时间：2023-01-21 09:10:56
【关键词】电力营销；远程抄表技术；营销管理模式
我国社会主义现代化建设的进程在不断加快，人民生活水平的日益提高，对电力的需求快速增加，在这种状况下，原有的抄表和收费模式已经不能适应当前的电力现代化发展。在科学技术为支撑的基础上，电力行业的发展也在进入自动化、一体化的层次水平，因而在电力营销中对自动化的和一体化的管理应用成为电力行业领域的发展潮流，运用远程抄表技术能够更加有效提高电力营销和管理水平，更好为生产和生活进行服务。
一、当前电力营销远程抄表技术的现状和存在的问题
远程抄表技术是通过应用电量采集设备和相关应用软件系统建立电能表的档案，从而实现对电量采集状况的分析和处理，明确监测计算母线电量平衡，能够及时找到和发现问题，同时还能够方便用户在变电站进行自动抄表，并对电费进行符合营销系统的标准计算，如果某用户对电能的消耗较大的话，则需要增加抄表的次数，以五天为一个周期进行。当前电力行业进行信息沟通交流是以公用电话或者是光缆等公共通信网络为依据平台，一般来说，对电力通信主要是通过控制软件和通信连接采集设备实现信息交流，监测电力设备的整体运行情况，使得电力系统能够稳定健康运行。但是，在运行的过程中，由于受到其他客观条件的限制和影响，自动抄表技术还存在着一些问题：第一，自动抄表技术在整体上并没有实现全面运行优化，使得很多的电力网络还没有和自动抄表技术的环节实现有效融合，从而使得自动抄表技术的安全防护作用没有完全有效地发挥作用，网络运行存在着诸多漏洞，使得远程抄表技术存在安全隐患。第二，电力信息数据采集没有形成统一的具体标准，而且很多电力设备老化落后，这样在进行电力数据采集的时候就会受到影响和阻碍，使得采集电力数据的准确性受到影响。第三，远程抄表技术的整体管理还没有形成系统化，当电力信息数据出现不正常的情况时不能够按照统一标准进行规范处理，很多地区和行业的电力数据和电费使用标准存在着很大的差异性，致使电力数据没有统一规范，不能有效匹配，影响了电力数据传输的质量。第四，远程抄表技术的总体应用范围还具有一定的局限性，很多地区还不能够做到自动化抄表，很多变电站不能够满足用户的需求，因而无法对电力传输过程中出现的损耗进行准确分析和统计，不能够从整体上把握电力系统运行的真实状况。
二、如何有效改进远程抄表技术的方法
（一）远程抄表设备和技术
虽然远程抄表技术在我国很多行业和领域进行了应用，但是很多相关的设备和技术没有统一的规范标准和使用要求，同时我国地区面积范围十分广大，远程抄表技术面临着错综复杂的应用环境，在这种情况下电能工作表必然会引起工作故障。因此，为了防止电力数据出现遗失和电力应用平台出现错位的情况出现和发生，要对电力信息数据采集系统的应用进行规范和建立统一的标准，让远程抄表技术成为电力系统行业的主流发展方向，将远程抄表技术更加广泛地运用到各行业和领域，将各地区的电力数据进行有效整合，使得整个远程抄表应用系统更具有综合性，这样为实现远程抄表技术打下坚实的基础。同时，针对所采集的电力数据进行综合分析，按照不同的电压、不同的线路、不同的地区进行具体计算。
（二）采集终端
将电能表进行更新，把传统的机械电能表升级为电力电能表，这样能够使得电能表的运行状态能够更加稳定、数据体现更加准确，实现电力数据监测自动化。通过更加先进的电力设备进行负荷控制，促进远程电力收费。当然还要充分考虑到各地区的不同气候以及用户的具体需求，将电力数据采集终端和环境用户的需求吻合，保持健康的运行。
（三）及时上传检测数据
要详细记录电能表的具体的抄表时间和抄表的间隔周期，将所得的记录详情进行总结。与此同时，将低压载波较为集中的内部结构中存在的电子时钟进行设定，实现有效的自动化抄表时间记录，并进行数据整理，向电力系统服务器进行上传。
（四）预警功能
对电力系统的运行难免会出现不正常的运行状况，如果发生突发状况的时候，要发挥出抄表系统的预警功能。出现突发状况的时候，远程抄表技术能够通过相关的功能检测出现故障发生的区域，并及时做出预警指示，从而使得电力系统运行能够及时恢复运行，这样就能够使得用电量能够得到一定程度的追加，为电费的结算提出科学的参考依据。同时，要对电力系统的设备进行统筹分布规划，使得整体的电力运行处于均衡的状态。
三、结语
由此可见，远程抄表技术的自动化和一体化运行受人力、管理、环境条件等因素的制约还不够完善和规范，因此，要有效提升远程抄表技术人员的管理和维护水平，不断完善远程抄表技术的应用，改善整体电力营销行业的状况和条件，更好地服务于生活和生产。
参考文献：
[1]王菲，郭衡，吕信岳．电力营销远程抄表技术现状与问题研究[J]．中国电力教育，2013，（33）．
[2]郑秀琼．电力营销远程抄表技术现状与问题探究[J]．电子制作，2015，（9）．
[3]李锦晔．浅论电力营销中远程自动抄表技术的现状及存在问题[J]．科技视界，2015，（21）．
论文摘要：随着我国电子信息和科学技术的迅速发展，电力企业得到了很大的改善，远程自动抄表技术对于供电企业提高用电营销管理水平、增加企业经济效益和获得较大的社会效益意义重大。本文介绍了远程自动抄表技术在电力企业中的应用情况，分析和指出了远程自动抄技术在营销工作中需要注意的问题及改进措施。
1 远程自动抄表系统现状
远程自动抄表系统运用电量采集设备和应用软件系统，建立了相应的电能表档案，实现对采集电量的分析处理，可监测计算母线电量平衡，及时发现存在的问题，现了对变电站出口计量客户的自动抄表．与营销信息系统连接进行电费计算，对高耗能客户“五天一抄表、五天一结算”。
目前，系统根据具体情况分别通过光缆、公用电话网、移动通信网3种方式进行通信，可实现主叫与被叫。用于与采集设备进行通信的通信控制软件，可监测采集器及相关设备的运行。支持本地、网络多路径存放数据文件，实现数据共享，系统数据安全、可靠。
在应用的过程中，受客观条件限制，还存在着一些影响或限制系统稳定运行的问题：
1.1 防火墙等网络安全技术尚未与系统结合应用，系统数据的安全性还存在隐患。
1.2 采集终端还不能完全统一，仍存在机械表或机电一体式电能表，对数据采集的准确性有一定影响。
1.3 数据规约管理还存在差异。部分变电站建成的远程采集电能表或采集设备不符合当前应用系统数据规约，使得数据传输通信受到限制。
1.4 采集系统覆盖面还不够，一部分大客户、配变还未完全纳入远抄范围，使得线损计算、电量综合统计分析等管理只局限于变电站层面。
2 远程自动抄表系统规划
2．1 完善变电站远程抄表系统
2.1.1 针对新增变电站提出远程抄表系统建设要求，选用数据规约相符的多功能电能表，选用原有设备厂商提供的新型采集设备，统一纳入现有远程抄表系统管理。
2.1.2 对变电站各级关口电能表拟定分批更换为全电子式多功能电能表的工作计划，争取资金，对三相三线制计量方式进行三相四线制改造，在从互感器、电能表上提高计量精度的同时，将电能表分批更换为多功能电能表，以适应远程抄表系统的技术要求。
2.1.3 在相应网络连接的关口设置防火墙，防止因系统连接外网或网络之间连接使系统数据受到病毒侵入等安全威胁。
2．2 新建大用户和配电变台自动抄表系统
基于大用户和配电变台计量点较分散的特点，难以做到给每个分散的地点都安装固定电话或移动卡，根据当前远程自动抄表技术发展形势，计划采用适合配电变压器数据采集的新技术。有选择地在每个半径500～3000m的区域内，使用1台高性能的智能电表数据采集器，自动抄收区域内的多块配变电表数据。用微波通信无线抄表器完成配变电能表与采集器之间的预定时间信息传递和逻辑连接。采集器既可以使用gprs无线网，也可使用有线电话网或电脑以太网传输数据。
配电变台及高耗能用电客户远程抄表系统主要由智能电表数据采集器、无线抄表器、通信控制软件、电量管理分析软件四部分组成。智能电表数据采集器除了能采集电能表的电量数据之外，还能采集有功功率、三相电流、三相电压、功率因数、失压报警、电表时钟等多种数据。并可具有单总线上多协议的功能。采集器除了配备gprs模块外，还配置有线电话接口，以方便与其他系统相连接。无线抄表器使用单片式无线数字通信集成电路，配有8个信道。郊外通信距离可达3km左右，城区约在0.5～1.5km。通信控制部分与电量管理分析软件可以使用现有系统设备进行升级，以监测采集器及相关设备的运行，并进行电量数据查询统计分析。
2．3 建设居民集中抄表系统
根据电能表型式及装设模式的不同分别采取不同的终端采集方式，如：零散住户、旧的居民小区考虑到电能表分楼层装设，其采集终端数据信息可利用载波方式传输到集中器；而新的居民小区已经要求电能表全部采用一楼集中装设模式，故可以应用485数据线连接方式传输到集中器，大大提高数据传输的可靠性。台区与主站的通信方式可根据网络覆盖情况和地区通信业特点选择有线电话拨号或gprs方式。
2．4 与营销信息管理系统的管理接口
目前使用的远程抄表系统与营销信息管理系统已经实现中间库形式的接口，远程抄表系统通过中间库，根据营销信息系统的数据需求提供相应的数据信息。要求新建的项目必须统一使用与现有远抄系统数据规约、技术要求相符的硬件和软件，以达到系统的集中规范，也便于与营销信息系统的数据连接共享。
3 远程自动抄表技术应用中存在的问题及解决措施
通过近年来的发展，远程自动抄表技术在供电企业的应用愈加广泛，在变电站、大用户、配电公用和专用变台、居民小区等都有应用，但因投资、规划和技术发展等原因，使得很多地方在技术应用方面存在着一些问题，主要有以下方面。
3．1 技术、设备
变电站远抄、大用户和配变抄表以及居民小区集中抄表所应用的远程自动抄表技术、设备的厂家不统一，存在着系统维护、应用分散现象，缺乏统一的数据应用平台，使得各个系统不能充分发挥作用。
解决措施：应该在所应用的系统中确定一个主流系统，将其他应用整合到这个系统中来，形成一个综合远程自动抄表系统，与营销信息管理系统以数据接口方式进行连接，实现全部数据的综合分析，线损也可实现分电压等级、分线分台区的分别统计分析和汇总，使得系统可以集中为营销管理工作发挥整体作用。
3．2 采集终端
自动抄表采集终端采用全电子式电能表的适应环境能力还不能完全达到实际应用要求。根据电力行业标准规定，电子户外式多功能电能表工作条件为-25～55℃，极限工作条件为-25～60℃，这对我国大部分地区的气候都能够满足，但在我国北方的部分地区，在温度超过其工作条件时，会导致电能表液晶屏幕停止工作或电子元件损坏。在逐步扩大远程抄表应用面的过程中，应用于室外的情况越来越多，针对过低温度超过标准工作条件以下时可能会出现的电能表停滞，应该做好一定的准备，防范在此过程中造成数据损失。
