电能计量自动抄表技术的现状与展望

  wang6626866 ·  2007-12-13 03:55  ·  42984 次点击
电能计量自动摘要:该文简要叙述了电能计量自动抄表技术产生的背景,介绍了电能计量自动抄表系统的结构和特点,从电能表、采集器和集中器,以及通信信道等方面阐述了电能计量自动抄表技术的现状,指出电能计量自动抄表技术在电力线载波通信、无线扩频通信、复合通信和自动抄表的安全性等方面的研究热点和发展方向。
关键词:电能计量自动抄表信道采集终端
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。
电能计量自动抄表系统是将电能计量数据自动采集、传输和处理的系统。它克服了传统人工抄表模式的低效率和不确定性,推进了电能管理现代化的发展进程。
1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,如图1所示。
1.1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。
1.2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,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。
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。
1.3中心处理子系统
中心处理子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。如果硬件允许,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,如停、送电远程操作。
2电能计量自动抄表技术的现状
2.1电能表
传感器、自动化仪表以及集成电路技术的发展,使得无论是机电脉冲式还是电子式电能表已能够较好地满足当今电能计量自动抄表技术的需要。预计今后相当一段时间内,电能计量自动抄表系统的终端采集装置将以机电脉冲式电能表和电子式电能表两种仪表为主。
2.2采集器和集中器
采集器和集中器是汇聚电能表电量数据的装置,由单片机、存储器和接口电路等构成,现在已经出现了较成熟的产品。
2.3通信信道
通信子系统是电能计量自动抄表技术中的关键。数据通信方式的选取要综合考虑地理环境特点、用户用电行为、技术水平、管理体制和投资成本等因素。国内外对于不同通信方式各有侧重,在西方发达国家,对于电能计量自动抄表技术的研究起步较早,电力系统包括配电网络较规范、完备,所以低压电力线载波技术被广泛应用;在我国,受条件所限,较多使用电话线通信。近来,随着对扩频技术研究的深入,低压电力线载波中干扰大的问题逐步得到解决,因此,低压电力线载波通信方式在电能计量自动抄表技术中的应用有逐步推广的趋势。
3电能计量自动抄表技术的热点和发展趋势
3.1电力线载波通信
电力线载波通信,是将信息调制为高频信号(一般为50~500kHz)并叠加在电力线路上进行通信的技术。其优势是利用电力线作为通信信道,不必另外铺设通信信道,大大节省投资,维护工作量少,可灵活实现“即插即用”。目前,国内10kV以上电压等级的高压电力线载波技术已经较成熟,但低压电力网络上的载波通信还未能达到令人满意的水平,这在一定程度上制约了电能计量自动抄表技术在我国的实际应用。
3.2无线扩频通信
扩频技术是一种无线通信方式,把发送的信息转换为数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号,以扩展信号的频谱,通过相关接收,用相同的频码序列解扩,最后经信息解调,恢复出原始信息。扩频通信距离一般可达几十千米,其最大的优点在于抗干扰能力较强,因此具有较强的安全保密性。扩频技术在电能计量自动抄表系统的典型应用方式是:采集器通过电力线载波把数据传至集中器,再由设置在集中器附近的扩频电台把数据发送给中央处理站的接收电台。
3.3复合通信
在应用于电能计量自动抄表系统中的所有通信模式中,各种通信模式都有优缺点,任何一种采用单一通信技术的方案均很难完全满足需要。为解决这类矛盾,提出了复合通信方案。
复合通信方案是在自动抄表的不同通信阶段采用不同的通信方式,组成实现电能自动抄表的复合通信网络。在数据传输量不太大、传输距离较近的底层数据采集阶段(电能表到采集器,采集器到集中器),可以采用如红外、低压电力线载波甚至点对点的通信方式;而在集中器到中央处理站段,则可采用电缆、电话线或无线通信等。选择什么样的复合方式,需根据实际情况统筹考虑。混合使用的各种通信方式之间要有很好的相容性,不能相互干扰,这其中涉及到运筹学、最优规划等方面的研究与设计。
3.4自动抄表的安全性
自动抄表的安全性主要包括自动抄表过程的安全性和中心处理子系统的计算机网络安全性。电能计量自动抄表系统的抄表过程是分散的采集器、集中器与中心处理站间交换数据的过程。通信中既要保证所抄数据的安全、可靠传输,又必须确保中心处理子系统不会受到来自传输网络的意外攻击。
中心处理子系统的安全性主要是指其包含的计算机网络安全性,而主要的安全隐患来自以下4个方面:黑客、病毒、合法人员的失误和网络系统自身的脆弱性。保护及防范的措施是综合运用密码技术、身份验证技术、访问控制技术、防火墙技术、安全内核技术、网络反病毒技术、信息泄漏防治技术、网络安全漏洞扫描技术和入侵检测技术等。
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,具有重要意义。
抄表技术的现状与展望

