[摘要]日常抄錄用戶電能表指示數(shù)，手段主要有兩種：人工抄表、掌上機(jī)抄表。這兩種手段都要求抄表員逐戶登門(mén)手工錄數(shù)，盡管掌上機(jī)可以解決計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)錄入問(wèn)題，但其本質(zhì)上還不是自動(dòng)化的抄表方式。隨著電力需求市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)有抄表手段暴露出越來(lái)越多的質(zhì)量和效率問(wèn)題：表現(xiàn)于抄表環(huán)節(jié)，無(wú)法對(duì)計(jì)費(fèi)、線損控制、用電分析、營(yíng)銷預(yù)測(cè)。乃至宏觀決策等方面提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；存在估抄、漏抄、錯(cuò)抄等問(wèn)題，還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)企業(yè)的成本上漲、效益下滑、管理復(fù)雜度增大。通過(guò)對(duì)集中抄表系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，使其實(shí)現(xiàn)信息交互，提高供電企業(yè)的電力營(yíng)銷信息化程度。

[關(guān)鍵詞]集中抄表系統(tǒng)；電力營(yíng)銷；信息化

[作者簡(jiǎn)介]馮開(kāi)健，海南電網(wǎng)東方供電公司，海南

東方，572600

[中圖分類號(hào)]TM73

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1007-7723(2009)09-0159-0002

一、概述

集中抄表系統(tǒng)是一個(gè)結(jié)構(gòu)化的開(kāi)放式系統(tǒng)，采集器通過(guò)電能表的通信接口采集電量數(shù)據(jù)，并通過(guò)一定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸?shù)焦╇娖髽I(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為電費(fèi)結(jié)算的依據(jù)。目前大多數(shù)居民集中居住區(qū)都已經(jīng)安裝了集中抄表系統(tǒng)，并投入使用，大大降低了抄表人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和人為因素造成的抄表誤差。本文對(duì)集中抄表系統(tǒng)提出一些設(shè)計(jì)改進(jìn)建議，使其能增加實(shí)時(shí)電壓監(jiān)測(cè)、故障報(bào)修、信息發(fā)布、電費(fèi)控制等功能，提高電力營(yíng)銷信息化程度。

二、集中抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

(一)系統(tǒng)的組成

集中抄表系統(tǒng)是一個(gè)結(jié)構(gòu)化的開(kāi)放式系統(tǒng)，主要有三個(gè)部分：硬件部分、軟件平臺(tái)、數(shù)據(jù)傳輸。各個(gè)部分都具有較強(qiáng)的兼容性、移置性、升級(jí)性和可維護(hù)性，方便進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和性能改進(jìn)。同時(shí)各個(gè)部分的升級(jí)換代和功能擴(kuò)充都很方便，無(wú)需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做大的改動(dòng)。

(二)軟件平臺(tái)

軟件部分由應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、硬件支撐平臺(tái)組成。其中應(yīng)用軟件負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行日常管理操作；數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)的交換、引用、索引；支撐平臺(tái)負(fù)責(zé)硬件部分的運(yùn)行、維護(hù)。筆者主要在應(yīng)用軟件中增加了故障報(bào)警功能、信息發(fā)布功能、控電操作功能。

應(yīng)用軟件：系統(tǒng)管理軟件已封裝成標(biāo)準(zhǔn)的Ac-fiveX控件，可以方便地與供電公司電力營(yíng)銷管理系統(tǒng)連接。

數(shù)據(jù)庫(kù)：通過(guò)采用CIGS中間層可以使應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，維護(hù)簡(jiǎn)單易行。CICS其全稱是Cus-tomer Information Control System，即客戶信息控制系統(tǒng)。CICS通過(guò)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)從主數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得資源，建立在操作系統(tǒng)、1SO的分布式計(jì)算環(huán)境和Eneina服務(wù)上。

硬件支撐平臺(tái)：硬件支撐平臺(tái)采用了固化核心和遠(yuǎn)程程序下載技術(shù)，基于BIOS的硬件結(jié)構(gòu)，使得軟件功能的升級(jí)擴(kuò)充都無(wú)需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)，可以在遠(yuǎn)程操作端自動(dòng)完成。

(三)數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸部分主要負(fù)責(zé)建立硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)鏈路，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸、發(fā)送，并確保傳輸快速準(zhǔn)確。原先的設(shè)計(jì)有PLC、485、以太網(wǎng)和手機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)技術(shù)發(fā)展，筆者對(duì)3G技術(shù)在集中抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用，作簡(jiǎn)要的介紹和預(yù)想。

