计算机在电能计量方面的应用

【摘 要】计算机在电能计量方面的应用越来越广泛,本文主要叙述电能计量自动抄表技术产生的背景,介绍电能计量自动抄表系统的结构与特点,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趋势.

【关 键 词】计算机；电能计量；自动抄表；信道

【中图分类号】TP274+.2【文献标识码】A【文章编号】1009-5071(2012)08-0066-01

在电力系统中,发电量和用电量都是以电能作为计算标准的,因此电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节,传统的电能量结算是单靠人工定期到现场抄读数据,在实时性、准确性和应用性等方面都存在不足.而用电客户不仅要求有电用,而且要求用好电,享受到更好的怎么写作.因此提高电力部门电费实时性结算水平,建立一种新型的抄表方式已成为电力部门与用电客户的共同需求.

利用计算机电能计量自动抄表系统,能将电能计量数据自动采集、传输和处理.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.

1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

1.1前端采集子系统：根据采集数据的方式不同,电能计量自动抄表系统又可分为本地自动抄表系统和远程自动抄表系统.

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,不用接触就能读取数据.

远程自动抄表系统由特有装置把用户的用电量信息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.

1.2通信子系统:通信子系统是把数据传送到控制中心的信道,简单来说就是传送信息的通道.根据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,通信子系统主要有无线传输、光纤传输、线传输和低压电力线载波传输等四种.

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.目前,GPRS无线通信网络为无线抄表系统的实施提供了高效、便捷、可靠的数据通道.但这种方案的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.

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.

租用线通信是利用网络,在数据的发出和接收端分别加装信息收发装置.该方法的数据传输率较高且可靠性好,投资少；缺点是线路通信时间较长(通常需几秒甚至几十秒).

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.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,滤去干扰信号后再放大,再经解调电路还原成二进制数字信号.这样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有待解决的问题.

1.3中心处理子系统:中心处理子系统是“司令部”,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.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.

2电能计量自动抄表技术的现状

2.1关于电能表:传感器、自动化仪表以及集成电路技术的发展,使得机电脉冲式、电子式电能表已能够较好地满足当今电能计量自动抄表技术的需要.预计今后相当一段时间内,电能计量自动抄表系统的终端采集装置将以机电脉冲式电能表和电子式电能表两种仪表为主.

2.2关于采集器和集中器:采集器和集中器是汇聚电能表电量数据的装置,主要由单片机、存储器和接口电路等构成,这种产品现在已经较成熟了.

2.3关于通信信道:通信子系统是电能计量自动抄表技术中的关键.这种通信方式的选取要考虑诸多因素,比如地理环境特点、用户用电行为、技术水平、管理体制及投资成本等.在西方发达国家,电能计量自动抄表技术采用较早,电力系统包括配电网络较规范、完备,所以低压电力线载波技术被广泛应用；在我国,受条件所限,较多使用线通信.但近年来,随着技术的进步,低压电力线载波通信方式在电能计量自动抄表技术中的应用有逐步推广的趋势.

3电能计量自动抄表技术的热点和发展趋势

3.1电力线载波通信:电力线载波通信,是利用电力线作为通信信道,不必另外铺设通信信道,大大节省投资,维护工作量少,可灵活实现“即插即用”.目前,国内10kV以上电压等级的高压电力线载波技术已经较成熟,但低压电力网络上的载波通信还未能达到水平,这就制约了电能计量自动抄表技术在我国的实际应用.

3.2无线扩频通信:扩频技术是一种无线通信方式,把发送的信息转换为数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号,以扩展信号的频谱,通过相关接收,用相同的频码序列解扩,最后经信息解调,恢复出原始信息.扩频通信距离一般可达几十千米,其最大的优点在于抗干扰能力较强,因此具有较强的安全保密性.

3.3复合通信:复合通信方案是在自动抄表的不同通信阶段采用不同的通信方式,组成实现电能自动抄表的复合通信网络.选择什么样的复合方式,需根据实际情况综合考虑.混合使用的各种通信方式之间要有很好的相容性,不能相互干扰.

4结束语

计算机在电能计量方面的应用,使营销部门对配网信息、用户现状和需求,以及对各种数据分门别类加以采集分析提供了便捷.电能计量自动抄表系统,能够充分采集用户的各种数据信息,对数据进行集中存储和统一分析,对于加强需求与管理,具有重要意义.