4 条回复

hht95  2008-09-20 16:16
电能计量自动抄表,希望这一天早些到来
一世流水  2008-01-29 11:40
:victory: 电能计量是我们能源计量的重头戏中的重头戏
wang6626866  2008-01-10 06:24
一、选择题(800题)1
一、选择题(800题)
1.关于计量检定人员应具备的业务条件,下列说法中,错误的说法是(B)。
A、具有中专(高中)或相当中专(高中)以上文化程度
B、具有初中及以上文化程度
C、能熟练地掌握所从事的检定项目的操作技能
D、熟悉计量法律、法规
2.未取得计量检定证件执行计量检定的,以及使用未经考核合格的计量标准开展检定的,若未构成犯罪,应给予(B)。
A、行政处罚 B、行政处分并处以罚款
C、通报批评 D、500元以下罚款
3.取得《制造计量器具许可证》的标志符号由(A)三字组成。
A、CMC B、CPA C、MMC D、CPC
4.作为统一全国量值最高依据的计量器具是(A)。
A、计量基准器具 B、强制检定的计量标准器具
C、社会公用计量标准器具 D、已经检定合格的标准器具
5.关于SI单位,下述论述中完全正确的是(B)
A、SI单位可以理解为国际单位制单位
B、米、秒、开(尔文)、坎(德拉)等都是SI基本单位
C、米、安(培)、千米等都是SI单位
D、凡是国际单位制中包含的单位都可以称为SI单位
6.关于我国的法定计量单位,下列说法中错误的是(C)。
A、我国的法定计量单位是以国际单位制单位为基础的
B、结合我国实际情况,我国选用了一些非国际单位制单位作为我国的法定计量单位
C、我国的法定计量单位都是国际单位制单位
D、平面角的单位弧度、立体角的单位球面度是具有专门名称的导出单位
7.下述单位符号中,目前不允许使用的是(A)。
A、KVB、VAC、varD、kW•h
8.SI基本单位符号中,下列(B)全部是正确的。
A、 m g cd A
B、 A K mol s kg
C、 m Kg cd k
D、 A S J mol kg
9.SI词头中,(A)都是SI词头。
A、吉、拍、艾、百、毫、微
B、皮、拍、阿、亿、厘
C、万、兆、太、拍、艾
D、分、千、吉、丝、太
10.下述电磁学单位中,属SI单位的是(C)。
A、奥斯特 B、欧姆 C、安/米 D、千瓦•时
11.电能的SI单位是(A)。
A、J B、KWh C、kWh D、kW• h
12.从计量法的角度理解“计量”一词的涵义,比较准确的说法是(B)。
A、“计量“与“测量“是同义词。凡过去用“测量“二字的地方,改成“计量“就行了
B、计量是指以技术和法制手段,保证单位统一、量值准确可靠的测量,它涉及整个测量领域
C、计量兼有测试和检定的含义
D、计量是测量领域的一部分
13.下列各项中,(C)不属于计量法的调整范围和调整对象。
A、建立计量基准、标准
B、进行计量检定
C、教学示范中使用的或家庭自用的计量器具
D、制造、修理、销售、使用的计量器具等
14.因计量器具(B)所引起的纠纷,简称计量纠纷。
A、精确度 B、准确度 C、精密度 D、准确性
15.电力部门电测计量专业列入强制检定工作计量器具目录的常用工作计量器具,没有(C)。
A、电能表 B、测量用互感器
C、指示仪表 D、绝缘电阻、接地电阻测量仪
16.强制检定的周期,(A)。
A、由执行强制检定的计量检定机构根据计量检定规程确定
B、使用单位根据实际情况确定
C、原则上是每年检定一次
D、原则上是每二年检定一次
17.下述单位符号,目前允许使用的有(B)。
A、KV B、VA C、KWH D、KW
18.强制检定的计量器具是指(C)。
A、强制检定的计量标准
B、强制检定的工作计量器具
C、强制检定的计量标准和强制检定的工作计量器具
D、检定用所有工作计量器具
19.对计量违法行为具有现场处罚权的是(B)。
A、计量检定人员 B、计量监督员 C、计量管理人员
20.、计量检定应遵循的原则是(B)。
A、统一准确 B、经济合理、就地就近 C、严格执行计量检定规程
21.计量标准器具是指(C)。
A、准确度低于计量基准的计量器具
B、用于检定其他计量标准的计量器具
C、准确度低于计量基准、用于检定其他计量标准或工作计量器具的计量器具
22.使用计量器具破坏其准确度包括(C)。
A、使用不合格的计量器具
B、计量器具失灵
C、牟取非法利益,通过作弊故意使计量器具失准
23.对社会上实施计量监督具有公证作用的计量标准是(B)。
A、部门建立的最高计量标准
B、社会公用计量标准
C、企业、事业单位建立的最高计量标准
24.经考核合格投入使用的计量标准,由(A)负责监督检查。
A、主持考核的政府计量行政部门
B、省级人民政府计量行政部门
C、国务院计量行政部门
25.国家法定计量检定机构的计量检定人员,必须经(D)考核合格,并取得计量检定证件。
A、国务院计量行政部门
B、省级以上人民政府计量行政部门
C、市级以上人民政府计量行政部门
D、县级以上人民政府计量行政部门
26.属于强制检定工作计量器具的范围包括(C)。
A、用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监督四方面的计量器具
B、列入国家公布的强制检定目录的计量器具
C、用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监督方面列入国家公布的强制检定目录的工作计量器具
D、用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监督四方面的计量器具和列入国家公布的强制检定目录的工作计量器具
27.被授权单位执行强制检定和法律规定的其它检定、测试任务的计量检定人员由(C)主持考核。
A、县级以上人民政府计量行政部门 B、主管部门
C、授权单位 D、本单位
28.以下不属于计量器具的是(D)。
A、电话计费器 B、互感器 C、脉冲计数器 D、走字台
29.以下不属于强制检定计量器具的(C)。
A、接地电阻仪 B、计费用互感器
C、线损考核用电能表 D、单位最高计量标准表
30.下列中文符号书写正确的是(B)。
xgjjskh  2007-12-24 00:20
好文章!对自动抄表有了大概了解。谢谢!

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