电力计量自动化终端通信方案优缺点研究

电力计量自动化终端通信方案优缺点研究

摘要：近年来，我国电力行业发展迅速，而随着科学技术的快速发展，很多高科技技术开始运用到电力行业，进一步促进了我国电力供应水平的提高。本文主要介绍了我国电力计量自动化终端采用的各种通信方式及其优缺点，供相关企业参考出台各种通信方式的组合应用方案。

关键词：电力企业；计量自动化；终端通信方案；应用研究

作为电力营销系统中的一个重要环节，电能计量关乎着企业效益和用户的用电体验，值得进行深入分析和研究。目前，我国各地电力企业大都采用传统抄表方式挨家挨户抄取电表数据，不可避免地存在有多方面的问题，如统计数据不准确，操作难以规范化，数据采集不及时，耗费人工多，成本高，效率低等，不利于我国电力企业实现可持续发展。

一、电力计量自动化系统概述

电力计量自动化系统应用了诸多先进的技术，如计算机软硬件技术、电能计量技术、电力营销技术以及数字通信技术等，能够实现对于整个系统内电能信息的实时采集和综合分析。电力计量自动化系统在运行中可以同时借助电力专用通信网络和公用移动通信网络两个渠道为通信载体，运行更加可靠。同时，在系统内可以设置不同的计量点，通过多个计量点的测量，可以帮助工作人员获取更加准确的数据。综合而言，电力计量自动化系统能够实现对于整个电网系统的自动管理，而且有利于电网的安全平稳运行。

二、电力计量自动化系统的分类

在实际应用中，根据功能不同，电力自动化系统可以划分为低压集抄系统、配置监测计量系统、用户负荷管理系统和厂站电能计量遥测系统四个小系统。这四个系统功能作用各有不同，通过配合作用实现电力系统的自动化运行。

一是低压集抄系统，其主要在营销服务中使用，通过分析统计线路中的损耗情况为电力系统的运行提供参考；二是配电监测计量系统，其主要是完成报警工作，如果系统在运行中出现危险，该系统就会自动发出报警信号，同时会将在线监测结果进行汇总分析，并安排合理的方案进行处理，降低线路中的损耗，有效扼制偷电现象的发生，实现电网监管；三是用户负荷管理系统，其主要是针对用户的用电情况进行监管，对用电状况进行实时监测，提升用电质量，保障正常供电；四是厂站电能计量遥测系统，其主要是针对整个系统的线路损耗情况进行统计分析，实时监测系统中的负荷，及时解决各种问题。

三、电力计量自动化系统结构分析

3.1 自动化集抄读数系统

自动化集抄读数系统是电能计量自动化系统的重要组成部分，该系统的建设和运行充分利用了低压扩频载波、计算机应用技术、通信技术等先进的技术，实现对用户用电行为进行自动化记录，可以有效监控用户的用电情况。该系统主要应用方式为在用户终端上安装计量装置，然后通过对电能表码的数据进行收集、整理、上传等处理数据，打破了传统抄表人员上门抄表模式的局限性，节省了抄表人力成本，同时也提高了用户抄表效率，保证了数据上传的及时性、准确性。同时，该系统的运行也能够密切观察用户用电异常情况，并通过线损率分析及时发现偷电行为，进一步保证电力企业的经济效益。

3.2 远程遥测系统

传统的电力计量装置运行抄表工作，需要大量工作人员到计量装置现场进行

抄表，经常会出现漏抄、错抄等现象，而且无法有效统计电力系统运行的用电负

荷以及线损率等，从而影响到电能计量装置的运行效率。而电能计量自动化系统

中配备有包括主站系统、信息采集装置、供电电源、电力计量装置、通信设施等

在内的远程遥测系统，可以对电力计量装置实现远程抄表。通常情况下，除了主

站系统外的其他构成部分都会安装到变电站、发电厂等。作为一个强大的数据收

集平台，远程遥测系统能够对发电厂、变电站、用户计量表等进行数据存储和分析，不仅可以保证数据的准确性、全面性，也可以有效避免错抄、漏抄等问题。

四、上行通信方案应用分析

4.1 230MHz电力无线专网

230MHz专网是电力系统独占的无线电频率通道。其优点主要表现在四个部分：一是独占资源。230MHz频段一共十五对双工频点和十个单位频点，受全国

无线电管理委员会批准并保护专供电力管理系统使用，由于使用权全部归属电力

企业，所以其是极好的独占式通讯资源，保证了系统信道使用唯一性；二是稳定性。该频段的电波在大气中传播，气象条件的变化以及水汽的吸收对其影响很小，因此对该频段来说，大气是一种横参信道，保证了通信的稳定性；三是实时性。

目前电力企业230MHz通信采用9600B/s，信道传输误码率≤1×10-5，主站与终端

通讯最小的响应时间小于0.5s；四是安全性。230M为无线专网，其它系统设备

未经许可不允许利用该通讯信道资源进行一切通讯，通讯设备、编码规则、报文

通讯加密也是属于行业专用，系统通讯有着较高的安全性。在实际应用中，

230MHz专网同样呈现出两个方面的缺点：一是初期组网费用较高。基站电台建

设需要场地，机房建设需要资金，终端设备成本较其它上行方案较贵；二是无线

专网安装、运行、维护需要有一定专业技能，系统可靠性取决于维护情况，对人

员技术水平要求较高。

4.2 光纤以太网

在实际应用中，光纤以太网具有四个方面的优点：一是兼容性。其遵循电力

和计算机行业国家规范，保证通道与系统的兼容、终端型号的兼容、通讯规约的

兼容、通讯方式的兼容；二是安全性和可靠性。作为有线专用网络，光纤以太网

数据传输安全性较高，抗干扰能力较强；三是实时性。目前光纤以太网通信速率

超过所有下行通信速率，综合通信速率受制于下行通信方式；四是资源利用广。

广电网络、中国电信基本完成城市内小区光纤覆盖，部分小区已达到光纤到户，

在已有的光纤覆盖网上进行少量铺设即可到达建设要求。而其缺点也表现在四个

方面：一是每一台有线网络设备需要占用一个IP地址；二是需要铺设有线网络，增加施工工作量；三是无法掌握对系统通信的主控权，如网络通道出现故障，只

能等待运营商处理；四是按终端接入数量，需定期向运营商支付费用，后期运营

成本相对较高。

五、下行通信方案应用分析

5.1 低压电力载波

电力线载波通信的优点是改造施工方便、成本低廉，运行维护容易；缺点是

抄表不稳定，载波信号易受用电情况干扰，通信速率受载波通信限制。电力企业

目前已开展在低压电力线路上进行宽带载波的试点项目，试点项目采用2-3MHz

频段载波，理论速率可达到10MB/s，同时采用OFDM扩频调制方式（正交频分

复用技术）。由于通信仍依靠于电力载波线路，所以其依然受台区共地串扰、线

路的电缆阻抗和阻抗不匹配、负荷时态变化、容性电网的衰减、电网谐波干扰、

低频白噪声等的干扰和环境的影响。