用全电子式电能表更换原有的机械表，无论从计量精度，抄表系统的维护量及自动监测数据的丰富性等方面都有极大的改善，并且结合某些电能表的负荷控制功能，系统还可以对指定线路的负荷进行控制，借助于智能电能表的预付费功能，系统还可以发展大用电客户的远程付费控制业务，这已经是当前发展的主流趋势。为了保证终端工作的稳定可靠，一是要在选型时充分考虑当地气候条件，为供货商提供必要的技术要求，要求其供应产品的工作条件要满足当地需求。二是对安装在户外，尤其较偏远地段的台区，采取定制的计量箱，设置必要的防高温、防寒隔层措施，以保证电能表的工作环境符合要求。
3．3 通信方式
自动抄表的通信方式各有利弊，不可片面追求通信方式统一。在实际应用过程中，由于面对的是城区、近郊以及远郊的不同区域，公用电话网、移动网络都会有难以覆盖需求区的情况，应该考虑因地制宜，考虑各种通信方式的优缺点，采取复合通信方式进行数据传输。
通信系统主体一般主要有光纤传输、无线传输电话线传输和低压电力线载波传输4种。光纤通信频带宽、传输速率高、传输距离远、抗干扰性强，适合上层通信网的要求，但因其安装结构受限制且成本高，一般只应用于变电站层面。无线通信适用于用电客户分散且范围广的场合，其优点是传输频带较宽，通信容量较大，通信距离远，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。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。租用电话线通信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s甚至几十s)。电力载波通讯最大的问题就是信号衰减和抗干扰能力，虽然很多厂商研制了抗干扰电路、中继功能、扩频技术的综合应用，但其实用性还有待于在实际应用中进一步检验。
3．4 应用
自动抄表系统应用方面，受应用企业人员、管理等方面因素限制．全面功能的开发使用还有不足。必须要有相应的组织机构及技术人员去管理和维护，需要多学习同行业先进单位的好经验，取长补短，不断完善。
【关键词】远程抄表 现状 存在的问题 对策
在广大的城镇特别是农村地区，仍然可以看到最传统的抄表方式，利用人力和简单的梯子和交通工具挨家挨户抄表，天天如此，需要耗费很大的人力和时间。尤其如今社会科技迅猛发展，需要抄表的数量成倍增长，耗费人力的同时还会容易出现漏抄、冒抄、误抄等现象，对电费的征收和科学统一管理是非常不利的。如今，远程自动抄表技术已经渐渐盛行起来，弥补传统抄表方式的不足。
1 远程抄表技术的现状
通常说的远程抄表技术就是通过应用软件系统和电量采集设备，在建立关于电能表档案的基础上发现存在的问题，计算检测母线的电量平衡，从变电站出口完成对客户的自动远程抄表，电费的计算直接与营销信息系统挂钩。
当前的系统主要有3种通信方式实现被叫与主叫，根据具体情况可以分为移动通信网、共用电话网和电缆。相关的软件可实现监测相关设备、采集器以及和采集设备的通信。支持网络多种路径和本地存放文件数据，实现了系统数据的可靠、安全及共享。
由于客观条件的影响，在远程抄表的应用过程中，出现了一系列限制或影响系统运行稳定的问题：相关系统数据还具有危险性，一些网络安全技术没有与系统很好地结合应用。散乱的采集终端，传统的机电一体式的电能表和机械表仍然大量存在，妨碍了数据的统一管理和准确性数据的采集。另外，变电站方面设备如采电设备和集电能表的不符合要求也造成了数据通信传输的制约。不得不说到的是，电力部门没有将采集的范围铺展开来，导致一大部分配变、大客户没有在远程抄表的范围，最终电量综合统计分析和线损计算仅仅将变电站纳入管理层面。
2 远程抄表技术应用中存在的问题及对策
随着人民生活水平和科学技术的发展，远程自动抄表技术的应用范围已经越来越广，大到配电公用、大用户、变电站，小到居民小区、专用变台等，渗透到我们生活工作的每一个角落。然而由于技术发展、规划和投资等方面的原因，很多地方在正式应用中仍然存在一些问题，主要表现在以下方面：
2.1 过于统一化的通信方式
由于自动抄表的范围覆盖各种各样的区域，有远郊、近郊和城区等，每个区域的情况有所不同。而在实际的远程抄表应用过程中，通信方式过于追求统一化，虽然这样方便额电力部门管理和数据的收集，但是也必须考虑到在实际操作中存在移动网络和公用电话网难以到达的地方。因此，要本着具体问题具体分析的态度，根据不同区域的特点，了解相应通信方式的优缺点，采用最适合的通信方式，用一种或者两种复合式方式方便传输数据。
目前我国的通信系统主体有4种，每一种传输方式都有自己的利弊。其中低压电力线载波传输的优点是利用电力传输，可覆盖的范围比其它几种的传输方式更广，普及性更强，但是它最明显的缺点就是抗干扰能力和信号衰减；GPRS无线传输的优点是数据通道更加可靠、便捷和高效。光纤传输的好处是抗干扰性强、传输距离远、传输速率高和通信的频带宽，同时这种高效能比较产生受成本高和安装结构复杂的限制，普及的层面还是在变电站的范围；最后一种，电话线传输，它的优点是投入低、可靠性好，缺点是通常需要几秒到几十秒的时间完成一次通信，时间过长。鉴于以上4种自动抄表技术的限制，大量的厂商和研究所正在致力于研究一种集抗干扰能力强、覆盖广、投资少的综合性的应用，不过还需要在实际中检验其成果。
2.2 技术与设备不统一
当前我国采用的远程自动抄表技术方式是居民区集中抄、配变和大用户抄表和变电站远抄，往往出现设备厂家不同、抄表技术良莠不齐等现象，另外在其中还有应用分散和维护困难的问题，由此各个系统的作用不能充分发挥出来，难以建立统一的应用数据平台。
针对远程抄表应用中产生的设备和技术方面的问题，电力部门应该致力于把营销管理工作的整体作用发挥出来。首先应该在综合评比后在纷繁多样的应用系统里确认一个系统中主流，接着融汇其它系统形成一个可以大面积推广的远程自动抄表系统的综合体。另外，在数据的分析方面也要实现综合无异。各个营销管理系统应将数据进行及时的连接，分线分台和分电压等级的线损也可以实现汇总和分析，只有这样才能更快更高效地实现最终的整体目标，发挥最大的作用。
2.3 管理方式和专业素质不足
受多方面原因的影响和限制，如管理方式的落后、企业应用人员专业素质不过关，自动抄表系统的应用无法达到产生最全面的功能，显示出了开发使用的弱势。管理方式的落后导致远程抄表过程中人员涣散，不能按照制度整理相关的数据，导致数据的丢失也是常态；相关远程自动抄表人员的专业素质也是至关重要的，如果在专业素质上不过关，往往会对该工作没有足够的思想认识，采取传统的方式来解决问题，难以跟上时代的步伐和人们对于抄表技术更便捷、更快速的要求。
在应用方面的不足可以通过以下几点弥补和完善：一是企业内部人员需要进行相关技术的培训。随着社会需求和科学技术的发展，保持陈旧不变的技术思想是不行的，接受最新的技术理念更加便于开展工作。二是组织同行之间的交流活动，互相学习，取其精华去其糟粕，对于自己的不足积极弥补。三是可以引进相关专业的人才，毕竟培养内部人员和借鉴经验的学习过程花费的时间过长，在有些情况下需要专业人员的指导和加入。另外，在管理方式上的不足，相关部门可以参考其它国家的经验，在充分了解我国国情的基础上，更加合理地引进他国的先进的管理方式。
借鉴国外在远程抄表技术方面的成熟经验也是非常重要的，可以达到事半功倍的效果。不管是国内还是国外，通信产业和通信技术都是上个世纪80年展最迅速的领域之一。现代通信方式主要有：接入技术、接入网、宽带IP技术、ATM技术、ISDN技术、数据网、数据通信、通信网络、信息传输、程控交换、数字通信等。目前国外较先进的电力部门的做法就是将信息传输技术运用与电力行业中研究数据采集和远程抄表的工作中，国内外的许多企业也在积极的探索之中，其中最需要重视的是GPRS移动通信技术手段的使用。该技术在流量计费和传输速度等方面具有无法比拟的优势。除了当前尚在探索阶段的GPRS技术之外，还可以借鉴光纤通讯以及CDMA技术等多方式技术共存，共同为远程抄表技术的贡献，另外，对于RS-485线以及电力载波一系列技术方案的研究有助于下行通道的选取，促进远程自动抄表技术的研究进展。
2.4 区域差异欠考虑
在实际应用中，采用全电子式电能表的自动抄表终端对于环境的适应能力仍然存在很大的不足。我国电力行业明文规定过多功能电能表在室外的工作温度极限为-25～60℃。这个温度设定对于南方地区是比较适用的，但是却没有考虑到在北方极寒的天气下多功能电能表很难正常运行，出现电子元件故障和屏幕工作无法工作的情况，相关的数据收集工作就无法进行，给远程抄表工作带来了一定的难度。
全电子式电能表相比原先传统的机械表在检测数据的丰富多样性、抄表系统的维护量和计量精度上都是更胜一筹的。更是的关注的是，新式电能表可以对想要了解的线路进行负荷控制，大用电客户可以通过其中的预付费功能实现控制远程付费，引领着现代的发展趋势。对于极端天气下无法进行工作的情况，电力部门可以对装在户外的偏远地区的电能表进行防寒防暑的隔层装置，或者对安装的计量箱进行特别的装置；在安装电能表之前要充分考虑到当地的天气状况，另外在技术上提供及时的支持，以满足远程抄表在当地实现的需求。
远程抄表技术在实际应用中出现的问题不止于上面4个方面，这些大大小小的问题如果得不到有效的解决终将会导致这一技术不能发挥最大的作用。
3 结束语
远程抄表技术的发明是一项技术性的改革，将大部分人力从繁杂的工作中解放了出来，节省了物力，方便了统一的管理，达到了电力数据收集地更合理更科学的目的，特别适用于像我国这样幅员辽阔的国家。
不过在远程自动抄表技术中仍然存在着一系列的问题阻碍了自动抄表技术的发展与进步，相关部门需要及时对症下药，在先进技术的支持、人员的配备、设备的跟新和改进等当面发挥作用。尽量做到及时将问题解决在刚出现的阶段，防患于未然，为这项技术创造更加良好的环境和支持。
参考文献
[1] 严学全.论述电力营销中远程自动抄表技术的现状及存在问题[J].中国新技术新产品，2011.
[2]韩长占，申洪涛.远程抄表技术带给供电企业用电管理的革新[J].河北电力技术，2009.
[3]王振.远程抄表技术在电力系统中的应用分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2012.
