电力抄表中无线射频集抄技术的应用发展

电力抄表中无线射频集抄技术的应用发展

梁文孝

（广东电网有限责任公司佛山禅城供电局）

摘要：介绍了抄表中无线射频采集技术的概况和的应用现状，总结了当前射频采集技术存在的问题，提出了无线射频采集技术的优势，分析了无线射频集抄技术的研究和使用现状。国内外采集系统，阐述了系统在设计，应用，推广和测试检测中的相关问题。

关键词：电力抄表；无线射频；集抄技术

1引言

为了实现电力计量管理的自动化，完成变电站用电、大用户用电和配电、电力自动抄表，电力部门不断探索住宅用电电度表远程抄表系统的研究与应用。目前，基于电力载波通信技术的集中抄表和RS-485通信技术系统应用越来越多，但是，由于RS-485通信技术的抄表系统铺设面积大，不利于进行后期维护，PLC技术系统的抄表精度较低，基于射频技术的抄表系统开始作为射频采集系统的新技术出现，其网络结构灵活，支持复杂多变的网络结构，易于维护，铺设通讯线路不用铺设。其在国内和国外发展非常快，已经成为有效的解决方案补充rs-485采集系统和PLC采集系统。传统的“手动抄表，计费，提醒”管理模式会导致出现误抄、估抄、漏报等现象，从数据采集到数据处理的账户评估等现象，需要人工来进行完成，所需人员较多，效率低下，手动抄表时间跨度大，无法同时读取，无法追踪各种仪器的运行状态，统计分析不便，不在线监控用电用户，不禁用功能短程无线抄表技术可用于短距离无线抄表，系统扩展，远程自动抄表，集中抄表和电源管理，加强电源管理，提高供电效率，是一套成熟的技术建设，可以满足系统的实际需要，需要对射频集抄方案作进一步的研究，讨论和研究，以解决建筑物的密度大，建筑物内安装的电度表以及在房屋或别墅中布置不便的抄表问题。

2无线射频集抄技术的概况

2.1无线射频集抄技术的组成应用

远程集中抄表系统由三部分组成：主站系统，数据集中器，收集器或485表，主站与集中器之间的远程通信，集中器与收集器（485表）之间的系统联网以及其他两个通信系统。该系统主要包括以下几个方面：主站、采集器485列表（表）或载体、集中器。主站系统由计算机，抄表管理软件和数据库记录组成，主要完成抄表管理，数据存储，数据分析，报表打印等，数据集中器是主系统和抄表系统的枢纽，用于主干系统与集中器之间通过远程通讯系统进行通讯，通过本地通讯系统实现集中器与采集器之间的远程抄表功能，实现集中化。在正常情况下，集中器具有大的存储容量和大量的通信接口，可以在大型社区中完成抄表。数据采集器是采集系统的重要设备之一，其主要功能是采集并记录仪表输出的仪表数据，并按照指定的周期将其存储在存储器中。而远程通信系统的集中器通常是通过公共通信网络，例如PSTN电话网络、GSM和CDMA无线网络来实现的远程集中抄表系统应完全支持PSTN电话网络、GSM无线网络、GPRS无线数据通信网络或CD-MA无线数据通信网络，通过RS-485接口使用射频传输图收集器来实现远程通信数据集中器和收集器，以收集各种多功能电表数据，然后通过射频方法，将收集的数据以类似于中继的方式发送到集中器。

2.2应用现状

由于通信距离、功耗、网络容量、速度的特殊要求等，目前尚无相对于集抄的规范，我国的射频集抄应用较少，在很多发达地区已经建立了试点，并对其相应的参数进行采集检测，由于通信中的射频采集系统不需要物理硬件（不需要铺设线路），已广泛应用于国外，美国的射频集抄技术自2000年正式正式启动以来，并于2003年年中涉足北美市场，在射频（rf）领域的实际应用有超过1000万个的采集点，射频集抄系统在北美相对比较成熟，具有广阔的市场份额。

