用电信息采集系统通信专项方案对比研究应用.docx

用电信息采集系统通信方案对比研究
吕瑞 徐军
(宁夏电力企业固原供电局 756000)
摘要:本文经过对用电信息采集系统电力载波、无线微功率、RS-485等3种现在常见当地通信方案和光纤、无线专网、无线公网多个远程通信方案分析和比较。结合固原地域地理环境和低压网络结构，分别提出了针对不一样地理环境用电信息采集系统通信应用方案。
关键词：用电信息;采集；通信；应用
多年来，国家电网企业提出了发展“坚强智能电网”战略目标。用电信息采集系统作为建设智能电网关键组成部分，在建设过程中，选择稳定、可靠、实时、安全通信方法是确保系统安全稳定运行关键。直接影响着集中器和主站，集中器和采集器(电能表)之间通信可靠性和采集成功率。现在，常见用电信息采集系统远程通信关键有电力光纤、无线专网和无线公网3种方法，当地通信也有电力载波(包含电力宽带和电力窄带)、RS-485、微功率无线3种方法。怎样依据地理环境和低压用电网络分布情况，合理选择当地和远程通信方法对用电信息采集系统后续建设和推广应用有决定性意义。
1． 用电信息采集系统系统基础原理
用电信息采集系统关键由智能电能表、采集器、集中器(采集终端)、通信信道、主站、应用管理系统组成。图1所表示。

图1 用电信息采集系统原理图
智能电能表含有精度高、智能费控、电价电量信息存放、余额报警、远程信息传送等功效计量装置。部分电能表内置了载波或微功率无线通讯功效采集模块。采集器经过RS-485接口采集电能表用电数据信息，并将数据上传到集中器。集中器是用电信息采集系统关键设备，它经过当地通信信道和采集器或含有采集通信功效电能表通信，获取和临时存放用电信息，并依据主站命令，经过远程通信信道上传数据或接收传送命令。主站是以建立在企业数据存放系统为关键，实施用电采集子系统数据采集任务,实现用电信息集中存放、管理和分析。并对SG186营销管理系统、营销辅助决议系统等管理子系统提供电量电费统计查询、线损分析等数据支撑。
2 远程通信方案介绍及比较
现在比较成熟用电信息采集系统远程通信关键有电力光纤专网、无线公网(GPRS、CDMA)、无线专网等3种方案。
2.1电力光纤专网
光纤专网关键以企业变电站光纤主网和近期投运农网光纤通讯工程为依靠，投资建设配电台区延伸光纤网络。含有传输稳定可靠、抗干扰能力强、带宽高和传输距离远等优点。但分析固原地域配电台区布点分散、中压供电半径大、地势陡峭、用电量小等特点，建立光纤专网投资巨大，维护不方便，且不能达成很好经济效益。
2.2无线公网
无线公网关键基于GPRS(通用分组无线业务)、CDMA(码分多址)和3G通讯技术，实现远程通信。含有实时在线、登陆快捷、通信稳定、按量收费、高速传输等优点。同时，以投资少，建设周期短和后期调试、维护简单等特点在用电信息采集系统远程通信方案中广泛推广。但也有依靠性强、系统安全性不高等缺点。
2.3无线专网
无线专网关键是以230MHZ(国家无线电委员会分配电力传输专用频段)无线电力专网自组网技术建立远程通信网络。其采取点对点通讯方法，通讯速率高、响应速度快、设备安装方便，可经济有效地消除无线通信盲区，而且自组网技术设备安装方便，调试维护简单。但在集中大规模组网时，存在抗同频信号干扰能力差，网络通信传输能力较差缺点。
3 当地通信方案介绍及比较
用电信息采集系统当地通信关键有RS-485、电力载波、微功率无线3种通讯方法。下面对三种组网方法进行分析对比。
3.1 RS-485总线通信组网
RS-485总线通信组网是采取RS-485数据线作为智能电能表和采集器，采集器和集中器通信信道。含有通信可靠性高，实时性强，距离远(通讯距离可达1000米)，不受配电台区限制等优点。但需要大量布线，施工工程量大，安装、维护费用较高。其组网结构图2所表示。

图2 RS485数据线当地通信组网方案
3.2电力载波通信组网
电力载波通信是利用电力线路作为通信介质，实现载波智能电能表和集中器之间通信。技术相对成熟，含有没有需布线、投资小、安装维护简单、易扩充等优点。但因为受电力线高衰减、低阻抗、谐波干扰、相邻台区载波信号干扰等原因影响。电力载波通信距离大幅缩短，速率低，可靠性不高，实时性不强，系统不稳定，不能跨台区抄表。其组网结构图3所表示。

图3 电力载波当地通信组网方案
3.3 微功率无线通信组网
微功率无线通信是经过微功率无线电通讯模块(发射功率通常在100mw以下无线通信全部可称微功率无线通信)发射和接收信息。含有没有需布线、通信可靠性高、网络稳定、可跨台区抄表等优点。采取无线自组网通信技术，工程安装简单、组网灵活、轻易维护。但轻易受环境干扰，穿透墙体和建筑物时信号衰减较大。其组网结构图4所表示。

图4 微功率无线通信组网方案
4 通信方案选择及应用
以上介绍远程和当地通信方案各有优势和不足，但任何一个方案全部不能完全处理信息采集系统通信全部问题。所以，只有依据表计安装情况和现场环境选择适宜通信方案，同时充足发挥不一样通信方案优点实现功效互补。以提升信息采集系统采集成功率。
4.1 在配电台区比较集中，配电网络较为完善城市地域，应结合城市配网改造和配电自动化建设，大力推行电力光纤为主用电信息采集远程通信方案。
4.2 在城市发展基础定型老城区、郊区，因为光纤施工不便。应优先选择无线公网(GPRS、CDMA)作为远程通信方案。条件成熟可建设无线专网。
4.3 因为农村地域人口居住分散、乡镇距离远，建设电力光纤和无线专网投资成本过高，应以无线公网实现远程通信。
4.4 在电能表安装比较集中，轻易布线新建小区应大力推广RS-485数据总线当地通信方案。
4.5 在电能表安装集中或分散、不宜布线，但低压线路情况很好，线路半径小，负荷波动小，谐波较少小区可优先选择电力载波作为当地通信方案。
4.6在低压线路比较差台区，如城镇结合部，动力、商业、照明混合存在或线途经长台区不宜使用电力载波通信，应以微功率无线当地通信方案为主。
4.7 在电能表安装分散、不易布线，无高大建筑物阻碍信号小区或农村地域,选择微功率无线作为当地通信方案可有效避免负荷波动和线路影响，提升采集率。
5．结束语
用电信息采集系统负担着用电信息自动采集、高效共享和实时监控关键任务。通信方案选择和应用是用电信息采集系统建设中难点，直接决定着系统建设成败。本文经过对用电信息采集系统常见当地通信方案和远程通信方案分析和比较。结合现场环境，分别提出了针对不一样地理环境用电信息采集系统通信应用方案。为用电信息采集系统建设有参考和指导意义。
参考文件：
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