作者简介
李谊，（1968-），男，汉，高级工程师，现主要从事电力稽查工作。
【关键词】远程集中抄表系统；现代电力企业；电能计量；应用
1、引言
远程集中抄表系统将计算机技术、现代通信技术、网络技术和微电子技术相结合，通过专用设备对电量数据进行读取、转换、传输及处理。利用现有的光纤、网络及相关通讯技术，可以实现后台计算机将与其所连接的各个电能表的数据进行统一接收、处理和保存，从而解决了传统人工抄表存在的不足，大大提高了电能计量工作的效率。
2、远程集中抄表系统的结构
远程集中抄表系统由5个部分组成，分别是：多功能电能表、采集器、集中器、通信方式和系统主站。如图1
2.1多功能电能表
多功能电能表可以测量电力系统中各相的电压、电流、视在功率、有功功率、无功功率、功率因数及电网频率，并且显示功率的方向。以我公司使用的长沙威胜DTSD341电子式多功能电能表为例，其可通过仪表的辅助端子配置正、反向有功，输入无功、输出无功光耦空接点脉冲输出以及双路RS-485输出。通过RS-485接口可以完成抄表和参数设置，默认波特率为1200bps，通信最远距离1.2km。通信协议符合部颁DL/T 645-1997多动能电能表通信规约。
2.2采集器
目前主要有脉冲采集方式和直接数据采集方式。采用脉冲采集方式的采集器仅能通过电能表的脉冲量来实现电能量的累计采集，一般不具备对电能表的控制功能；采用直接数据采集方式的采集器，需与多功能电能表进行匹配使用，除可直接采集电能表内部存储的数据，与集中器完成数据交换外，还可接收来自主站发出的控制指令来实现特定的控制功能。
2.3集中器
集中器是远程集中抄表系统的核心，主要负责对电能表中的电量进行统计及存储、数据转换、远程通断控制等。它既要完成与电能表的数据通信，又要完成与上级主站的数据传输。集中器是以配电点为单位设置的，负责完成数据的存储、处理和上传，接受主站的命令并做出响应，如参数设置、时钟校对等。
2.4通信方式
随着网络技术的普及，通信方式的多样化也为远程集中抄表系统的应用提供了强大的技术支持。集中器与主站之间可以使用光纤、同轴电缆、双绞线等通信介质；集中器与电能表之间，主要有RS-485总线、电力线载波、短距离无线等通信方式。其中RS-485标准只对接口的电气特性作出规定，不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通讯协议。由于其具有远距离、多节点（32个）及低成本的特性，使得EIA RS-485成为工业应用中数据传输的首选标准。
2.5系统主站
系统主站由至少一台服务器组成，主要接收各个采集终端上的数据信息，并对数据进行储存和管理，其最重要的功能就是将其集中抄收的数据进行换算，并按设定的抄收间隔和抄表周期自动抄收各电能表的电量及其他信息，同时还将这些数据在一天中的每个整点时刻记录在表格中，以便运行人员及时查看和统计。
3、远程集中抄表系统在电力企业中的应用
近年来，随着电子式电能表的大量应用，远程集中抄表系统在现代电能计量领域中发挥的作用愈发重要。
以我公司为例，在基于RS-485及LAN平台的远程集中抄表系统投入使用之前，关口电量及厂用电量全部由电气运行人员在巡检过程中进行手工抄报，这种简单重复的工作带来了一些难以避免的问题，如：抄表不同步、劳动强度大、统计核算复杂等，在一定程度上影响了计量工作的效率和可靠性。在经过多方咨询及考察后，我公司采用了合理有效的技术改造方案，将关口电能表及厂用计量电能表的RS-485接口以级联的方式串接在一起，通过NCS系统中的通信管理机以问询地址的方式将所接收到的信号予以记录并转发，系统主站对接收到的整型值进行换算，并将相应数据按时记录并保存，减少了电气运行人员的日常工作量，在保证了计量工作的准确性和稳定性的同时，还大大提高了工作效率。自2010年完成该项技术改造至今，电能计量工作凭借着远程集中抄表系统的出色发挥，高效可靠的为我公司两台机组的安全稳定运行保驾护航。
4、结论
远程集中抄表系统具有着客观准确、实时性强、便于管理、易于推广等诸多优点。其在各级电力系统中的应用不仅全面实现了电能计量工作的信息化，还大幅减少了运行员工及统计员的工作量。在提高电力企业技术管理水平和效率的同时，更为企业带来了良好的经济效益。由此可见，对现代电力企业而言，远程集中抄表系统是十分值得推广的。
参考文献
[1]朱永娟，赵莲清.浅谈远程抄表技术在电力系统中的应用[J].科技信息，2008年第4期.
[2]石庆春，马锐.远程抄表系统在电力管理上的应用[J].农业科技与装备，2010.4.
[3]金春花.电力远程抄表系统的现状与发展趋势分析[J].产业与科技论坛，2012年第11卷第14期.
作者简介
关键字：PLC;远程抄表;可行性
Abstract: With the rapid development of power industry, a table system has been basically popularized, but because the terminal residents meter wide spread in the region, the present stage adopts manual meter reading has been unable to meet the requirements, the remote meter reading system began to form around, but often need to set up remote meter reading system huge telecommunication network, communication lines need to spread to every terminal electric energy meter, for private housing has installed electric energy meter, the investment is more and more serious, and the communication line to face failure appearance in the meter of laying out the problem, this paper will discuss the PLC (Power line Communication) application prospects of power line carrier technology in remote meter reading technology.
Key words: PLC; remote meter reading; feasibility
中图分类号：U223.5文献标识码：A
对于家庭宽带用户来说，如今每户家庭大多都不止一台电脑，如果要使这些电脑都能够上网，不但要有路由器，还需要把这些电脑都连接起来组成一个局域网。要把家里的多台电脑连接起来的方法很多，除了2.4G频率的无线载波技术、铜芯双绞线、光纤等常规的方式外，近几年又多了一种电力线传输的方式，这就是PLC（Power line Communication）电力线载波技术。电力线载波技术应用在家庭的最大好处就是可以不用破坏家里原有的装修，在现有的布线条件下组建家庭局域网。随着技术的不断成熟，如今应用于计算机传输的电力线载波适配器的传输速率已经能达到500Mb/S,传输距离达到几百米。既然电力线能够传输信号，那我们能不能将这种技术应用于远程抄表上呢，这种技术应用在远程抄表工作的时候又需要满足哪些要求呢。
首先介绍一下远程抄表。所谓远程抄表技术就是主站通过传输媒介将多个电能表电能量记录值的信息集中抄读的系统。该系统主要由采集终端（或采集模块）、集中器、信道和主站等设备组成。集中器数据可通过信道远距离传送到主站计算机。由于近年来我国电力事业的飞速发展，一户一表制己基本普及，但由于终端居民用户的计量表计散布于十分宽广的地域范围内，现阶段多采用人工抄表的方式，效率十分低下，在电能数据的准确性方面和及时性方面均存在着一定的欠缺，并且人力成本巨大。故在居民用电管理方面，为了减轻供电企业的工作负担，推广远程抄表技术已成必然。
通过实际的比对可以发现，各种远程抄表系统的架构都是近似的，核心的要求就是可以及时、准确的将各项电能数据直接从各个电能表内存集中到采集器后再传输到主站进行汇总。各种远程抄表系统的差异主要体现在传输方式上，远程抄表中常用的传输媒介主要有以下几种：
1、通过电话线路、光纤、双绞线等有线传输方式：
这种方式主要用于采集器和集中器之间的通讯。优点是信号相对可靠，不受障碍物的影响，但是投资巨大，需要安放管线，政策处理上有时会遇到困难，对于新造建筑可以在规划综合管线的时候一并考虑，但对于已有建筑，却存在无法避免破化建筑物美观的问题。
2、使用GPRS等无线信号传输的方式：
这种方式主要用于集中器和主站之间的通讯，该方式相对于有线传输的方式而言，总投资较省，但这种方式有两个缺陷，首先由于GPRS模块价格比较贵，对于分散的终端表计与集中器之间的数据传输并不适用，只有将各块表的数据集中之后才可以用无线的方式传到主站。所以终端表计与集中器之间的通讯仍需用到有线的方式。另一点就是无线信号受环境的影响较大，比如在地下室的环境里就不能单独使用，需要无线网络运营商架设室内基站，从而增加了额外的投资。
以上两种传输方式是当前远程抄表技术推广中较为常用的传输方式，那电力线载波技术相对于常规的传输方式又有哪些特点呢？
1、PLC在综合投资上是否具有更大的经济优势
电力线载波技术最大的优点就是投资较省，电能表无论装在什么地方，总是会有电线相连，这样就可以使用既有的电力线网络，既无需像有线传输方式一样铺设新的通信网，也避免了无线传输方式中的地域条件限制，从而大大节省了投资，这也正是电力线载波技术最大的价值所在。
2、PLC的传输速度是否满足实用要求
应用在民用方面的远程抄表技术除了能够准确、实时抄表外，还提供了设备管理功能，如告警：开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警等；控制：对欠费用户进行拉闸等。远程抄表的功能虽然很多，但数据量却很少，目前家庭用的电力线载波适配器的速率已经达到了500Mb/S，而我们的远程抄表工作既不需要传输数据量大的视频、图片，也无需每时每刻持续传输，所以对电力线载波的速度要求非常低，经过计算，除去错误数据的校验，每秒传输的有效字节只要100字节就够了，相当于800b/S,只是家庭宽带上网用电力线载波适配器的几十万分之一，技术上是很容易实现的，在这一点上，电力线载波技术可以说是不存在障碍的。
3、PLC的有效传输距离是否适用于远程抄表
如果说投资经济是PLC的最大优势，那PLC的有效传输距离就是该技术能否得到推广的关键。由于电力线存在有断续的尖峰噪声干扰、负载阻抗随机变化且信号衰减强烈，因此电力线的通信条件是比较恶劣的。但另一方面，低压电力线一般由铜或其它的良导体加工而成，其本身的阻抗很小(视导线的电导率和截面积不同而不同)。对不同频率的信号，其阻抗略有变化且相对稳定，因此，电力线本身的阻抗并不是产生衰减的主要原因。由于电力线上并联着的许多负载，
它们导致了信号在电力线路中的衰减。如果是阻抗负荷，衰减主要受用户负荷的影响，如果是容性负载，那么衰减受载波频率的影响很大，大功率的低阻负荷、电容值较大的旁路电容以及无功补偿电容都可能衰减掉大部分载波信号。其阻抗负载随着载波频率的增长而增长。但由于信号在传输的时候，往往会进行错误码校验，所以，信号在电力线上的传输距离归根到底是和信号的传输速率成反比的，如果传输距离长，信号受干扰大、衰减厉害，误码率也会随之增高，数据包重发增多，传输速度就会下降。但反过来讲，如果我们对传输的速度要求不高，如上文分析过的只要800b/S的速度，那就可以获得比较长的传输距离，通常情况下可以达到500米，这已经大于低压配电的供电半径，如果导线负载较小，信号传输距离可以更长。但上文已经分析过，电力线载波中，信号的衰减和电力线的实际用电环境有着很大的关系，虽然在通常情况下，线路要求都能满足要求，但在极端恶劣的用电环境下，电力线载波是否还能满足远程抄表对数据传输的要求，将是电力线载波技术惟一一个需要解决的技术问题。当然，这不能算是一个很大的推广障碍，信号无法很好传输的情况毕竟是少数，在这种情况下，我们也可以通过辅助增设双绞线来进行信号传输，以此弥补PLC载波技术中尚存在的一点不足，即便如此，总投资也将比其他方式低得多。
4、PLC最适合用在远程抄表的哪些环节
PLC远程抄表系统可以考虑由主站、集中器、载波式电能表组成。系统的主站与集中器之间的数据传输由于路途遥远，鉴于当前的PLC载波技术在超长距离的信号传输上尚不完善，故不适用，那集中器与表计之间的数据传输是采用电力线载波通信方式的最佳环节，尤其是在乡镇和小城市，私人建房较多，每户一表，电表分散的情况下。可以无需架设额外的通信线路，载波电能表只需要接上电源，通信的时候直接读取电表的内存电能量数据即可。
