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电能计量自动抄表技术的现状与发展$ Z- m2 o5 |! e6 F' ]
摘要：介绍了电能计量自动抄表系统的结构和特点，叙述了电能计量自动抄表技术产生的背景，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。
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关键词：电能计量；自动抄表；信道；采集终端?9 C V/ f: M, M1 p6 k4 h" m( m
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电能计量自动抄表系统(automatic
8 V- ~3 J+ y2 s* g) S4 @meter reading)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。?) |: W. n( f0 d! V. a* L
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+ l) }2 f! D3 M: t2 m2 K/ h1电能计量自动抄表技术的产生背景
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采用传统抄表方式人工抄取电能表数据，不可避免地存在以下问题：抄读数据存在误差，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。为解决上述问题，近年来出现了将电能计量数据自动采集、传输和处理的电能计量自动抄表系统。?% q6 e1 Y! a4 @3 _
: C, w' H; _7 Y2 M5 {2电能计量自动抄表系统的构成和特点
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: q" u7 @5 m6 M8 R0 v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)。?% y7 Q9 L: X4 F* n+ z: y2 c5 \9 t
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$ h N; h: c. X+ W2.1前端采集子系统9 d+ v' _5 j) L I) j$ m3 j
& u! @" ?- O4 J* W; B3 p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。
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& v( T6 |' Q% P& @' n* ]+ {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。
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远程采集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。
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7 r. v+ G/ D' K/ F0 Y6 \0 R5 L0 n2.2通信子系统4 ~% A* R+ E; C2 E L4 F* S' N
# E, m3 R f$ c4 a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。
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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。
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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)。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。
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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(modem)。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)。 P# W9 x, e" E
$ ^; a: b9 B- H: D电能计量自动抄表技术的现状与发展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。
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按照抄表系统线路连结结构的不同，通信系统可分为星形通信系统和总线形通信系统两种。星形通信系统是一种以中心处理工作站为中心点，以发散的方式分别通过通信信道与集中器连接，形成一对多的连结构架。信道通信数据量较大，要求有一定的传输速率和带宽。一般光纤、无线和电话线通信都采用该连结方式。总线形通信系统是为了克服星形连接的不足而采用的，它以一条串行总线连接各分散的采集器或电能表，实现各结点的互连。特点是信道上结点较多，传输速率低，传输距离短，因此一般用于底层(采集器、集中器层)电能数据的采集。低压电力线载波以及RS?485总线网是常见的总线形结构。- b4 K/ W% p" z
" G& g1 D& H, J3 a% A, b; X2 Y% Q0 X除上述之外，在某些局部区域或小范围通信场合，点对点的通信方式也被使用，即特定的两点间使用专线通信。如红外抄表微型计算机就是一例，另一个例子是广东东方电讯科技有限公司的DDSI集中抄表系统，将通信模块直接加装于电能表内，实现后台与电能表间的点对点直接通信，优点是提高了通信的可靠性和实时性，可实现许多附加功能，缺点是抄表速度较慢。由于点对点的通信方式实施了电气隔离，所以提高了系统的防雷击、防静电击穿能力。?
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2.3中心处理子系统7 M" Q2 L& t5 D1 n7 N1 g1 A l
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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。
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由于抄表要处理的数据量大，因此要求中心工作站的硬件必须有一定的运算和存储能力。软件上要求操作系统稳定可靠，抄表软件必须具有处理大量数据的能力。典型的抄表软件具有如下功能：远程设定抄表集中器和采集器内的参数；抄收整个系统中所有电能表的数据；使中央控制站可远程地对用户电能表进行断电和送电控制；运行数据库可生成用电量日报、月报，进行电费结算；使系统可进行查询管理，对异常用户给予告警提示。-%-64842-%--%-87465-%--%-85860-%- |
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狗仔卡
发表于 2007-7-18 20:05:17
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