浅谈电力系统远程抄表系统设计

【摘 要】 本次研究以远程抄表的功能入手，进而展开对远程抄表的应用重要性、自动抄表系统特征以及远程抄表系统应用前景的详细阐述。

【关键词】 远程抄表 GPRS应用 特征 设计 优化

1 引言

电力科技的时代性进步和信息科学的发展，把我国的电力科技引入了网络时代。远程抄表，就是利用计算机及其其他的通讯技术手段，远程实时采集用户用电信息，测量以及监测用户用电情况。远程抄表改变传统的人工抄表模式，较人工抄表而言，其效率更高，更为确定，在一定的程度上推进电能管理现代化发展的进程，因此以GPRS为代表的远程抄表方式将会是电力系统发展的方向，那么远程抄表的特征以及应用前景如何呢？

2 GPRS通信技术的发展

从2002年至今，主流模式是数码表。完善集中抄表系统主要有几大难点：设计时无统一标准，基本都是各自为政，使产品的普及存在难度；调试时只靠人为的标识来区别线路，施工中轻易造成混乱；系统开发商和厂家脱节。由于表的供给商和系统的供给商分离，现阶段对于表具没有统一的标准可以遵循，系统的质量和表具的质量都是良莠不齐，经常出现互相扯皮的现象，影响用户最后的使用；由于系统环节繁多，导致系统出问题的点比较多，又由于采用集中采集的特点一个地方出现问题可能会导致一大片出问题，因此问题很多。

无线通信领域各种技术的互补性13趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围，不同的适用区域，不同的技术特点，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可实现互补效应。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。

宽带化、核心网络综合化，接入网络多样化，信息个人化，移动智能网技术与IP技术的组合将进一步推动远程抄表系统通信的趋势。

3 远程抄表的方法

（1）传统方式。传统的电力远程抄表面临问题，目前我国普遍采用水表、气表、电表人工入户抄表收费方式，这样给用户及抄表人员都带来很多麻烦。随着科技的发展，特别是智能小区、高层住宅小区的出现，传统的抄表方式已经不能满足居民的要求。为了有效解决入户抄表收费存在的诸多弊端，提高工作效率，自动抄表系统将是最好的解决方案。而基于无线传输的抄表终端由于有不用布线的优势，自然又成为其中的优选。（2）无线抄表方式。实现电量的自动抄表、定时上报、实时查询等；抄表数据的统计、查询、备份、报表、图表生成；电表异常实时报警；设置电能表的参数，读取各种计量和管理数据；掉电数据保存；瞬时量数据的综合处理；电量查询和电量分析；历史数据事件记录功能；厂站管理；根据线路上的表计关系计算线路损耗等功能。（3）一种电力载波远程抄表方法。首先从用户端的电表上读取用电量数据，将该数据通过异步串口通信协议送到集中器进行编码；将编码后的信息，进行扩频、三态200μs脉冲位置调制和电流放大，经电力线耦合单元发送到远程电表；远程电表把接收到的信息通过电力线耦合下来，经预处理、三态200μs脉冲位置解调，根据解调信息对照码书进行查找，把解调的信息转换成700进制数据，然后把700进制数据转换成十进制数据，来读取用电量。 （4）CX800手持终端智能电表抄表方式。目前已经应用于湖北，福建多家电力局。CX800为电力抄表量身打造，全面淘汰老一代抄表机。（5）GPRS远程抄表系统。简单说就是把手机卡放到电表里，手机卡上网后把电表数据传道指定的IP地址的服务器上。硬件你至少得会使用一种GPRS模块，会使用一种单片机，软件要了解这个系统的原理，需要会C或C++语言等。

4 GPRS抄表系统的特征

目前，我国常用的自动抄表系统特征可以从以下几个部分来体现：通讯系统、前端采集系统以及数据处理系统。（1）实时性强。由于GPRS具有实时特性，可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求；（2）可对电表设备进行远程控制。通过GPRS双向系统还可实现对电表设备进行参数调整、开关等远程操作；（3）建设成本少低。由于采用GPRS的无线公网平台，只需安装设备，无需专门布线；（4）集抄范围广。GPRS覆盖范围广，在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对集抄的控制和治理；（5）数据传送速率高。GPRS网络实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足本系统数据传输速率的需求；（6）通信费用低。采用包月计费方式，运营成本低。

5 GPRS的抄表系统网络架构及优缺点

所用的技术方案是，首先从用户端的 电表上读取用电量数据，将该数据通过异步串口通信协议送到集中器进行编码；将编码后的信息，进行扩频、三态200^13脉冲位置调制和电流放大，经 电力线耦合单元发送到远程电表；远程电表把接收到的信息通过电力线耦合 下来，经预处理、三态200^is脉冲位置解调，根据解调信息对照码书进行查 找，把解调的信息转换成700进制数据，然后把700进制数据转换成十进制 数据，来读取用电量。

该系统的缺陷是不稳定、可靠度没有达到100%。抄数准确率不是最高，存在微小的误差。仪器、仪表分布点多面广，其远程抄表大多仍沿用有线传输方式，线路维护量很大。应该完善如下功能，如告警：开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警等控制：对欠费用户进行拉闸等。并提供停电数据保护功能，在停电48--72小时内仍可抄表和监控。

更为先进的LonWorks技术是目前世界上应用最广泛的现场总线控制技术，在工业、楼宇、能源等自动化领域得到广泛的应用。用LonWorks技术来组成家庭的智能远程抄表系统，具有组网灵活、开放性好、易于扩展。系统采用现场总线、LonWorks核心技术，灵活的网络结构简化了系统的布线，将脉冲信号直接与单片机I/O口连接，采用终端方式计数，提高可靠性和准确性；将Neuron芯片只做通信处理器实现与LON通信，缓解CPU工作。这些实质上也是一种远程抄表系统的新的应用。

6 远程抄表系统应用前景

目前用的最多的方式是 电能表（485通信）采集器（电力线载波通信） 集中器（GPRS无线通信） 用电管理系统。远程抄表系统的发展前景仍将是延续智能化。