影响用电信息采集成功率原因分析

摘要：用电信息采集终端性能、现场环境、通讯基站、采集系统主站等因素都会影响用电信息采集成功率，结合实际情况详细分析影响用电信息成功率的原因及可以采取的措施。用电信息采集成功率是衡量电力用户用电信息采集系统建设的重要指标，是电力用户用电信息采集系统亟待解决的问题。

关键词：用电信息;采集系统;成功率;影响因素

中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）33-0196-02

电力用户用电信息采集系统作为坚强智能电网建设的重要内容，是保证智能电网建设有序推进的必然需求。通过电力用户用电信息采集系统的建设可以实现对所有电力用户和关口用电信息远程采集的全面覆盖、计量装置实时在线监测，实现对用户负荷、电量、电压等重要信息的即时采集。在电力用户用电信息采集系统的建设中也面临着各种问题，比较复杂的问题是影响用电信息采集成功率的因素很多，用电信息采集终端性能、现场环境、通讯基站、采集系统主站性能等。本文主要详细分析影响用电信息采集成功率的各种因素及可以采取的措施，为电力用户用电信息采集系统建设提供一定的参考。

一、用电采集系统设备异常对采集成功率的影响

如图1所示，用电采集设备大致分为集中器，采集器、专变终端等，这些设备采用的上行通讯方式一般为以太网、光纤、GPRS、短消息等方式，下行通讯方式为RS485、载波、微功率无线等。

不同设备供应商因为研发能力、器件成本、生产质检等原因，造成在运行过程中采集通讯速度、频率、负荷等方面差别较大，比如采集范围、覆盖用户数量、发送接收功耗、抗干扰能力、通讯规约的兼容性、通讯模块的互联互通等等，这些因素都会对用电信息的采集成功率造成一定程度上的影响。

二、GPRS通信对采集成功率的影响

GPRS通讯因覆盖面广、接入方便、运行费用低等特点而成为电力用户用电信息采集系统应用时的首选上行通道。但是在现场实际使用过程中经常遇到各种问题，导致主站无法与集抄设备进行正常通讯，从而影响采集成功率。问题主要概括有：无信号、信号弱、信号不稳定;信号较好但集抄设备不上线;集抄设备经常掉线。现针对这三个问题具体分析：

1.无信号、信号弱、信号不稳定解决方案

表1 现场无线信号强度参考表

序号 地点 信号强度 信号衰减 CSQ

1 外部开放空间 -55～95dBm 30-9

2 狭窄楼道 -75～115dBm 15～20dB 19-0

3 地下室 -85～130dBm 20～35dB 14-0

注：在偏远山区，地面2米以上和10米空中的信号强度可能会差别10～20dBm。

在箱变的集抄设备安装时，受安装位置影响，如果将集抄设备天线安装在箱变内，会在一定程度上削弱GPRS 信号，部分信号不好的地区甚至根本无法通信。由于天线的问题造成信号不好，可以把天线拉出到箱变外，放在一个相对开放的空间。

检查现场集抄设备天线、SIM、远程通讯模块是否完好，尽量避免因设备的损坏而造成的无信号、信号弱、信号不稳定的问题。

有部分变压器或者变电柜安装在的环境由于距离基站过远或者周围有大楼阻隔，形成了天然的信号壁障，会造成GPRS信号弱或者无信号，此时可以选用高增益天线、低衰减馈线等配属设备，加强信号。

表2 常用的天线增益特性

名称 天线增益

普通胶棒天线 -2～0dBi

普通吸盘天线 2～3dBi

定向/高增益天线 12～15dBi

表3 馈线衰减特性

馈线材料 900M频段 1800M频段

外径3mm的射频电缆 0.4dB/米 0.8dB/米

7mm或者更粗的射频电缆的衰减率 0.15 dB/米 0.3dB/米

加装无线信号放大器，增强设备所在空间信号。

运营商支持，优化区域信号。可以和运营商沟通进行网络优化，比如可以建立直放站来减少弱信号区和盲区;还可以调整基站天线的安装角度，使天线辐射方向图的最大指向尽量覆盖弱信号地区。另外，可以更换网络运营商。

2.信号较好但集抄设备无法上线

由于通讯参数不正确造成集抄设备无法上线，可以在供货前将正确的通讯参数提供给集抄设备厂家，要求厂家把通讯参数默认成实际的通讯参数。

由于SIM未开卡、停卡、未开通GPRS流量等原因造成集抄设备不上线，可以更换SIM卡，同时在网络运营商提供SIM卡时，明确要求开通的功能，已确保SIM的正常使用。

