翟清萍　崔勇

摘 要：該文介紹了三種遠程集中抄表技術(shù)，并通過調(diào)研和對比，確定了符合礦區(qū)居民電表的電力載波集抄技術(shù)，并在大河?xùn)|小區(qū)進行了試點實施。具體實施過程分為四個環(huán)節(jié)：電表遠程秘鑰下載及安裝、用戶檔案建立、用戶信息導(dǎo)入、通訊通道設(shè)置，實現(xiàn)了遠程集中抄表、遠程控制、數(shù)據(jù)回抄等功能，達到了預(yù)期效果，但在數(shù)據(jù)處理等方面，還需要進一步加強和完善。

關(guān)鍵詞：遠程集中抄表 電力載波技術(shù) 集中器 遠程控制

中圖分類號：TM993 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0015-02

邵伯礦區(qū)共有4500余戶居民，需要定期挨家挨戶人工抄表，存在抄錄誤差和抄表時間的不同步性，無法準確計量線損，同時不能及時反饋用戶的用電情況，用電管理存在一定困難。結(jié)合本次礦區(qū)改造更換電表的機會，我們在遠程集中抄表技術(shù)方面進行了試點和摸索，基本上解決了人工抄表存在的困難，規(guī)范了用電管理，取得了較好的效果。

1 方案確定

遠程集中抄表方式主要有三種：無線自動抄表、有線自動抄表、電力載波自動抄表。

1.1 無線自動抄表

主要是采用GPRS信號傳輸模式，需要根據(jù)流量的不同繳納相關(guān)的通訊費用，一般適用于數(shù)據(jù)量少、不好進行組網(wǎng)的偏遠地區(qū)。由于居民電表數(shù)目大，每戶用電量又較少，如果采用采用無線通訊的方式，流量較大，后續(xù)成本會較高。

1.2 有線自動抄表

目前廣泛應(yīng)用的是RS-485總線，這種抄表方式傳輸速率高、技術(shù)比較成熟，經(jīng)常應(yīng)用于變電站抄表中，但是對于電表數(shù)量較大的居民用戶不太合適。首先在安裝時每只電表都需敷設(shè)數(shù)據(jù)線，且需要專業(yè)人員，施工難度大；其次RS-485總線的驅(qū)動能力有限，抄收的用戶數(shù)目有限，需采用多個采集終端；再者維護困難，一旦某個采集點發(fā)生485總線短接的情況，則會出現(xiàn)整個傳輸網(wǎng)絡(luò)癱瘓，查找困難。因此RS-485總線只適合小面積范圍的使用環(huán)境，不能滿足大面積使用的需求。

1.3 低壓電力線載波抄表

低壓電力線載波就是利用現(xiàn)有的低壓電力線做為通訊信道的一種通訊方式不需要敷設(shè)專門的數(shù)據(jù)采集線。這種方式實施起來簡單，成本較低、工程量小、組網(wǎng)靈活、擴容輕易，易于規(guī)劃和使用，且后期維護簡單方便。但載波通訊技術(shù)也存在缺陷：低壓電力線阻抗特性和衰減特性復(fù)雜多變、噪聲干擾大，抄表準確率受到一定影響。

經(jīng)過調(diào)研和對比，電力載波集中抄表更適合邵伯礦區(qū)的實際情況：首先是投資成本低，維護簡單易行，沒有后續(xù)費用；其次礦區(qū)內(nèi)居民用電為單獨變壓器供給，沒有大功率的用電設(shè)備干擾，抄表到位率可以達到97%以上，對于預(yù)付費卡表來說，準確率可以滿足需求；第三，組網(wǎng)方便靈活，可以利用水電現(xiàn)有數(shù)據(jù)通道，下面其它小區(qū)的接入也比較方便。

2 電力載波技術(shù)在礦區(qū)集抄系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)組網(wǎng)