電力載波：電力線載波PowerLineCarrier，簡(jiǎn)稱PLC，是電力系統(tǒng)特有的通信方式，是電力系統(tǒng)通信的一種主要方式。它始于20世紀(jì)30年代，至今仍為高壓線路的主要通信方式之一。今天作為高壓／超高壓線路的主保護(hù)的高頻保護(hù)以高壓線路載波(TransmissionLineCarrier)為基本通道，TIE能夠在線路故障的情況下可靠工作，并且確保了高頻保護(hù)在通道問(wèn)題上的可靠性。90年代以來(lái)，隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，西方的科技人員正在努力把PLC應(yīng)用于Internet，使它成為通信高速公路的主要組成部分之一。它是利用現(xiàn)有電力線，通過(guò)載渡方式高速傳輸模擬或數(shù)字信號(hào)的技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)是使用電力線作為傳輸介質(zhì)，不需要線路投資。但缺點(diǎn)是由于配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔作用，所以PIE只能用在同一配變的供電區(qū)域內(nèi)。

ItS－485：RS－485是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，具有接線簡(jiǎn)單、傳輸距離長(zhǎng)(最大傳輸距離約為1219米)的優(yōu)點(diǎn)，但是傳輸速度低，只能用于抄表采集模塊之間的通信。

以太網(wǎng)：以太網(wǎng)(Ethernet)。指的是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox,Intel和DEC公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范。以太網(wǎng)絡(luò)使用CSMMCD(載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)及沖突檢測(cè)技術(shù))技術(shù)，并以10M／S的速率運(yùn)行在多種類型的電纜上。以太網(wǎng)與IEEE802·3系列標(biāo)準(zhǔn)相類似。以太網(wǎng)采用拓?fù)淇偩€結(jié)構(gòu)，具有傳輸速度高、連接方便、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。缺點(diǎn)是在電纜供電的小區(qū)內(nèi)只能在地下電纜管線內(nèi)走線，施工難度大，日常維護(hù)困難。

無(wú)線方式：主要有GPRS、CDMA兩種技術(shù)，GPRS、CDMA都是無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，利用移動(dòng)手機(jī)的本站發(fā)射信號(hào)。所以，在構(gòu)建集中抄表系統(tǒng)時(shí)，不必重新建設(shè)機(jī)站，也不需要中繼器，組網(wǎng)簡(jiǎn)單，建設(shè)費(fèi)用低，可以適合各種施工地形，減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的維護(hù)。

3G是英文3rdGeneration的縮寫(xiě)，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。相對(duì)1G和2G主要是提升了傳輸速度，3G技術(shù)在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節(jié)／每秒)、384kbps(千字節(jié)／每秒)以至144kbps的傳輸速度。目前3G技術(shù)蓬勃發(fā)展，將來(lái)極有可能代替GPRS和CDMA成為無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹髁Γ袁F(xiàn)在也應(yīng)當(dāng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊預(yù)留3G升級(jí)接口，一旦技術(shù)成熟就可以立即向3G過(guò)渡。

(四)硬件部分

原來(lái)的集中抄表系統(tǒng)硬件部分只有數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)集中器，筆者擴(kuò)充設(shè)計(jì)了電壓監(jiān)測(cè)模塊、控電模塊和顯示模塊。

數(shù)據(jù)采集器：采集器通過(guò)RS485接口實(shí)時(shí)采集電能表所記錄的用戶用電量數(shù)據(jù)；然后經(jīng)過(guò)低壓電力線載波(PLC)方式，將數(shù)據(jù)上傳到集中器。

數(shù)據(jù)集中器：數(shù)據(jù)集中器的主要功能就是將采集器采集到的電能信息數(shù)據(jù)和其他硬件模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，防止數(shù)據(jù)在傳輸中發(fā)生改變。集中器能夠自動(dòng)采集終端電能表數(shù)據(jù)，存貯2個(gè)抄表日的表示數(shù)，采集存貯抄表日之間5個(gè)時(shí)段的累計(jì)用電量等；在采集模塊數(shù)量小于1000塊時(shí)，集中器抄收間隔不大于35min，整點(diǎn)抄收數(shù)據(jù)可保存3個(gè)月。能夠在本地或遠(yuǎn)方設(shè)置各用戶電能表的電量底數(shù)、表常數(shù)及自動(dòng)抄表日期，具有自動(dòng)校時(shí)、記錄采集模塊異常功能，其標(biāo)準(zhǔn)的ItS－232C及MODEM接口，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方全自動(dòng)抄表或現(xiàn)場(chǎng)集中抄表。如需記錄6個(gè)及以上重要用戶的用電參數(shù)變化情況，可適當(dāng)提高采集終端的硬、軟件配置水平。