5、PLC的数据如何进行加密，能否保证信息的安全
关键词：远程抄表；用电管理；解决措施
1 远程抄表系统技术现状
远程自动抄表系统运用电量采集设备和应用软件系统，建立了相应的电能表档案，实现对采集电量的分析处理，可监测计算母线电量平衡，及时发现存在的问题，现了对变电站出口计量客户的自动抄表。
目前，系统根据具体情况分别通过光缆、公用电话网、移动通信网3种方式进行通信，可实现主叫与被叫。用于与采集设备进行通信的通信控制软件，可监测采集器及相关设备的运行。支持本地、网络多路径存放数据文件，实现数据共享，系统数据安全、可靠。
在应用的过程中，受客观条件限制，还存在着一些影响或限制系统稳定运行的问题：
⑴防火墙等网络安全技术尚未与系统结合应用，系统数据的安全性还存在隐患。
⑵采集终端还不能完全统一，仍存在机械表或机电一体式电能表，对数据采集的准确性有一定影响。
⑶数据规约管理还存在差异。部分变电站建成的远程采集电能表或采集设备不符合当前应用系统数据规约，使得数据传输通信受到限制。
⑷采集系统覆盖面还不够，一部分大客户、配变还未完全纳入远抄范围，使得线损计算、电量综合统计分析等管理只局限于变电站层面。
2 远程抄表的技术分析
远程抄表可直接提高抄表到位率，减少抄表人工工作量，大大缓解抄表人员不足的矛盾。它快捷高效，同时解决了抄表不到位的问题。
然而这仅是远程抄表技术的基本应用。远程抄表技术相对于传统的计量方式最突出的优点是实现了断面计量，由此带给用电管理的影响将是根本性的。
2．1 断面计量
用户用电是持续的，电能表表底时刻在变化，人工只能抄到不同时刻各表的表底，1个抄表周期前后两表抄表时间相差很长。在理论上，远程抄表可以在几秒钟内抄完全系统所有计量表的表底，可近似理解对系统内电能表的一个运行断面进行了抄表，因此把这种计量方式称为断面计量。
2．2 基于远程抄表技术的线损管理系统
有了断面计量，便可以实现供电系统的断面线损分析：任意两断面间的表计计量差，即是该时间段内各表计计量的电能。同一时间段内各供电结点间的电量平衡结果就是实际计量线损。
因此，基于远程抄表技术的线损分析，需要在远程抄表系统的基础上再建立一套线损分析系统，主要实现的功能有：存储远程抄表系统各同断面的数据；根据需要计算断面间表计电能量；根据需要做结点电量平衡计算；对每监测区域设定线损告警限，定时生成线损统计报表，明确标计越限告警区。
相对于传统管理方式，基于远程抄表技术的断面线损分析管理有以下几个优点：
⑴抄表数据直接录库，减少了再输人环节 提高了数据的正确率。
⑵抄表同时率远高于传统方式。人工抄表方式下不同表计间抄表时间差是以小时、天甚至月计，线损分析结果误差很大；而断面方式下抄表时间差以秒计。因此，基于远程抄表技术的线损分析结果能较真实反映断面间的实际线损情况，可以更有效地作为线损考核的依据。
⑶断面分析方式可减少分析人员工作量。断面分析方式主要是自动计算，分析人员只负责核对报警结果。
⑷断面分析结果易于数据共享，实现透明管理。分析结果可以立即指导线损稽查人员对高线损区域做出快速反应，同时高层管理人员可以方便地根据共享数据监督稽查人员工作效率。
⑸断面分析范围从购电关口一直到各收费用户，覆盖全系统，彻底清除了线损分析的阴影区域，可以从根本上打击窃电。
2．3 基于远程抄表技术的防窃电管理
利用远程抄表技术可以取消或大量减少抄表人员，节省的人力可用来进行线损稽查和查处窃电。根据基于远程抄表技术的线损管理系统特点，为提高防窃电能力，可以设想对营销管理进行以下调整：取消(或减少)抄表人员；成立线损稽查队，24 h监视“线损分析系统”分析结果，对告警信息及时反映；营销管理部门领导根据分析报表对稽查队进行月度考核。因此，从一定意义上说，基于远程抄表技术的断面线损管理是唯一能彻底解决用户窃电，从而降低管理线损的有效途径。
2．4 远程抄表系统在用电管理中的应用
远程抄表技术不仅能改进线损管理体系，在营销管理的其它方面也有不可替代的作用。
2．4．1 促进基础管理工作
在目前营销计量管理模式下，容易出现基础管理不到位的情况，比如由于工作量大、工作人员责任心不强等原因，台区改造完成后计量台账不能及时更新，新装用户长时间无人抄表等，不仅造成直接的经济损失，还造成很坏的社会影响。
在基于远程抄表技术的断面线损管理系统下，若基础计量资产台帐与实际情况不一致，很快便在下一个周期内得到反映，因此能及时发现基础管理中存在的问题，并促使问题得到及时解决。
2．4．2 规范追补电量程序
追补电量是营销管理中不可避免的，而且常因追补依据不足引起纠纷。在传统线损管理模式下，计量表计出现问题很难及时发现，造成失去计量时间长，需追补电量大，但追补电量时往往仅依据用户历史同时期的用电量，不能反映实际用电状况，造成纠纷。
基于远程抄表技术的线损管理系统能在很短的周期内发现问题，能把损失电量控制在最小程度，从根本上打击了窃电用户破坏计量表计的动机。另一方面，即使发生需追补的电量，通过电量平衡计算，也能分析出让客户信服的追补数据，从而减少纠纷。
2．4．3 有效监督用电职工的职业行为
基于远程抄表技术的线损管理系统在对全系统计量表计高频度监视的同时，也约束了营销职工的行为，有效的监督同样是对职工的善意保护。
3 远程抄表系统的改进措施
针对远程抄表系统的现状，实现全系统主要用户的全新线损管理还需要在以下几方面进行改进。
3．1 完善配备考核表计
考核表是指只用来做平衡计算，而不用于电费核算的表计，如公共变台的计量表。目前，还存在对考核表配备不足或考核表检修不及时的问题。在基于远程抄表系统的线损管理系统中，如果缺少了1块考核表，1个考核单元的自我平衡便不能完成，需与上一级表共同平衡，扩大了平衡计算区域，不便于问题的准确定位。因此，必须首先保证考核表完善、健康应用。
3．2 确保高线损台区、线路全范围实现远程抄表
由于资金原因，短时间内实现全系统的远程抄表是不现实的，因此可暂时把重点放在解决高线损供电台区和高线损线路的远程抄表问题上，使高线损单元首先具备完整的远程抄表功能。另外，一些投运时间较早的负控投备、通讯设备需要进行更换，以保证运行可靠。
3．3 连接负控终端和数据接收终端
建立负控终端和数据接收终端的连接，把负控终端的电能量数据采集过来，实现数据综合分析。而且，连接通道必须具备双向通信功能。
3．4 电网运行状态数据采集及网络拓朴分析
其实，电网运行状态不是固定不变的，如配网线路的供电方式1天内可能出现几次变化，这就要求线损平衡分析时的平衡量必须根据网络的变化随时更新。这部分工作单依靠手工操作是不可完成的，唯一的办法就是获取电网开关量实时信息，然后通过网络拓朴分析自动分析出计量表计间的平衡关系，生成平衡计算公式。电网开关量可以从SCA―DA系统和配网自动化系统获得如未实现配网自动化，可考虑从配网模拟盘获得。
3．5 线损分析计算系统建设及管理模式调整
按以上分析内容，完善软件、硬件系统及管理体系。
3．6 培养远程抄表系统维护人员
为保证远程抄表系统充分发挥作用，远程抄表系统的维护必须得以保证。远程抄表系统不仅涉及计量技术，还与计算机技术、网络技术、通讯技术等
紧密相关，需要培养出一支综合能力较强的队伍。
关键词：TDC-GP2;热量表;远程抄表
The principle of heat meters and meter reading system
ZHENG Heng，XU Dong -Ming ，CHEN Wen-xuan
（Xi’an Post and Telecommunication University Xi’an 710061，China）
Abstract: This article describes a new chip used for new heat meter ,which based on TDC-GP2. We discuss the principle of measure and working in details. Before introducing a system matched to it called remote meter reading system. Which including the principle of working and components of system.
Key words:TDC-GP2 ; Heat meter ; Remote meter reading
1引言
随着近年来人们环保意识的不断提高，国家法律法规对节能环保提出了新的要求，于是热能成为了一种商品，并且人们对其提出了节能要求。于是热量表的应用成为必然趋势。但是传统的热量表有不可避免的缺陷。本文采用TDC-GP2芯片和超声波技术设计了一种热量表。它的优点是对水质要求低，无压力损失，测量精度高，电池供电、寿命长，安装维护方便，并且讨论了该热量表的测量原理及工作原理，还讨论了与之配套的远程抄表系统，它的特点是实时性强，可对热量表进行远程控制，建设与维护费用低，集中抄表范围广。
2热量表的超声波流量，
热量测量原理
超声波流量测量部分是应用一对超声波换能器相向交替（或同时）收发超声波，通过观测超声波在介质中的顺流和逆流传播时间差来间接测量流体的流速[1]，再通过流速来计算流量的一种间接测量方法，我们称之为时差法，图1为超声波时差法原理示意图。
顺流换能器和逆流换能器分别安装在流体管线的两侧，并且相距一定的距离，管线的内直径为D，超声波行走的路径长度为L，超声波顺流时间为 T上游，逆流时间为T下游超声波的传播方向与流体的流动方向夹角为θ，流体的流动速度为V。由于流体流动的原因，超声波顺流传播L长度的距离所用的时间比逆流传播所用的时间短，其时间差可用式（3）表示。
式中，C 为声音在水中传播的速度。则顺流时间和逆流时间的时间差为：
为了简化计算，可以假设流体的速度相对于声波在流体中传播的速度是非常微小的，因此可以将（3） 式简化为：
从而得到流体的速度与传播时间差的线性公式为:
需要特别强调的一点是V是流体沿着管道中心线的线速度，考虑到液体流速沿管道直径的不均匀分布情况，还需要加1个流速（ 分布）修正系数K。则瞬时流量的公式为：
求得瞬时流量后，在超声热量表中，热量的积分计算采用欧洲流行的K0系数法: 设测得进水管的水温为P1，出水管水温为P2，则进出水的温度差为P，利用流量传感器对供水管道的瞬时热水流量Q进行计量，经过一定时间的累计，便得到用户消耗的热量值，其数学表达式为：
流量，单位m3/h ;P为进出水的温度差，单位℃。这样就可以通过超声波传播的时间差先求出瞬时流量， 进而获得消耗的热量了。
3超声波热量表工作原理
超声波热量表的结构原理如图2所示。在搭建好系统之后，开始给整个系统供电；单片机正常工作之后，给GP2发送上电复位指令，让GP2复位准备工作。接下来，单片机给GP2的配置寄存器写入数据，设置GP2的工作方式。
系统用的4M高速时钟本身误差较大，并且有明显的温漂，GP2为了修正高速时钟的问题，特别设计了时钟校准功能。在设置好GP2后，单片机先向GP2发送时钟校准指令0x03，让GP2进行时钟校准，最终单片机得到测量结果，计算出时钟修正因子存储在单片机内；之后的测量结果都要在单片机内乘以这个因子才能作为最终的测量结果。时钟修正因子要每隔一段时间就更新一次，减小外部环境对测量结果的影响。
在完成了以上的操作后，就能进行实际的测量，先说温度测量。单片机向GP2发送温度测量指令0x02之后，GP2就开始温度测量。温度测量实际上是GP2测量PT1,PT2,PT3,PT4这个几个端口对电容的放电时间，得到的结果最终传给单片机，由单片机经过相应的处理，就可以查表得到具体的温度值。
流量是GP2通过测量超声波传输的时间差，计算出流速，最终得到流量的。注意在每次测量之前，需要向GP2发送0x70指令，初始化GP2中的TDC模块，才能接受Start和Stop信号。在TDC模块初始化好了之后，向GP2发送0x01指令，激活脉冲发生器；从FIRE1和FIRE2端产生脉冲给的模拟电路；模拟电路就同时驱动两个超声波换能器产生超声波，在流动的水中两个超声波换能器会先后收到刚产生的超声波脉冲。模拟电路在换能器收到超声波脉冲就会产生相应的Start和Stop信号，给GP2进行测量，最后将测量的时间传给单片机；单片机再经过计算，最终得到流量。
在经过以上得到温度值和流量的过程之后，最后可得到热量值，并传给输出模块，最终传给与之相连的远程抄表系统。
4远程自动抄表系统简介
及其原理介绍
上面提到的自动抄表系统（Automatic Meter Reading System,AMRS）是一种不需要人员到达现场就能完成抄读各种计量仪表工作的管理系统。它利用传感技术、自动控制技术和计算机网络技术自动读取和处理城市居民用户的热能表的数据，并将该信息加以综合处理。自动抄表技术准确而便捷，不但适应现代用户对用暖气供热的缴费的需求，还能提高政府管理部门的工作效率。