礦區(qū)內(nèi)首先選擇大河?xùn)|小區(qū)作為第一批試點。該小區(qū)共有居民1356戶，變壓器3臺。其組網(wǎng)方式如圖1所示。

網(wǎng)絡(luò)的最下端是用戶電表，該電表具有預(yù)付費、電力載波、階梯電價等功能。載波模塊可以單獨更換，方便維護。用戶用電信息通過電力線直接把數(shù)據(jù)上傳到各自所對應(yīng)的集中器。集中器根據(jù)變壓器的數(shù)量確定，一臺變壓器配備一只集中器，大河?xùn)|小區(qū)共有3臺變壓器：南區(qū)配電變、北區(qū)配電變、西區(qū)配電變，因此需配備3只集中器。集中器內(nèi)采集的數(shù)據(jù)通過光纖傳輸?shù)酵ㄓ崣C房，作為中轉(zhuǎn)，然后傳到主站服務(wù)器，終端售電機可以隨時查看數(shù)據(jù)。

2.2 具體實施

2.2.1 電表遠程秘鑰下載及安裝

電表首先必須進行遠程秘鑰下載，否則無法進行通訊。前期100余戶試點安裝的電表，由于和廠家溝通不夠細致，直接進行了安裝，就出現(xiàn)了此類問題，后來，我們現(xiàn)場一一進行了密鑰下載。剩余電表全部放在校驗室處理后才進行安裝。具體方法把電表接到校驗臺后，按下通訊按鈕，使電表處于通訊狀態(tài)，插入秘鑰恢復(fù)卡、預(yù)制零卡、秘鑰下裝卡，同時從電腦密鑰下載軟件上進行遠程秘鑰下載。為了安全起見，此套程序相對復(fù)雜。電表安裝采取一樓集中安裝的方式，方便檢查維護及用電管理。

2.2.2 用戶檔案建立

用戶檔案主要包括：用戶名、用戶地址、用戶編號、電表編號、計量點、報警I級、II級、費率等。借此換表換卡的機會我們分別對大河?xùn)|1356戶居民的檔案進行了詳細的梳理和輸入，確保資料的準確性。

用戶編號和電表編號是兩個最重要的識別代碼，用戶編碼我們采用九位字代碼來代表一位用戶，其含義圖2所示：

1、2位為小區(qū)代碼：大河?xùn)|小區(qū)（01），運輸（02），供應(yīng)（03）……

3、4位為變壓器臺區(qū)代碼：南區(qū)（01）、北區(qū)（02）、西區(qū)（03）

電表編號內(nèi)置于電表內(nèi)，在建檔時必須保證該用戶所對應(yīng)的電表編號和用戶代碼是一致的，否則就會影響到數(shù)據(jù)的采集，并且充費后無法正常插入電表。

報警級別分為I級、II級，經(jīng)過綜合考慮，根據(jù)用戶的用電習(xí)慣，我們設(shè)置了I級報警為用戶表內(nèi)剩余金額為20元時，報警紅燈亮，提醒用戶及時進行購電；II級報警為用戶剩余金額為10元時，電表自動斷電，插卡后可以繼續(xù)使用至金額為零。

費率可以分時段進行設(shè)置，也可以分居民用電、商業(yè)用電設(shè)置不同的電價，設(shè)置好后通過電卡把數(shù)據(jù)傳到電表，電表自動扣費。

用戶建檔時必須根據(jù)變壓器數(shù)量分成三個區(qū)塊：南區(qū)1號變壓器，所帶負荷共6棟288戶；北區(qū)2號變壓器，所帶負荷共17棟684戶，西區(qū)3號變壓器，所帶負荷共9棟384戶。不同用戶檔案需建在對應(yīng)的變壓器區(qū)塊下。