電壓監(jiān)測(cè)模塊：電壓監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)傳感器和電壓采樣線對(duì)用戶電能表的電壓實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并經(jīng)模數(shù)電路轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息，然后將采集的電壓數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)集中器內(nèi)。可以監(jiān)測(cè)相對(duì)地、相對(duì)相、相對(duì)零等電壓以及電壓的異常波動(dòng)。電壓采樣

由于采用了光電隔離措施，能有效地避免強(qiáng)電串入弱電對(duì)人身安全帶來(lái)的威脅和防止設(shè)備的損壞。

控電模塊：控電模塊是帶復(fù)式控制功能的開(kāi)關(guān)組合模塊，主要功能是對(duì)用戶的電源實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，能根據(jù)系統(tǒng)操作員的指令自動(dòng)切斷或投入用戶的電源。要求切斷容量適合，并且?guī)щ娮詣?dòng)復(fù)位功能。

顯示模塊：顯示模塊是能顯示點(diǎn)陣漢字的信息顯示屏，可以安裝在數(shù)據(jù)采集器上，它的主要功能是顯示各種用電信息，如電費(fèi)金額、電壓信息、欠費(fèi)信息、停電通知和故障信息，等等。

三、集中抄表系統(tǒng)在電力營(yíng)銷管理中的應(yīng)用

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)電力的需求已經(jīng)不僅僅滿足于有電用，良好的供電質(zhì)量和服務(wù)水平，成為社會(huì)對(duì)供電企業(yè)的新要求。在電力營(yíng)銷的發(fā)展過(guò)程中，原來(lái)以用電管理為主的職能正逐漸向用電服務(wù)為主的方向過(guò)渡，供電企業(yè)為提高供電質(zhì)量和服務(wù)水平，必須要有一套完善的電力營(yíng)銷管理系統(tǒng)，對(duì)用戶的用電狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握低壓配電網(wǎng)的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)異常供電和異常線損、定位電網(wǎng)故障，杜絕供電隱患。但是目前用電監(jiān)控裝置只是以低壓電網(wǎng)中的配變和單位用戶專變?yōu)楸O(jiān)測(cè)對(duì)象，對(duì)廣大的居民用電狀況沒(méi)有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制的能力。

現(xiàn)階段集中抄表系統(tǒng)的建設(shè)相當(dāng)于在居民用戶端與供電企業(yè)之間架設(shè)起一條信息高速公路，但這條信息高速公路設(shè)計(jì)是單向的，只能將數(shù)據(jù)信息從用戶端上傳至供電企業(yè)。但是通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，我們完全可以把它建設(shè)成雙向傳輸?shù)男畔⒏咚俟?，利用這條數(shù)據(jù)鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)雙向的信息交換，從而為居民用戶提供豐富的用電服務(wù)。對(duì)集中抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)主要通過(guò)增加硬件組合模塊和軟件分析操作模塊，使其能實(shí)現(xiàn)以下幾種功能：

自動(dòng)分辨故障類型，發(fā)生缺相、接地、缺零、電表燒壞等故障時(shí)，彈出報(bào)修信息，自動(dòng)生成報(bào)修單。

自動(dòng)控制用戶欠費(fèi)，對(duì)欠費(fèi)用戶遠(yuǎn)程操作對(duì)其停電，并發(fā)送欠費(fèi)通知信息。

自動(dòng)發(fā)布停電通知，及時(shí)告知用戶最新的用電信息。

其中故障報(bào)修功能、信息發(fā)布功能屬于電力用戶服務(wù)的增強(qiáng)，欠費(fèi)信息通知、控電操作功能是電費(fèi)管理的增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)居民用電狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，達(dá)到提高電力營(yíng)銷管理信息化的目的。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)集中抄表系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，提高電力營(yíng)銷管理的信息化程度，提高供電質(zhì)量和用電服務(wù)水平，其帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是十分巨大的。與此同時(shí)，我們也應(yīng)該注意到目前該類系統(tǒng)設(shè)計(jì)尚無(wú)統(tǒng)一的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，配套軟件功能也有待提高。希望各生產(chǎn)企業(yè)與供電企業(yè)緊密協(xié)作，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)改進(jìn)，進(jìn)一步完善和提高系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，也希望有關(guān)部門(mén)加快國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作，規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，使集中抄表系統(tǒng)在用電管理中切實(shí)發(fā)揮作用。

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