随着现代电子技术特别是通信技术的发展，出现了新的理念，新的方法来解决自动抄表问题，其主要方式有专线方式、无线方式、公共信道方式等等。
由于国家在2004年6月30日了JG/T162-2004《住宅远传抄表系统数据专线传输》 国家标准，为此住宅远传抄表的定义、功能、技术指标等都有了详细明确的规定，在住宅远传抄表系统产品的规范化上起到了极大的促进作用。
远程自动抄表的结构流程是：用户耗热量数据采集、存储――传输媒体――抄表控制中心计算机。抄表控制中心计算机是通用的系统微机。传输媒体一般采用较普及的市话网，也可用无线传输。用户耗热量数据采集、存储是系统的关键，采集数据时，采集器通过RS485/MBUS总线通过远传表内的表头采集器采集耗热量数据，并处理和存储，然后采集器通过无线传输模块把数据上传至集中器。集中器的主要功能是收集每个采集器上传的数据，处理后通过GPRS上传至抄表系统控制中心，在需要抄表的时候，由控制中心的计算机发出采集命令，采集器收到命令以后向所有的采集器转发采集命令，表头采集板收到采集命令后判断是否是发给本终端的命令，如是则把表头采集板上存储的数据传回控制中心，从而实现远程抄表。同时，控制中心对所返回的数据进行分析，如是断线报警等异常报警信息，则发出报警信号，如是抄表数据，则把数据存储到数据库中，通过对历史数据的分析比较，判断是否有用暖气不正常等可疑用户，如有则发出报警信息，从而完成控制中心对用户热能表数据的采集和监控任务。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
5远程抄表系统的构成
目前，远程抄表系统中的通信电路主要采用的是M-BUS通信方式，这种方式是热量表产品中广泛支持的，是一种可靠、开放、低成本的总线通信方式，其网络规模扩展性好，非常适合做为远程自动抄表系统中仪表及集中器层次的通信网络。其在远程抄表系统中应用的原理图如图3所示。
下面介绍一下各主要部分：
1） M-BUS总线：M-Bus是Paderborn 大学的Dr. Horst Ziegler与TI公司的Deutschland GmbH 和 Techem GmbH共同提出的，专门用于公共事业仪表的总线结构，称Meter-Bus，简称M-Bus。
M-Bus仪表总线属于局域网（LAN），是处于同一幢建筑、同一大学或方圆几公里远地域内的专用网络，被用于连接远程监控计算机和工作站、测量仪表等设备，以便资源共享和数据传输。M-Bus仪表总线具有LAN的三个基本特征：一是范围，二是传输技术，三是拓扑结构。LAN具有星形（Star Topology）、环形 （Ring Topology）和总线形 （Bus Topology）拓扑结构。M-Bus一般采用总线形拓扑结构。
M-Bus仪表总线可以满足由电池供电或远程供电的计量仪表的特殊要求。当计量仪表收到数据发送请求时，将当前测量的数据传送到主站，（主站可以是手持单元、计算机或其它数据终端）。主站定期地读取某幢建筑中安装的计量仪表的数据。
一般而言，挂接在仪表总线上的计量仪表的数目可达数百个，数据传输距离达数千米。在总线上传送的数据具有高度的完整性和快速性。
2）TSS721A: TSS721A是一种用于仪表总线的收发器集成芯片，其内含的接口电路可以调节仪表总线结构中主从机的电平[2]，可通过光耦等隔离器件与总线连接，通过数据收发器由总线供电。芯片封装采用DIP16封装，将整个数据发送功能集成于一体，其功能特点介绍如下：
（1）满足国际EN1434-3标准；
（2）具有动态电平识别的接收电流；
（3）通过限流电阻可调接收电流；
（4）无极性连接；
（5）防掉电功能；
（6）可提供3.3 V稳压源；
（7）支持远程供电，从机可由总线或电池供电；
（8）半双工下可达9600 波特速率；
（9）支持UART协议，只在数据传输时总线有效。
3）抄表服务器：即PC管理中心，通常放置于物业管理中心，通过M-BUS总线与各集中器通信，完成对集中器送来的各用户热能表数据的加工处理、报表生成、费用结算等[3]，其完成的主要功能如下[4]：
（1）实时自动抄收、手动即时抄收各用户热能表数据和工作状态；
（2）选择对所有用户、部分用户、指定某一用户进行数据抄收；
（4）设置用户热能表各种初始化参数及计费时段；
（5）查询用户本月、某月数据，自动生成打印报表。
4）集中控制器：即集中器，是一种单片机的应用系统，专门接收用户热能表送来的工作状态信息和数据，并向热能表供电。通常，一个集中器最多可管理256个用户热能表，并负责PC和各用户热能表之间信息的传递。其实质是一种数据采集器[3]，循环采集、集中各用户热能表的数据信息，同时根据要求将数据转发给物业管理中心的PC
集中器的硬件结构框图如图4所示。
5）调制解调器（Modem）:这里的Modem无线传输采用的是GPRS无线传输网络[4]，GPRS（General Packet Radio Server）即通用分组无线业务，基于GSM（Global System for Mobile Communi- cations）网络的一种分组数据传送业务，其优势在于实现用户数据与无线网络资源的最佳结合；实现IP协议的透明传送。
在远程抄表系统中，GPRS方式就是利用移动运营商提供的GPRS业务实现仪表数据的远程自动抄送。在这个系统中，我们需要在每一个终端仪表或是数据采集器上配备一个GPRS模块，当仪表或者数据采集器需要和远程控制中心通信时，我们就将数据交给相应的模块封装成IP包发给GPRS网络，这样，通过Internet或同样的GPRS模块，远程控制中心就可以接收到远端仪表所发送的数据信息。其原理结构图如图5所示。
该方式的优点是传输速率高、没有频段干扰、接入时间短、设备成本低、无须专用平台和维护、永远在线、按流量计费、收费价格低，特别适合突发性小流量数据传输。
6软件设计
远程抄表系统的系统软件主要包括用户热能表软件，集中器软件，PC软件这三部分[3]。用户热能表和集中器软件由汇编程序开发，其中包括自检、初始化、测量、显示、数据采集、数据传输等模块；管理中心的PC软件设计采用VB6.0，完成通信、数据处理等功能。其中尤以集中器最为关键，因为它起一个承上启下的作用，作为联系用户热能表和管理中心PC之间的纽带，一方面，它要循环采样各用户热能表的实时数据，另一方面同时以中断的方式接收PC的命令，按照要求设置参数或报送各用户热能表的数据。图6为集中器串口通信中断服务程序流程图。
7结束语
本文中应用 TDC-GP2的超声波热量表与传统的机械式仪表相比具有很大的优势，它安全可靠，结构简单，灵敏度高，实时性好，操作简便，功耗低，抗干扰好，测量精度高，安装维护方便；而与之配套的远程抄表系统可进行远程抄表和管理，实现了用户消耗热能的实时计量，实现了“无人抄表”的目标，解决了在热量表运行管理中人工抄表带来的弊端，是很有前途的热量表。
参考文献
[1]王淮中,温静馨,郝建秀,等. 高精度低成本超声波热能表的研制[J].微型机与应用, 2009（7）:30-31.
[2]常东来,江亿.TSS721A在自动抄表系统中的应用[J].电子技术应用,2000（1）:59-60.
[3]毛六平,唐艳.智能热能表及其远程抄表系统[J].自动化仪表,2002（8）:28-30.
[4]李爽,于洋.热量表远程抄表系统的应用[J].煤气与热力,2009（5）:20-22.
[5]韩松,张万江,陈胜昆,等.基于TDC-的GP2户用低功耗超声式热量表的设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2007:255-257.
作者简介
张衡，硕士研究生，电路与系统。
徐东明，教授，通信专用集成电路与系统设计。
关键词:BP神经网络;远程抄表技术;数字识别
1、引言
为了克服传统人工定期现场抄表技术复杂、信息不及时、人为误差大、管理不方便、人力物力浪费等缺点，随着经济的发展，迫切需要研究开发出一种智能远程动态抄表系统，保证电力运营商进行电能经济合理的计量管理。本文利用改进BP神经网络强大数据分析处理、模型自动学习预测等功能，对视频扫描获得的远程电能数据进行集中模块化“学习”训练，获得相应的模块约束值和预定值，并通过计算机程序自动进行图像数据，最终形成动态的电能数据表格，为电能远程自动采集提供了丰富的理论技术。
2、抄表技术概况
2.1 传统人工抄表
传统人工抄表是通过电力运营商雇佣相应电能抄表员登门查表，完成电能抄表校对工作。随着电网规模的扩大，加上电力用户分散，给供电企业抄表带来的巨大的困难。抄表员需要花大量的时间进行抄表和电能数据校对工作，大大增加了电力运营商的负担，造成了大量的人力浪费，同时由于人为误差的存在，给电力用户带来了许多不便，整个电能的抄录过程在时间上存在着明显的离散性，不利于电力运营商的统一管理。
2.2 远程自动抄表
随着电力电子技术和计算机通信技术的不断成熟，远程自动抄表技术已经逐步取代传统人工抄表技术，成为电力运营企业电能抄表的核心技术。远程抄表系统一般由电能检测表计、视频数据采集模块、数据储存模块、数据通信模块、计算机综合数据管理模块五大部分构成，整个系统采用集散式典型结构，具有明显的树型综合通信结构，利用综合通信技术实现了对电能数据的实时动态采集，便于电力运营商进行电能的检测、综合数据分析管理和收费自动化的要求的实现。
3、改进BP神经网络
改进BP是一种基于误差反馈综合比较的神经网络，由于该模型不需要具有精确的数学模型，只需要将外界已知的原始数据作为系统的输入，对整个网络模型进行“学习”训练，网络层通过输入层(INPUT)获得相关的数据信息，通过中间层(Recurrent)进行数据信息处理，再通过输出层(OUTPUT)获得对应的数据信息。
4、图像识别
数字识别技术包括图像处理和数据识别两项重要的任务，是利用计算机对图像分析处理的核心，在目前较多的图像识别、图像复原、图像预测等领域得到了广泛的发展。
4.1 图像采集模块
图像采集器由视频监控单元、COMS图像传感器单元、环境照明、数据初步处理单元(DSP)及RS-485通信网络单元。图像采集模块的系统结构图如图1所示:
图1中，利用低端COMS图像传感器对电能数据进行采集，当采集系统核心单片机系统收到通信网络传输的上级电能数据读取命令时，通过内部控制立即打开COMS图像传感器，在照明灯的帮助下，实现对电能数据的拍摄。单片机数据处理中心进行对刚拍摄的电能图像数据进行裁剪和压缩，形成系统默认的图像格式，并通过RAM储存模块进行保存，完成对电能数据的实时动态采集。当单片系统获得上级发出的图片传送命令时，就会用串行方式通过RS485网络将电能图像数据传输给改进BP神经网络系统，进行相应的数据分析，获得实时动态的电能数据。
4.2图象特征提取
通过图像采集器采集到的电能数据图像，需要通过数据提取技术将图像中所包含的数据信息从模拟化状态提取为实际计算机默认的二维代码，供给改进BP神经网络系统进行学习判断。在图像特征值提取过程中，广泛采用字符分割和数据归一化等技术，将不规则的图像信息转变为规则整齐的数据信号，并作为特征向量矩阵供给改进BP网络系统进行训练，就可以实现改进BP网络的图像字符的识别。
5、实例分析
5.1 仿真结果
为了验证基于改进BP网络电能预测系统的可靠性，利用已采集的图像和图像中所包含的实际电能数字作为改进BP神经网络的学习样本。将图像中实际数字作为输出矩阵， 原始图像信息作为神经网络的输入数据，采用反馈误差最小思想对改进BP神经网络进行“学习”训练，通过系统自动学习获得模型的权值和阀值。本次实验采用10组数据进行分析，其结构如表1所示。
从表1中所获得结构可知，通过改进BP神经网络对视频采集到的电能数据图片特征进行分析识别，其获得对应电能数据的识别率高达99%以上，且整个系统的误差都在10-2量级以内，说明了整个系统的建模精度十分的高，可以满足图像识别技术的要求，达到了电能数据远程采集、自动传输、数字识别等功能，给电能远程采集提供了一个新的研究思路。
6、结束语
改进BP神经网络具有明显的非线性数据处理能力，能够对图像特征数字等进行预测判断，可以有效提高电能数据的处理效率和精度。利用COMS图像采集单元，将远程的电能数据信息通过摄像功能进行拍摄，通过单片机进行图像的预处理，变成系统默认的图片格式，并通过RAM储存器进行图片信息保存，在上级命令的驱动下自动采集和传输电能数据图像。并通过RS485传输给神经网络系统，通过系统自动识别完成对电能数据的分析，实现电能数据的综合分析。基于改进BP神经网络的远程电能采集系统实现远程电能数据采集、分析判断和统一管理，提高了运营商的电能合理经济的计量管理水平。
参考文献
[1] 李国华等.身份证号码的自动识别系统[J].华南理工大学学报，2002，(3):94-96.