主站资产信息与现场运行集抄设备不一致，造成现场集抄设备不能正常登录主站。管理规范主站操作流程，避免此类情况的发生。

3.集抄设备经常掉线

心跳周期是维系采集主站和集抄设备在长时间无通讯状态下保持链接的重要参数。地方不同，主站检测在线状态的模式不一致，再加上运营商和通信基站的不同，心跳周期长短也会不一致。如果心跳周期过长，超过主站或者运营商默认的周期就会造成远程通信链接无法维护，集抄设备经常掉线;如果心跳周期过短，集抄设备频繁发送心跳帧或登录帧，会造成流量的浪费。具体设置多长的心跳周期，可以根据实际情况设置合适的心跳周期。

在部分地区，移动基站的蜂窝网络由于各种原因部分网段受损，无法容纳更多的用户登录，就会造成集抄设备长时间登录不上主站。如果是由于基站容量不足导致的，需要运营商对该区域进行扩容处理。

国内GPRS网络布局通常都是以省为单位来布网，而集抄设备一般采用专用SIM卡进行网络注册，这样可能会导致出省后拨号失败的情况。在两省交界结合部，存在两省基站信号重叠的状况，集抄设备极易注册到邻近省份的基站而导致GPRS拨号失败，即边界信号漫游。对于这种情况可要求网络运营商把当前用户SIM卡网络注册漫游功能禁止掉，这样就不会在跨省交界处出现网络注册漫游问题。加装无线信号放大器，边界漫游与信号不稳定有关，由于信号弱造成频繁的基站登陆切换，导致漫游发生。

三、载波通讯采集成功率的影响

国网公司从2009年开始在全国推广载波通讯以来，载波抄表已经可以算是一种比较成熟的通讯技术，这种技术的优点是成本低、覆盖范围广、安装简单，只要有电力线的地方，理论上来讲就可以进行载波通讯。但是缺点也同样明显，抗干扰能力差。

载波路由模块的发送功率和通讯速率直接决定了这种通讯模式的覆盖范围，覆盖范围在120米到5公里不等的通讯半径，可覆盖用户数量为1000～2040户不等。

（1）空调、大功率的电磁炉、粉碎机、搅拌机等大型设备在使用过程中产生的震动、噪音是对载波通讯的最直接也是危害最大的干扰，直接削弱载波信号或者破坏载波节点网络。对此可以加装滤波器或者将电表安装到稍远一些的距离，另外可以考虑设置集抄设备时段抄表，避开干扰源的工作时间。

（2）对部分载波方案来讲载波路由模块与0级节点的距离不能过大，否则无法完成组网抄表，可以在线路上加装中继器用来中继传输载波信号，以保证载波信号的品质延长载波传输的距离。

（3）部分地方在现场采用的是载波方案混装模式，比如只是采用同一种载波频率，使用不同载波厂家的载波方案，不同厂家的载波方案由于产品质量、通讯速率、应答时间、在极端环境下的适应能力等方面不尽相同，导致在现场配合方面存在一定问题，致使采集成功率较低，调整载波发送速率，取得一个合适的平衡点，以适应混装的情况。

（4）载波信号窜台、相同载波方案由于距离过近导致互相之间的信号干扰，导致无法抄到相应的用电信息，在台区与台区之间加强隔离措施，或者在相邻台区采用不同频率的载波方案，以降低载波信号相互之间的干扰。

（5）现场由于零线虚接、短路、断路等原因导致载波回路不完整，台区无法抄表，检查台区线路，确保线路完好。

（6）载波路由模块节点丢失或者数据传输有误造成采集抄到率低，联系载波模块厂家，加强技术改进。

四、其他因素对采集设备造成的影响

还有一些其他外部因素也会对采集成功率造成一定程度的影响：

（1）在过高或者过低的温度环境下长时间运行会对采集设备的性能、寿命造成影响，甚至设备损坏。

（2）雷击造成的采集设备和通信设备损坏，主要是加强变压器附近的避雷措施。

（3）主站前置机容量不足、处理速度慢等原因，导致主站不能够及时采集或者处理采集回来的数据，致使采集成功率降低。

（4）由于相同的采集设备资产信息冲突，使采集设备无法正常登陆主站，导致采集成功率降低。

（5）SG186营销系统与采集系统主站之间的数据交互，用户用电信息的匹配等会影响台区档案的建立，如果出现错误的用户信息会降低采集成功率，直至影响到最后电量的发行和电费的收缴，导致用户和供电公司之间产生摩擦。要解决这一问题需要提升SG186系统和采集系统主站之间的无缝对接程度，避免出现错误的台区信息。

五、结束语

如何提高用电信息采集成功率是目前电力行业进行智能化电网建设的一个难点，牵涉到的范围广、业务多。本文从采集终端性能、现场环境、通讯基站、采集系统主站等方面对影响用电信息采集成功率的因素进行了原因分析，并且结合了现场处理问题的经验给出了一些改进方案和实施建议，希望对提高用电信息采集成功率和现场安装调试集抄设备提供一定程度的参考价值。

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