3无线射频集抄技术的应用问题

3.1技术手段

PLC集抄系统是一种易于扩展的通信方案，可以与现有的电力线进行通信。建造成本低于RS-485通信系统，但其抗干扰能力以及信号衰减存在很大的劣势，无法跨越台区进行抄表，并且在电网区域或质量较差的低压电力线载波通信网络中非常不稳定，导致通信结果不确定，几乎无法正常通信。远程操作较为困难，例如增加远程传输、断开连接、电力控制、网络预付费操作等困难或结果不确定性的控制功能，不能进行对数据进行实时的监测。

射频集抄系统是一种测量自动化的系统，无线通信技术它采用短距离无线通信和计算机网络技术，自动化的读取和处理仪器数据系统采用网络通信技术，采用节点信号收发特性，使用集中器转发的信号，通过一个或多次转发信号来补偿空中的信号传输衰减并且其组成形式灵活，系统支持复杂的网络结构高频无线通信系统具有出色的调频传输方式和加密方式，保证了通信和数据的安全性。由于施工、调试和维护的方便，稳定可靠的数据传输射频采集系统已成为PLC采集系统和rs-485采集系统的有效补充。

3.2基本功能

自动抄表功能在自动抄表过程中，可以根据远程抄表系统的要求进行自动检测，根据具体的定时任务计划，复制用电信息和电度表状态信息；在数据传输过程中，数据复制功能如果存在丢包的现象，系统通常会自动检测结果并报警，提示用户进行数据的补录工作，以确保数据的完整性；基本文件管理功能平台可以管理单相电能表和三相多功能电度表的信息，方便统计每个电度表的线损、负荷曲线；系统具有统计和查询系统的功能，可以分时间段、台区来进行分别统计；可以实现报告系统维护功能的格式设置，操作员通过访问设置，修改密码操作，从而灵活配置仪表时间参数，集中器通讯参数，及其他各种参数。

3.3技术的存在的优势

采集系统的安装施工简单方便，无线电能表数据通过无线数据传输简便，安装方便，无需通信线路；数据的传输稳定可靠，系统不受干扰实际网络状态和信号衰减，选择合适的通讯路径，确保整个系统路由的通讯成功率，一旦在集中器中通讯成功，系统会自动记录成功的通讯路径，以确保当电路条件发生很大变化时通讯畅通，系统自动适应线路条件；无需调试和维护，无线采集终端可以自行检测无线信号，选择合适的通讯路径并寻址多级继电器，无需人工干预减少维护工作量，采集机无需设置即可随时使用；长数据传输距离的无线通信频段采用433MHz工业、科学和医学频段，无线通信频段距离较远，室外视线可达800-1000m，室内有效距离可达200m。每个电度表均具有每个继电器的功能，继电保护后继电器深度可达8级，抄表半径可以达到3km以上在无重大障碍时；跨不同变电站区域、相位无线数据采集系统不受台变的限制，可以跨台变，交叉相位采集数据，减少收集终端的数量，减少通信信道的铺设；降低无线采集系统的安装和维护成本，不用特殊的安装电能表，正常安装即可，抄表可以跨台区，减少了使用中通讯通道的数量，在使用过程中信号的采集可以自动寻找电度表信号，真正实现免维护运行。

4结束语

经过十几年的开发和应用，集中抄表系统的总体设计思想已经相对比较成熟，在系统的架构上比较完善，基本可以满足实际运行过程中的需要。但是，一些细节还没有完全解决，如多种抄表方式并存时的接口转换、抗干扰性能等，仍然影响着抄表系统运行的可靠性，需要进一步解决。对未来智能电网以及实行客户阶梯电价的发展趋势，射频集抄模式更具实用性和科学性，具备非常良好的应用前景和推广价值。

参考文献：

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[2]王春霞，吴慧.无线射频集抄技术在电力抄表中的应用[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2012，17（01）：46-50.

[3]刘毅，刘慧敏.电能表无线射频集抄系统的研究及前景分析[J].广东电力，2010，23（03）：30-33+41.