2.2.3 用戶信息導(dǎo)入

電表安裝后，主站軟件內(nèi)用戶檔案也已建好，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)一對一準確傳遞，則需要兩者相互對應(yīng)。這中間的介質(zhì)就是IC卡。用戶第一次購電時，首先用管理母卡把IC卡開通，然后把建檔時輸入的用戶信息寫入卡內(nèi)，用戶插卡時就會把信息存儲在表內(nèi)，實現(xiàn)通訊地址的唯一性。這個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題最多，錯誤類型多達十幾種，密鑰下載或用戶檔案有一點錯誤，就會導(dǎo)致電表不認卡，新系統(tǒng)集預(yù)付功能和集抄功能一體，操作比較復(fù)雜，剛開始也難免出現(xiàn)各種各樣的問題。最常見的錯誤是Err-10認證錯誤、Err-12用戶編碼不匹配。endprint

2.2.4 通訊通道設(shè)置

主要是集中器到終端售電機的通訊通道。集中器安裝在變壓器下方，即配電室進線柜內(nèi)，接線簡單，操作方便。集中器上有網(wǎng)卡接口，通過網(wǎng)線把數(shù)據(jù)傳到配電室內(nèi)的收發(fā)器上。收發(fā)器到通訊機房的傳輸采用光纖的方式，三個配電室分別敷設(shè)了光纜，通訊機房到主站服務(wù)器利用現(xiàn)有光纖。3臺集中器和一臺主站服務(wù)器必須設(shè)置相同的IP地址，根據(jù)需要，統(tǒng)一設(shè)置為：10.83.0.121，以便主站發(fā)出的指令能夠被集中器接收到。

3 功能實現(xiàn)及應(yīng)用效果

3.1 遠程集抄

所有通道及硬件設(shè)施配置好以后，開始做實驗。為了不影響白天正常售電，我們設(shè)定抄表時間為晚上0：00～1：00，這時候網(wǎng)速較快，用電比較平穩(wěn)，數(shù)據(jù)傳輸基本不受負荷波動影響。第一次抄回的數(shù)據(jù)為1296戶，有64戶沒有采集到，抄表成功率95.3%，成功率相對較低。

原因查找與分析：經(jīng)過多次到現(xiàn)場查看，結(jié)合用戶購電出現(xiàn)的問題，發(fā)現(xiàn)原因主要有以下三點：遠程密鑰下載不成功，集中器和電表無法完成通訊，這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)在剛開始換表時現(xiàn)場進行秘鑰下載的21～23號樓的用戶。由于現(xiàn)場密鑰下載比較繁瑣，幾張管理卡來回插拔，容易出現(xiàn)漏插現(xiàn)象；用戶編號或電表編號沒有寫入相應(yīng)電表中，主要原因是用戶第一次插卡時，電卡插拔過快，導(dǎo)致相應(yīng)的用戶信息沒有完全寫入電表；用戶編號錄入錯誤，主站發(fā)出的指令找不到相對應(yīng)的電表用戶。

找到原因后，對大部分沒有采集到數(shù)據(jù)的電表分別進行了處理。經(jīng)過一段時間的運行，最近2月24日的抄表成功率為98.7%，只有17戶沒有抄到，成功率大大提高，超過要求的97%。但我們通過調(diào)取2月24日前后幾天的抄表數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)始終是這17戶沒有抄到，正常情況下集中器具有自動補抄功能，對在規(guī)定時間內(nèi)尚未抄到的數(shù)據(jù)，能夠進行再次抄表，如果是受電力線影響導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸問題，每次受影響的用戶應(yīng)該不同。因此，我們分析問題還應(yīng)該出在電表或集中器上。經(jīng)過到現(xiàn)場進行逐一檢查，發(fā)現(xiàn)電表上數(shù)據(jù)傳輸和發(fā)送功能都是正常的，問題很可能出現(xiàn)在集中器的采集上，后來通過在后臺管理軟件中對這17戶的建檔資料、購電信息等進行逐一查詢，發(fā)現(xiàn)問題所在：其中有6戶建檔資料（用戶編號、電表號等）都正確，但這些用戶是在1號臺區(qū)變下的，結(jié)果檔案建在了3號臺區(qū)變下，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳不上來。一方面是由于換表時間比較集中，工作量大，我們的操作人員在建檔時不夠仔細認真，出現(xiàn)失誤，同時也反映了管理軟件上存在漏洞，編號不符合該臺區(qū)變的用戶，應(yīng)該在此臺區(qū)變下不可以進行建檔，其他原因目前正在進一步查找，相信隨著問題的解決及系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，抄表成功率會更高。