[2] 崔政.一种在线图像编码识别系统的设计[J].微计算机信息，2006，22(2):243-245.
[3] 张有顺，冯井岗.电能计量基础[M].北京:中国计量出版社，2002.
第二代移动通信的出现尤其是2.5G移动通信的出现使得无线网络能够以比较高的带宽（171.2Kbps）来传送数字信号。由于无线网络的部署和维护都非常的容易，所以，将对远程设备的监控和数据采集的数据传送链路从传统的有线网络上搬移到无线的GPRS/CDMA网络上来，无疑对其应用具有很大的促进作用。
目前，供电公司（自来水公司和燃气公司）都采用人工抄表的方法对居民的用电量（用水量和用气量）进行采集，然后将采集后的数据用人工的方法录入到营销系统中，以便计算居民的电费（水费和燃气费）。整个过程周期很长，浪费了大量的人力物力，而且由于人为因素的进入，一些差错势必会被引入进来。现在，市场上出现了几种用于集中抄表的方案，例如用固定电话线路或者Internet拨号采集电表信息。这些解决方案虽然在一定程度上解决了人工抄表带来的问题，但是这些系统由于受制于有线通道，系统受各种因素的影响很大，造成系统的可用性降低，维护成本升高。本文研究的电力系统远程抄表方案采用了无线的方式传送数据，在很大程度上解决了这些问题。而且前期投资低，系统稳定度高，可以说是免维护的。
1电力系统远程抄表方案
本文研究的电力系统远程抄表方案主要以电能表的集中抄表为例来描述远程抄表，所以需要硬件完成的作用主要是以下几个方面：(1)接收抄表软件送来的抄表指令，将指令发送给指定电表，然后向抄表软件返回要抄读电表的数据。(2)接收抄表软件送来的断送电指令，然后执行该指令完成对指定电表的断送电，然后将执行结果返回给抄表软件。硬件系统的电表控制器使用的是深圳宏电技术股份公司的GPRS模块H7210完成从Internet网到GPRS无线网的连接。只要将服务器的IP地址或者域名事先写入到H7210中，然后在H7210中插入一张只开通了GPRS业务的SIM卡，待上电后H7210就会向服务器注册自己以便服务器完成相应链路的初始化工作，接着服务器软件就可以和H7210通信了。H7210接收服务器发送过来的数据包后，会将滤掉无线协议的数据包通过RS485接口发送给带有RS485接口的电表，电表在接收到数据包后会执行数据包中指令，然后将操作结果通过H7210返回给服务器软件。本文研究的电力系统远程抄表方案中的电表控制器就是装有SIM卡的H7210，服务器为安装抄表软件服务器端软件的具有IP地址的计算机，客户机为安装抄表软件客户端软件的计算机，电表是具有RS485接口的电能表。本文研究的电力系统远程抄表方案软件部分分为服务器端和客户端，之所以要做成两部分主要的原因是硬件子系统的设计造成的。电表控制器在初始化的时候只能向固定的IP地址或者域名注册以便形成数据通道，但是现实中许多计算机都是通过服务器进行上网的。所以，为了让抄表软件的适应面更广，就采用了服务器端中转的方式进行通信。一般情况下，上网服务器都会有固定的IP地址，电表控制器可以向它注册，通过它记录已注册的电表控制器，在抄表的时候，客户端软件先和服务器端软件连接上，然后客户端向指定电表控制器发送抄表或者通断电指令，这里的服务器端只起了一个指令中转的作用。服务器端软件的主要作用如下：(1)监测远程电表控制器注册，并将已经注册的电表控制器ID保存在自己的列表中，待客户端软件连接上以后将已经注册的电表控制器ID更新到客户端软件的列表中。(2)监测客户端的连接情况，将已连接的客户端IP地址保存在自己的列表中。(3)接收客户端发送过来的抄表和通断电等指令转发给相应的电表控制器，以便控制器执行相应的操作。(4)接收电表控制器发送过来的抄表信息和其他状态信息，并将这些信息转发给相应的客户端。由于服务器端可以同时监测多个电表控制器的注册信息和多个客户端的连接。这样就要求服务器端软件还应具有一定的路由功能。
2电力系统远程抄表架构
本文研究的电力系统远程抄表的架构是一个能够通过GPRS无线通信网络进行远程电表数据采集和控制的系统。该系统分为硬件和软件两大部分。其中硬件子系统主要起无线数据传输信道的作用，主要是将抄表软件发送的指令通过GPRS无线网络传送给远程终端控制器，然后将远程终端控制器执行后的结果发送回抄表软件。软件子系统主要起管理终端电表信息以及通过GPRS无线网络向远程电表控制器发送读表数据和远程断送电指令的功能。同时，软件子系统还具有管理远程电表控制器的功能，以便在台区内网络拓扑改变时适应硬件系统的改变。
3电力系统远程抄表方案的特点
本文通过GPRS在电力系统远程抄表中的研究，得到电力系统远程抄表方案具有如下的特点：（1）实时性强：由于GPRS具有实时在线特性，系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个/所有数据采集点的数据，可很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。（2）可对电表设备进行远程控制：通过GPRS双向系统还可实现对电表设备进行远程控制，进行参数调整、开关等控制操作。（3）建设成本低：由于采用GPRS的无线公网平台，只需安装好设备就可以，不需要为远程抄表进行专门布线，前期投资少、见效快，后期升级、维护成本低；（4）集抄范围广：GPRS覆盖范围广，在无线GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对集抄的控制和管理。而且，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。（5）系统的传输容量大：配电数据中心要和每一个电表数据采集点保持实时连接。由于电表数据采集点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。（6）数据传送速率高：每个电表数据采集点每次数据传输量在0.5Kbps之内。GPRS网络传送速率理论上可达171.2kbit/s，目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足本电力系统远程抄表方案数据传输速率（≥10Kbps）的需求。（7）运营成本低：采用包月计费或按流量计费方式，运营成本低。（8）直接经济效益：为反窃电提供了一种有效的高技术手段；可有效提高供电的可靠性；具有实时抄表功能，可大大减少抄收人员的工作量；为配电及用电管理自动化和供电营销自动化提供可靠数据和技术基础；现代化管理可提高企业工作效率。（9）推广前景：由于安装使用简单、方便，投资较少，维护费用少，运行费用低廉，产生的效益直接、显著，具有良好的经济效益和社会效益，极易大面积推广。
4结语
本文研究的电力系统远程抄表是利用GPRS无线网络的方式来实现对远程电表数据的抄读和断送电等操作。本方案将GPRS无线信道作为电能表数据抄读和断送电控制的设想是完全合理的，极大的节省了人力、物力和财力，避免了由于人为因素造成的抄表数据不准确或者数据错误等问题，提高了数据的准确性和可用性。本文虽然是将GPRS无线网络用于对远程电能表的数据抄读和断送电等操作，但是，这套方案可以应用于对电能表、煤气表及水表等多种表计的抄读和远程控制上，同时，还可以应用于其他类似于这样进行简单数据传送的场合。
作者：曾昭华 单位：江西西华山钨业有限公司
【关键词】电力系统 电能计量 集抄技术 低压集抄系统
集中抄表技术从其诞生就受到了供电企业的高度关注，毕竟科学技术的发展必将带来传统抄表形式的变化，也势必影响到电力营销数据采集方式的根本变革，其意义是深远而不言而喻的。
集抄系统的应用改变了传统的电能量采集方式，降低甚至杜绝了传统方式的差错率和人为干预因素，保证了电能量高度的准确性，成为和客户结算的可靠依据。集抄的应用，极大地减少了抄表人员，简化了抄表过程，降低了抄表难度，提高了抄表效率。集抄冻结数据功能的应用，为线损的准确计算提供了技术手段，让电力营销部门不但清楚线损，而且还由此查找原因、找出解决办法，从而不断降低线损率，提高经济效益。
一、电力系统电能计量集抄技术的现状
（一）电能表根据电能测量机构的不同，分为机电脉冲式电子电能表和电子式电能表两大类。目前应用最多的是电子式电能表，它通过乘法器完成对电功率的测量，可获得最大需量、电压、电流和功率因数等多项数据，输出接口分为RS485接口型和低压配电线载波接口型两大类，可直接读取其脉冲输出，有的新型电能表本身安装有多种接口，适用于模拟、数字等各种通讯模式。预计今后相当一段时间内，电能计量低压集抄系统的终端采集装置将以电子式电能表为主。
（二）采集器和集中器采集器是汇聚电能表电量数据的装置，是整个系统的核心，它能够接受主控站命令，依次抄收并储存各采集器中数据，然后通过一定的传输介质将数据传至主控站进行数据处理。集中器具备RS485接口和电话线接口，同时具有数据采集和储存、设置功能、远程监控、校时功能及异常信息记录功能。
二、电能计量集抄系统分析
（一）采集系统
按照采集数据的通讯方式及媒介的不同，电能计量集抄可分为本地自动抄表和远程集中抄表。
本地自动抄表方式一般是通过抄表员手持便携式手持掌上电脑，通过其上的红外发射和接收装置，在红外可视距离内，非接触地读取仪表数据。这种方式操作简单方便，实现起来较可靠，且成本较低。但数据传输距离较短，且系统的自动化程度较低，较适合在计量仪表相对集中的城市居民区应用。
远程集中抄表方式一般是通过RS485、总线或低压电力线，将用户终端计量仪表的电能脉冲，先通过一级脉冲采集器将脉冲汇总，再经过二级集中抄表器的集中抄收和记录整理，最后通过M0DEM和公共电话网络以点对点的方式将数据传输到上位机中心数据处理系统，来进行统一的远程计量数据管理、计量监控及报表结算工作。
这种方式不需要抄表员到达现场，数据传输速度快，大大提高了抄表效率推动了电力系统自动化发展的进程。
（二）通讯网络
数据通讯网络的选择是自动抄表系统的关键，它直接关系到系统的稳定性。通讯网络也称信道，即数据传输的通道。
