息流量和高速信息处理能力，有效地解决了目前运行监测数据传输慢、通信难、存储量小等难题，明显提高了电能计量装置的运行监测水平，使电能计量装置运行的全程实时监控有望实现。

运行监测水平的提高，将可实现对重要计量点实施24小时全天候视频监控，有效防止窃电以及破坏电能计量设备行为的发生。对随时发生的计量设备故障和运行安全隐患，可通过即时上传计量参数、故障现象等信息，方便计量人员及时准确地判断和处理设备故障和事故隐患，大幅提升计量人员的技能，降低计量设备故障率，提高电能计量可靠性和安全性，实现自愈、防窃和坚强。

3.2 实现计量器具全过程的规范管理

计量中的自动化管理子系统将充分利用信息技术、计算机及网络通信技术，对所有计量器具从计划、采购、存储、抽样到检定、配送直至运行、报废的全流转过程实施监控管理，保证每一计量器具的全生命周期都在控制之中，实现计量资产管理的规范、精细和高效。自动化计量管理子系统将采用现代化物流管理模式和立体仓储设备，实现计量资产的自动出入库和配送操作；并利用计箅机实现对计量器具购置计划、校验计划、出入库信息、资产状态跟踪、标准设备管理和数据信息存储等所有信息的自动化、智能化管理。

4 结束语

电力营销效率的提高，取决于营销部门对配网信息用户现状和需求的了解程度，以及对各种数据分门别类加以采集分析并有效利用电能计量自动抄表系统，能够充分采集用户的各种数据信息，对数据进行集中存储和统一分析，对于加强需求侧管理，对电费的回收的具有积极的意义。

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