3.2 遠程控制

分為三個部分：拉合閘狀態(tài)，可以通過后臺發(fā)出一條指令，檢測一下電表是處于合閘或分閘狀態(tài)；報警狀態(tài)，我們前面對電表設(shè)置了報警I級、II級，后臺可以對報警進行解除或恢復(fù)；保電狀態(tài)，可以對用戶進行保電或保電解除，也可以對電表進行遠距離拉合閘控制，可以批量進行，也可以單獨進行，這幾項功能的實現(xiàn)是實時的，速度相對慢些，有時需要多發(fā)幾次命令才能實現(xiàn)。

3.3 其他功能

隨機抄表：針對某一用戶實時查看其用電量及剩余金額；參數(shù)維護：可遠程修改報警金額設(shè)置、用戶信息等。

4 存在問題及需要完善的地方

遠程控制速度較慢，因為遠程控制是在白天實時進行的，可能會受一些因素的影響，能否采取一些措施提高信號傳遞速度；無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)對比，集抄回來的數(shù)據(jù)只是用戶的累積用電量，不包括剩余金額，也無法和購電金額進行自動對比，對于用戶用電情況不能做到一目了然；管理系統(tǒng)在查詢、建檔、報表統(tǒng)計等方面還存在需要完善的地方。

以上問題在接下來的其他小區(qū)的改造過程中，我們會進一步進行改進和完善。endprint

2.2.4 通訊通道設(shè)置

主要是集中器到終端售電機的通訊通道。集中器安裝在變壓器下方，即配電室進線柜內(nèi)，接線簡單，操作方便。集中器上有網(wǎng)卡接口，通過網(wǎng)線把數(shù)據(jù)傳到配電室內(nèi)的收發(fā)器上。收發(fā)器到通訊機房的傳輸采用光纖的方式，三個配電室分別敷設(shè)了光纜，通訊機房到主站服務(wù)器利用現(xiàn)有光纖。3臺集中器和一臺主站服務(wù)器必須設(shè)置相同的IP地址，根據(jù)需要，統(tǒng)一設(shè)置為：10.83.0.121，以便主站發(fā)出的指令能夠被集中器接收到。

3 功能實現(xiàn)及應(yīng)用效果

3.1 遠程集抄

所有通道及硬件設(shè)施配置好以后，開始做實驗。為了不影響白天正常售電，我們設(shè)定抄表時間為晚上0：00～1：00，這時候網(wǎng)速較快，用電比較平穩(wěn)，數(shù)據(jù)傳輸基本不受負荷波動影響。第一次抄回的數(shù)據(jù)為1296戶，有64戶沒有采集到，抄表成功率95.3%，成功率相對較低。

原因查找與分析：經(jīng)過多次到現(xiàn)場查看，結(jié)合用戶購電出現(xiàn)的問題，發(fā)現(xiàn)原因主要有以下三點：遠程密鑰下載不成功，集中器和電表無法完成通訊，這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)在剛開始換表時現(xiàn)場進行秘鑰下載的21～23號樓的用戶。由于現(xiàn)場密鑰下載比較繁瑣，幾張管理卡來回插拔，容易出現(xiàn)漏插現(xiàn)象；用戶編號或電表編號沒有寫入相應(yīng)電表中，主要原因是用戶第一次插卡時，電卡插拔過快，導(dǎo)致相應(yīng)的用戶信息沒有完全寫入電表；用戶編號錄入錯誤，主站發(fā)出的指令找不到相對應(yīng)的電表用戶。