从集中器看，从集中器到主控站之间通讯规定为上行信道，从集中器到采集器之间通讯规定为下行信道。上行信道目前主要使用的有电话网、电力网、无线通讯网、GSM等。行信道目前使用的主要有电力网、RS485、总线网、有线电视网等。自动抄表系统中涉及的两段通讯网络，每段可以相同也可以完全不同，因此可以组合出各种不同的自动抄表系统 按通讯介质不同，分为有线通讯和无线通讯。
1.有线通讯技术：（1）光纤传输：造价和安装费用较高，但具有频带宽、通讯距离远、传输速度高、抗干扰能力强等优点，目前广泛应用于许多领域。（2）电话线传输：投资小，适用范围广，适合不方便布线的地区。不过，这种方式传输数据易堵塞，且租赁费用偏高，不适合大容量系统的通讯传输。（3）RS485总线：是目前采用较多的一种通讯方式，其传输数据速度较快，可靠、稳定，通讯质量较高。但布线工作大，通讯信道易受外界因素破坏，且被损坏后故障排除困难，信道后续维护工作量大。（4）低压电力线载波传输：是供电系统特有的一种通讯方式，它充分发挥了低压电力线覆盖面广、不需要重新布线的优势。为改善低压电力线载波通讯的质量，实现数据的可靠传输，有振幅键控、移频键控、移相键控、正交双边带调制及无载波调幅调相等调制方式：为实现数据的高速传输，有窄带通讯、双音多频调制、线性调频脉冲、多路载波调制、扩频、超窄带及多路载波等传输技术。
2.无线通讯技术：（1）红外线：需要通讯双方加装红外收发通讯模块，操作简单，成本低，可在红外可视距离内实现非接触性抄表。此种方式对方位性要求较高，较适合于仪表相对集中的区域内使用。（2）RS485通讯：需要在管理中心和集中器中加装无线通讯模块，不需重新组网，价格较低廉，通讯速度快，且免于维护。但系统实时性及可靠性较差，可能发生信息拥塞或丢失现象，不适合业务量大系统的应用。在应用中，各种通讯模式都有优缺点，任何一种采用单一通讯技术的方案均很难完全满足需要。因此，在自动抄表的不同通讯阶段采用不同的通讯方式来组成自动抄表网络。在数据传输量不太大、传输距离较近的底层数据采集阶段，可以采用如红外、总线传输、RS485、低压电力线载波的通讯方式：而在集中器到数据处理中心段，则可采用光纤、无线电台、电话线或GPRS/GSM无线通讯等，选择什么样的组合方式，需根据实际情况统筹考虑。
三、建议与结论
随着计算机技术、通讯技术、网络技术和微电子技术的飞速发展，对自动抄表技术水平、自动抄表的投资成本、抄表的效率、可靠性和准确度、管理体制提出了更高的要求。选择合格的抄表终端设备；选用较为成熟的、经测试合格的产品；因地制宜选择抄表方式；提高自动抄表技术的智能化、多元化；注意自动抄表系统自身安全性；控制系统访问权限；制定合理、高效的安全策略；追踪国际技术发展，缩短与国际先进抄表技术的差距，是摆在我们面前的首要问题。
论文关键词：抄表,这是电力企业经营当中的重要一环。传统的手工抄表,危险作业,并且工作量大,难以实现抄表到户;人为差错多;无法及时地了解各电表的实时用电情况;易产生“关系电”、“人情电”、“权力电”。抄表这一环节的滞后和不足,已经严重影响了电力企业的整体运行。并且,随着我国经济生活水平的不断提高,各项复杂的、高性能的用电设备在电力系统中得到了广泛的应用,更使这一状况雪上加霜。为了适应新时期对电力系统提出的更高要求,积极发挥智能电表的先进性能,并以此为契机,实现远程集中抄表,并推动电力企业整个业务的改造和优化,提高企业管理水平和服务质量
1．1 智能电表提供稳定可靠的用电数据等多种信息，通过远程抄表系统传送给各个控制中心。这样避免了人工手动抄表的随意性等不稳定因素的干扰，这是最重要的一环。
1．2 用电客户也可以籍此直观方便的查看自己的用电情况，比如查询峰、平、谷段的电量、电价，剩余电费、时间等信息，明明白白消费。同时，随着国家差异化电价的实施，用电客户更可以根据自己的用电情况，合理调配使用电能，节约开支，从而在整体上优化配置了电力资源，提高了我国的电能使用效率。
1．3 智能电表可以在相关设备的配合下，对用户及时报警电费余额不足等等，避免不必要的停电损失。
1．4 用户可以通过诸如工商银行自助缴费查询终端等多种途径便捷缴费，而且只需插入充值后的购电卡就可以自主恢复供电。
1．5 随着科技发展，智能家庭逐渐建立起来，智能电表更是不可或缺的基础性仪器。智能电表配合智能电网，可以缩小因输配电原因导致的电能质量问题，与此同时还能缩小因线路故障、谐波源导致的电能质量困扰。便于为用户提供优质的电能供应。
2 GPRS远程集中智能抄表系统是可行性方案
2．1 远程抄表系统势应运而生
我国传统的用电管理制度已不适应经济蓬勃发展的要求，国务院于1993年2月发布了《电网调度管理条例》，其中明确指出要尽快对用电进行自动化管理，并拨款支持电力部门进行技术改造。1995年4月电力部又提出电价分时段计费。1995年5月起，深圳特区报连续发表了多篇关于“电怪圈”的报导，各界人士强烈要求抄表到户，取消中间收费阶层，强化用电管理。2014年1月1日，浙江省《浙江省计量监督管理条例》正式施行。随着人们生活条件的改善，各种计量收费装置进入千家万户，远程抄表不仅要求能抄电、水、气表，所有涉及到计量收费的装置都有自动抄表和自动收费的要求。而这些计量装置只要配备合适的传感器．都可以接进一个统一的计度和通信单元，实行远程抄表。
2．2 GPRS远程集中智能抄表系统是现阶段成熟的远程集中抄表方案
随着无线通信数字网络的发展，无线远程自动抄表已成为发展的话然趋势，其应用领域极为广阔。目前基于仪器、仪表分布点多面广，其远程抄表大多仍沿用有线传输方式，线路维护量很大。由于电话线公用，通讯时经常发生冲突，既影响了数据的传输，也对电调部门的正常工作造成了干扰．并且此种方式对通讯部门程控交换机正常、稳定的运行也有一定的影响。为保证传输质量，若采用专线方式，投资成本太高。现阶段，出现了GPRS远程集中智能抄表系统，利用GPRS无线数字网的通讯方式，很好地解决了远程抄表的瓶颈问题。使用GPRS无线组网方案，数据实现分组发送和接收，用户就可以总是在线且按流量计费，降低了服务成本。
2．3 GPRS远程集中智能抄表系统使用中要注意的问题
2．3．1 选好位置安装集中器，有效避免GPRS信号不稳定
GPRS信号容易受到天气因素以及周围环境的影响，表现为信号不稳定，乃至没有信号，这无疑将导致抄表波动乃至抄表失败。为此，可以选择GPRS信号好、周围干扰信号源少的位置来安装集中器。
2．3．2 加强施工管理，确保Rs485通信准确无误
同一表箱内485通信线，如果接反或者接触不良，其中一个接点接触不良，也将导致其后的所有电能表采集失败，这是施工中必须特别注意的问题。PRS远程集中智能抄表系统施工中，必须加强施工管理，要求施工人员认真核对485通信线的线序，原则上同一表箱内485通信线不允许开断施工。如确需开断，则必须将进同一接线孔的两根线拧紧为一根。RS一485通信线还应尽量远离交流电源线及其他干扰源。
2．3．3 精细施工，解决低压载波通信问题
低压载波通信技术是自动抄表系统的关键技术。但是在实际应用中，存在载波通信信号易受干扰，集中器和采集器、采集器和电能表载波模块不匹配等问题。低压载波通信在远程自动抄表实际运行中出现的主要问题是：通信信道不稳定，通信时好时坏。这主要是由于低压电力线载波通道衰减较大、时变性及干扰大引起的。解决方法：①因为噪信源的远近对通信质量的影响最大，所以在无法改变距离的情况下，要在通信接收处加装隔离作用较好的阻波器。②清理优化低压配电网，缩短供电径。③在以后的工程实施中，可考虑在小区电表箱与配电变压器之间预埋一通信专用电缆，提高采集器与集中器之间的通信能力。
2．3．4 做好与营销业务系统换表流程的衔接，确保采集档案完整
当前现场换表业务完成后，须在营销业务系统处理换表流程；并在采集系统手工更新该客户的采集档案信息，才能采集新表数据。因各种原因未及时更新采集档案或采集档案更新有误，导致远程集中抄表失败。解决方法：①加强业务管理，要求在完成营销业务系统换表流程的同时，完成采集档案更新，并进行手工采集测试，确保采集成功。②采集运维人员须定期或不定期关注日采集成功率情况，发现采集异常，就及时汇报处理。③完善营销系统功能，实现换表流程完成后，自动更新采集系统档案。
3 以发展的眼光看待智能电表推动电力企业抄表方式的改革
就目前来看，我国的智能电表集中度不高。目前国内有多家企业涉足生产智能电表，但其执行标准并没有完全统一。为规范市场，调整产业，引导和推动科技进步，国家电网计量中心牵头承担的《电力用户用电信息采集系统》及《智能电能表》系列标准修订工作已正式启动。智能电表和远程集中抄表系统是信息化技术快速发展的最新成果，电力企业以此为契机，实现远程集中抄表，并推动电力企业整个业务的改造和优化，提高企业管理水平和服务质量。
参考文献
[1]周琦，马孝义．基于ARM和GPS的渠系布局采集器的研究[J]，农机化研究，2011(09)．
[2]陈白宁，赵明，任亚军．基于GPRs的水表远程集中抄表系统的设计[J]．制造业自动化，2010（08）．
[3]周亚，王学玲．低压远程集中抄表系统的组成及其应用前景(J]．农村电气化，2008（05）．
关键词：远程抄表 居民小区 低压扩频载波
长期以来，供电企业电能数据的抄算都是基于电能表的手工作业方式，即每月定期派人到各用户那里抄录电能表的用电数据作为电费计算和收缴的依据。随着电力负荷的急剧增长，一户一表和直供到户等营销举措的不断深入，用电企业纷纷将家属宿舍的用电管理业务交还供电企业，致使供电企业的电量抄录的工作量急剧膨胀。白银供电公司在城网农网改造结束后，仅市区居民直供用户将达到9万户，就地分散的手工抄表根本无法适应用电管理的需要。因此，远程抄表系统的技术研究和产品开发势在必行。
1 远程自动抄表系统的现状及其特点
我国研究和开发的集中远抄系统都是单台配变下的小区集中远抄系统，其典型的组网拓扑大致如下：
用户电能表+单元子区数据采集器+配变集中器+营业站抄算主机
一般情况下，一个家属楼单元有14~18块低压电能表，单元子区数据采集器负责采集其下属的电能表电量数据，配变集中器则负责收集配电变压器下面的所有单元子区采集器的数据。从数据传输的角度看，其组网方式有：两级纯专线组网方式、 两级混合组网方式、两级载波组网方式。