找到原因后，對大部分沒有采集到數(shù)據(jù)的電表分別進行了處理。經(jīng)過一段時間的運行，最近2月24日的抄表成功率為98.7%，只有17戶沒有抄到，成功率大大提高，超過要求的97%。但我們通過調(diào)取2月24日前后幾天的抄表數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)始終是這17戶沒有抄到，正常情況下集中器具有自動補抄功能，對在規(guī)定時間內(nèi)尚未抄到的數(shù)據(jù)，能夠進行再次抄表，如果是受電力線影響導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸問題，每次受影響的用戶應(yīng)該不同。因此，我們分析問題還應(yīng)該出在電表或集中器上。經(jīng)過到現(xiàn)場進行逐一檢查，發(fā)現(xiàn)電表上數(shù)據(jù)傳輸和發(fā)送功能都是正常的，問題很可能出現(xiàn)在集中器的采集上，后來通過在后臺管理軟件中對這17戶的建檔資料、購電信息等進行逐一查詢，發(fā)現(xiàn)問題所在：其中有6戶建檔資料（用戶編號、電表號等）都正確，但這些用戶是在1號臺區(qū)變下的，結(jié)果檔案建在了3號臺區(qū)變下，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳不上來。一方面是由于換表時間比較集中，工作量大，我們的操作人員在建檔時不夠仔細認真，出現(xiàn)失誤，同時也反映了管理軟件上存在漏洞，編號不符合該臺區(qū)變的用戶，應(yīng)該在此臺區(qū)變下不可以進行建檔，其他原因目前正在進一步查找，相信隨著問題的解決及系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，抄表成功率會更高。

3.2 遠程控制

分為三個部分：拉合閘狀態(tài)，可以通過后臺發(fā)出一條指令，檢測一下電表是處于合閘或分閘狀態(tài)；報警狀態(tài)，我們前面對電表設(shè)置了報警I級、II級，后臺可以對報警進行解除或恢復(fù)；保電狀態(tài)，可以對用戶進行保電或保電解除，也可以對電表進行遠距離拉合閘控制，可以批量進行，也可以單獨進行，這幾項功能的實現(xiàn)是實時的，速度相對慢些，有時需要多發(fā)幾次命令才能實現(xiàn)。

3.3 其他功能

隨機抄表：針對某一用戶實時查看其用電量及剩余金額；參數(shù)維護：可遠程修改報警金額設(shè)置、用戶信息等。

4 存在問題及需要完善的地方

遠程控制速度較慢，因為遠程控制是在白天實時進行的，可能會受一些因素的影響，能否采取一些措施提高信號傳遞速度；無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)對比，集抄回來的數(shù)據(jù)只是用戶的累積用電量，不包括剩余金額，也無法和購電金額進行自動對比，對于用戶用電情況不能做到一目了然；管理系統(tǒng)在查詢、建檔、報表統(tǒng)計等方面還存在需要完善的地方。

以上問題在接下來的其他小區(qū)的改造過程中，我們會進一步進行改進和完善。endprint

2.2.4 通訊通道設(shè)置

主要是集中器到終端售電機的通訊通道。集中器安裝在變壓器下方，即配電室進線柜內(nèi)，接線簡單，操作方便。集中器上有網(wǎng)卡接口，通過網(wǎng)線把數(shù)據(jù)傳到配電室內(nèi)的收發(fā)器上。收發(fā)器到通訊機房的傳輸采用光纖的方式，三個配電室分別敷設(shè)了光纜，通訊機房到主站服務(wù)器利用現(xiàn)有光纖。3臺集中器和一臺主站服務(wù)器必須設(shè)置相同的IP地址，根據(jù)需要，統(tǒng)一設(shè)置為：10.83.0.121，以便主站發(fā)出的指令能夠被集中器接收到。

3 功能實現(xiàn)及應(yīng)用效果

3.1 遠程集抄

所有通道及硬件設(shè)施配置好以后，開始做實驗。為了不影響白天正常售電，我們設(shè)定抄表時間為晚上0：00～1：00，這時候網(wǎng)速較快，用電比較平穩(wěn)，數(shù)據(jù)傳輸基本不受負荷波動影響。第一次抄回的數(shù)據(jù)為1296戶，有64戶沒有采集到，抄表成功率95.3%，成功率相對較低。

原因查找與分析：經(jīng)過多次到現(xiàn)場查看，結(jié)合用戶購電出現(xiàn)的問題，發(fā)現(xiàn)原因主要有以下三點：遠程密鑰下載不成功，集中器和電表無法完成通訊，這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)在剛開始換表時現(xiàn)場進行秘鑰下載的21～23號樓的用戶。由于現(xiàn)場密鑰下載比較繁瑣，幾張管理卡來回插拔，容易出現(xiàn)漏插現(xiàn)象；用戶編號或電表編號沒有寫入相應(yīng)電表中，主要原因是用戶第一次插卡時，電卡插拔過快，導(dǎo)致相應(yīng)的用戶信息沒有完全寫入電表；用戶編號錄入錯誤，主站發(fā)出的指令找不到相對應(yīng)的電表用戶。

找到原因后，對大部分沒有采集到數(shù)據(jù)的電表分別進行了處理。經(jīng)過一段時間的運行，最近2月24日的抄表成功率為98.7%，只有17戶沒有抄到，成功率大大提高，超過要求的97%。但我們通過調(diào)取2月24日前后幾天的抄表數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)始終是這17戶沒有抄到，正常情況下集中器具有自動補抄功能，對在規(guī)定時間內(nèi)尚未抄到的數(shù)據(jù)，能夠進行再次抄表，如果是受電力線影響導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸問題，每次受影響的用戶應(yīng)該不同。因此，我們分析問題還應(yīng)該出在電表或集中器上。經(jīng)過到現(xiàn)場進行逐一檢查，發(fā)現(xiàn)電表上數(shù)據(jù)傳輸和發(fā)送功能都是正常的，問題很可能出現(xiàn)在集中器的采集上，后來通過在后臺管理軟件中對這17戶的建檔資料、購電信息等進行逐一查詢，發(fā)現(xiàn)問題所在：其中有6戶建檔資料（用戶編號、電表號等）都正確，但這些用戶是在1號臺區(qū)變下的，結(jié)果檔案建在了3號臺區(qū)變下，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳不上來。一方面是由于換表時間比較集中，工作量大，我們的操作人員在建檔時不夠仔細認真，出現(xiàn)失誤，同時也反映了管理軟件上存在漏洞，編號不符合該臺區(qū)變的用戶，應(yīng)該在此臺區(qū)變下不可以進行建檔，其他原因目前正在進一步查找，相信隨著問題的解決及系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，抄表成功率會更高。

3.2 遠程控制

分為三個部分：拉合閘狀態(tài)，可以通過后臺發(fā)出一條指令，檢測一下電表是處于合閘或分閘狀態(tài)；報警狀態(tài)，我們前面對電表設(shè)置了報警I級、II級，后臺可以對報警進行解除或恢復(fù)；保電狀態(tài)，可以對用戶進行保電或保電解除，也可以對電表進行遠距離拉合閘控制，可以批量進行，也可以單獨進行，這幾項功能的實現(xiàn)是實時的，速度相對慢些，有時需要多發(fā)幾次命令才能實現(xiàn)。

3.3 其他功能

隨機抄表：針對某一用戶實時查看其用電量及剩余金額；參數(shù)維護：可遠程修改報警金額設(shè)置、用戶信息等。

4 存在問題及需要完善的地方

遠程控制速度較慢，因為遠程控制是在白天實時進行的，可能會受一些因素的影響，能否采取一些措施提高信號傳遞速度；無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)對比，集抄回來的數(shù)據(jù)只是用戶的累積用電量，不包括剩余金額，也無法和購電金額進行自動對比，對于用戶用電情況不能做到一目了然；管理系統(tǒng)在查詢、建檔、報表統(tǒng)計等方面還存在需要完善的地方。

以上問題在接下來的其他小區(qū)的改造過程中，我們會進一步進行改進和完善。endprint