从组网拓扑的角度讲，只要在用户电能表、单元子区采集器、配变集中器采用专用信道通信，远程自动抄表系统的缆线工程量就非常大，有线专用信道的维护也有一定困难。鉴于这种情况，各科研单位和厂商都在努力做到取消单元子区采集器，实现用户电能表与配变集中器的直接低压电力线载波通信，这样就大大减少了缆线工程量，而且数据远程传输的组网拓扑与低压配电网保持一致，有利于系统的运行维护和用户数量的模数化扩展。这种拓扑要求一个用户终端，不但要实现电能计量，还要实现数据信息的编码、解码、载波收发等功能。可以构成完全基于低压电力线信道的载波电能表+配变集中器+营业站主机的组网拓扑。实践证明：目前市场上已经开发出来的窄带调制的低压载波表和配变集中器很难保证电量或控制数据的可靠传输。主要原因是低压电力线载波信道的特性随机性、时变性很大，非常地不稳定。因此，低压电力线载波技术是直接通过电力线组网的远程抄表系统进一步推广应用的瓶颈。
本文就是致力于开发拥有自主知识产权的扩频载波用户终端，如果一旦开发成功，抄算系统就可以使用简单明了的用户终端+配变单元+营业站抄算主站的组网拓扑，并将成为国内主流的抄算系统网络拓扑。
2 试点居民小区远程抄表系统方案
在为试点居民小区远程抄表系统做的总体技术方案设计时，本文遵循三条基本原则：
（1）在试点小区的配电变压器和小区住户之间不敷设任何专用有线信道，数据的上行或下行传送必须使用现成的低压电力线作为数据媒介。
（2）只在配电变压器和住户地点对应安装数据的收发装置，建立起各用户电能表终端与配变集中器的直接数据链路，中间不安装任何硬件上的中继或第二级集中转发装置。
（3）用户电能表终端除了记录电量外，它还应该执行就地保护和远方监控功能。
2.1 系统组成结构
系统由营业站用电管理主机、配电变压器集中器、接在配电变压器低压电力线上的多个用户电能表终端（接于A相的A1~Ap终端、接于B相的B1~Bm终端、接于C相的C1~Cn终端）和通信信道组成。配电变压器集中器和用户电能表终端分别与配电变压器、用户一一对应并就地分布式安装。用电管理信息只能在系统的上下级之间传输。其中用电管理主机到配电变压器集中器的信息传输媒介采用扩频无线信道或公共电话网（第一级信道），配电变压器集中器到用户电能表终端的信息传输媒介利用低压电力线载波信道（第二级信道），详见图1。显然，整个系统与配电变压器下面的电压电力网一样呈树形分布结构，可随用户发展和负荷增长任意扩展。
本系统的任务在于实现低压用户电量数据的远程传输和抄算，对低压电力用户的负荷和用电进行远程监控。
由于使用了分布式安装结构，在系统建设上与集中抄表箱用电系统相比，无须庞大繁琐的缆线工程，施工难度将会大幅下降。系统的扩展将随用户或配变数量的递增而模数化扩展，就象增加一个用户增加一块电能表那样简单。因此，系统扩展极具伸缩性，不会象集中式系统那样新建时资源闲置，用户发展时容量又不够。应该说，这个系统比较符合营业用电管理系统发展的主流方向。
2.2 网络通信协议的选择与研究
在计算机网络中，信道共享技术已经比较成熟。一般可分为两类，即受控接入和随机接入。
随机接入共享信道的特点是所有用户都可以根据自己的意愿随机地发送信息。实际上就是争用接入，征用胜利者才能获得总线，从而发送自己的信息。典型的随机接入是载体侦听多重访问/冲突检测（CSMA/CD）网络，其为总线型结构，如图2所示。后文重点介绍的基于CEbus的扩频载波线性扫频信号（Chirp）由于具有自相关性，所以适用于CSMA网络。结合电力线的传输特性，综合比较各种网络，在本文所要开发的远抄系统中选用CSMA协议应该是比较合适的。CSMA协议网络的缺点，如时延不确定、重载时效率下降，对数据传输量较小的远程抄表系统来讲，并不是值得考虑的问题。
用户电能表终端由AC/DC开关电源模块、电量传感器模块、故障保护模块、计量模块、负荷控制模块、LED显示模块、MCU系统模块、低压扩频载波通信模块构成，图3是用户电能表终端硬件电路框图。
多输出开关电源负责为用户电能表终端供电，它输出DC +5V 0.5A和DC ±15V 0.5A电源各一组，其交流输入的设计范围为AC 220V ±20%。为了降低电源模块的体积，采用TOP2XX脉宽调制功率开关为核心器件，构成单端反激式电路。
故障保护模块负责监视低压用户的负荷电器的运行情况，当发生短路、过流、漏电或电网电压超标时，向MCU系统模块发出信号请求执行断电控制程序。
计量模块负责把用户的用电功率转化为频率正比于功率大小的脉冲串，提供给MCU系统模块进行电量计算。即使用户实施了窃电行为，它仍然可以输出正确的电量计算脉冲串，并向MCU系统发出窃电信号。
负荷控制模块是一个受MCU系统输出的TTL电平控制的大功率交流无触点开关，能够过零关断或开启6 kW的负荷功率。
MCU系统由AT89C52 8位单片机、X5045看门狗芯片和DS1302时钟日历芯片构成。它是用户电能表终端的计算监控中心，主要负责对电量脉冲串进行计算或处理，执行就地或远方的负荷控制程序，与低压扩频载波通信模块进行数据交换并控制其收发信。
显示模块由一个8位LED及其动态扫描控制芯片构成，主要完成电量数据的旧的查询显示，便于用户了解自己的电量或电费情况。
低压扩频载波模块主要由SSC P200低压电力线扩频载波网络控制器、前置功放和电力线耦合电路构成，负责对MCU系统送来的数据进行线性扫频调制，放大后耦合到电力线上，对通过电力线送来的载波信号进行扫频解调后送给MCU系统。这种数据通信采用了收发分时控制的半双工通信。该模块与配变集中器的设计通信距离为1000 m。在信道特性最恶劣的情况下，也要保证不小于600m。
2.4 配电变压器集中器的总体设计
配变集中器主要由三个分相耦合的低压扩频通信模块、三个按相配置的电能表模块、MCU单片机系统、3个双口RAM和一个工控机系统及电话线调制解调器构成。图4是配变集中器的硬件电路框图。
低压扩频载波通信模块分相配置，是为了杜绝跨相耦合载波信号，电能表和MCU电路按相配置是为了使集中器能够并行处理各相的用户终端数据，增加数据传输和处理速度。以上电路基本上与用户终端类似，只是不具备故障保护、窃电侦测和负荷控制电路而已。
在配变集中器内设置电能表模块便于对每一相的总电量进行计量和统计分析，以作为用电管理部门考核线损和平衡3相负荷的依据。
工控机完成与每一相的MCU系统交换数据，并通过Modem和公用电话网与营业站抄算主机交换数据信号。上行和下行数据要经过工控机的处理，并在不需要数据通信的时候储存在工控机的磁盘中。鉴于数据处理量不是很大，选用486工控机就能满足要求。
2.5 营业站抄算主站的总体设计
营业站抄算主机主要由PC机、电话线Modem及其软件构成。主要负责营业站到配电变压器集中器之间的数据指令的调制发送、解调接受及综合分析处理。另外，电话线Modem还可以将营业站用电管理主机与电费托收银行联机。
PC微机主要完成用户用电数据的采集，送电能表参数、用电信息、欠费警告及断电控制，不安全和违章用电监视报警，用户用电管理及查询，报表输出等功能。
其中，用电采集程序可以进行定时统抄、不定时统抄及单用户随时查抄；用电量可按地址统计，也可按相位统计，以便合理地调整配电变压器A、B、C三相负载的配置，使供电系统的性能发挥得更好；在电费结算时，可通过分时计费，合理定价，使负载基本恒定；电表参数、用电信息可送到用户终端，从而非常方便地修改电能表参数，显示用户的用电量及结算电费；欠费警告及断电控制功能可督促用户按时交费；不安全和违章用电监视报警功能可使用电监察人员迅速准确地维护用电秩序；日报表、月报表、年报表的形成和输出方便而快捷。
3 结论与展望
3.1 研究结论
我们在几种不同的环境下对用户电能表终端和配变集中器进行了测试，取得了比较满意的结果。依照CEBus标准编制的程序，在传输过程中，没有发现误码的存在。不同的测试环境下，干扰强度与信道输入阻抗的波动范围是影响扩频载波可靠通信距离的两个主要因素，数据通信成功的平均帧延迟时间与平均通信距离的关系较大。
户表采集器的性能指标如下：
·载波通信距离：架空网或电缆电网均可达1000 m；
·抄表成功率：可达99.7%；
·抄表正确率：100%；
·读数准确度：计数精度达到小数点后两位，用户电能表读数与标准电能表的误差不大于1个字(即0.5 kWh)；
·时钟误差：每天小于+1 s；
·用户电能表功耗：待机时≤200 mW，发送数据时≤700 mW，发送时间≤25 ms，接收灵敏度≤2 mW；
·采用工业级芯片，环境温度：-20~+85 ℃；
·工作电压：AC 165~260 V；
·掉电保护：电源断电情况下，数据可保存10年；
3.2 总结与展望
电能直供到户是供电企业最重要的营销举措，这使得电能营销部门的电能抄算业务量成倍增长。采用新的远程抄表技术来改善用电管理和电能营销的装备水平、优化电能市场服务的技术手段是供电企业最紧迫的需求。
我国的低压电能供应都是以配电变压器为一个台区单元，在配电变压器和用户之间不使用任何独立的中继通信设备或专用信道，直接利用低压电力线构成与低压电网系统结构相对应的用户电能表终端＋配变集中器＋营业站电能抄算主机组网的远程抄表系统，我们认为这符合低压远抄系统的主流发展方向，因而具有推广应用前景。
具有低压扩频载波数据远传功能的用户电能表终端和配变集中器是构成本文所提出的远程抄表方案的核心装置。最终的技术目的的实现必须建立在成功地开发用户电表终端和配变集中器的基础之上，还要做营业站抄算主机的软件编制和数据库编制。显然本文所做的工作还离这一目标有相当长的一段距离。本文只是对用户电能表终端及其扩频载波通信模块作了实用化开发设计和样机试制，并且通过样机的现场测试。配变集中器、软件只作了一个方案性的设计。
本文所取得的另一个成果就是，把用户电能表终端设计成一个智能化的综合性终端，除了完成电能的记录和计量外，它还具有用户现场防窃电、防误接线、故障保护、远方停送电、远方修改电能表参数和负荷控制功能，这些技术手段对提高供电企业的用电管理水平无疑具有积极的意义。
参考文献
[1]邵源， 钟炬， 等. 关于低压用户集中抄表系统综述. 电力系统自动化， 1999(9).
[2]徐平平， 邱玉春. 电力集中抄表中的通信技术. 电力系统通信， 1999(4).
[3]杨士中. 静电无绳广播方法.
[4]周世炜， 张绍卿， 洪文学. 一种基于电力配电网络的双向工频通信技术. 电子技术， 1999(8).
