導(dǎo)語(yǔ)：電網(wǎng)互動(dòng)式計(jì)量技術(shù)方案研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

1采集系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

1．1現(xiàn)有低壓集中抄表系統(tǒng)分析

隨著計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的快速穩(wěn)定發(fā)展，特別是電力線(xiàn)載波通信技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)，以低壓電力載波為主體的自動(dòng)抄表技術(shù)發(fā)展迅速，已經(jīng)形成了一項(xiàng)具有相當(dāng)科研開(kāi)發(fā)能力和生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，并積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，目前普遍應(yīng)用的遠(yuǎn)程抄表方案系統(tǒng)(見(jiàn)圖1)。

1．2現(xiàn)有低壓集抄系統(tǒng)存在的問(wèn)題分析

(1)雖然隨著通信技術(shù)的發(fā)展使信號(hào)抗干擾性能越來(lái)越強(qiáng)，使電力線(xiàn)載波抄表技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，但由于大功率及變頻電器的應(yīng)用，使低壓電力線(xiàn)環(huán)境受到極大干擾，通信不穩(wěn)定仍然是載波通信技術(shù)難以逾越的技術(shù)障礙。(2)電表和數(shù)據(jù)采集設(shè)備之間的硬件接口種類(lèi)繁多。(3)通訊協(xié)議和組網(wǎng)方式不盡相同，通訊方式采用全載波、半載波、485總線(xiàn)等多種方式，表計(jì)檔案維護(hù)工作量大。(4)缺乏統(tǒng)一的管理規(guī)范、維護(hù)部門(mén)以及維護(hù)流程，實(shí)際投入持續(xù)運(yùn)行的程度不一。

2預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

預(yù)付費(fèi)改變了長(zhǎng)期以來(lái)“先用電后交錢(qián)”的買(mǎi)賣(mài)關(guān)系，由以前“用多少電交多少費(fèi)”轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的“交多少費(fèi)用多少電”，解決了收費(fèi)難、逃費(fèi)等問(wèn)題，減少了供電企業(yè)收費(fèi)人員，達(dá)到減人增效目的。電子式預(yù)付費(fèi)電能表目前在應(yīng)用的費(fèi)控方式主要有兩種，即電子式本地費(fèi)控電能表(CPU卡表)與電子式遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表。使用本地費(fèi)控電能表，存在開(kāi)設(shè)售電營(yíng)業(yè)廳較多，電價(jià)變化時(shí)無(wú)法進(jìn)行及時(shí)調(diào)整、購(gòu)電卡損壞、急用電時(shí)表內(nèi)是否有足夠余額等問(wèn)題，同時(shí)讓用戶(hù)充當(dāng)了信息通道的角色，未體現(xiàn)管理部門(mén)服務(wù)的宗旨。使用遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表，主要通過(guò)RS485和低壓電力線(xiàn)載波為傳輸介質(zhì)構(gòu)建集抄系統(tǒng)，可目前國(guó)內(nèi)低壓集抄系統(tǒng)仍存在較多問(wèn)題，只有穩(wěn)健的集抄系統(tǒng)才能有效支持遠(yuǎn)程控制功能，實(shí)現(xiàn)電力商品預(yù)付費(fèi)。

3智能電網(wǎng)互動(dòng)式計(jì)量解決方案

通過(guò)對(duì)目前現(xiàn)有集抄系統(tǒng)、預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的分析我們知道，通過(guò)遠(yuǎn)程技術(shù)手段采集用戶(hù)用電信息實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)，即提高了工作效率，降低了企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本，又增強(qiáng)了管理和服務(wù)的現(xiàn)代化水平。在此基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶(hù)網(wǎng)上預(yù)購(gòu)電、銀行ATM機(jī)、營(yíng)業(yè)廳、小區(qū)自助繳費(fèi)機(jī)等多種繳費(fèi)方式，同時(shí)也要滿(mǎn)足用戶(hù)能夠自主查詢(xún)用戶(hù)用電信息與電網(wǎng)信息，建立與用戶(hù)的互動(dòng)平臺(tái);進(jìn)一步完善集抄系統(tǒng)中表計(jì)檔案管理、是未來(lái)智能電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)。系統(tǒng)解決方案(見(jiàn)圖2)。

3．1專(zhuān)網(wǎng)、有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)或光纖互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程抄表

隨著GPRS，3G等無(wú)線(xiàn)技術(shù)的快速發(fā)展，加上互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已十分普及，許多小區(qū)特別是院校等地方，有線(xiàn)或光纖互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)到戶(hù)，該方案就是利用這些已經(jīng)建立的通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)用電的遠(yuǎn)程抄表，利用現(xiàn)有已經(jīng)建立的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不需要再布線(xiàn)，抄表不受空間、距離和時(shí)間的限制。

3．2無(wú)極性RS485通信技術(shù)應(yīng)用

RS485總線(xiàn)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通信穩(wěn)定、抄表成功率高等優(yōu)點(diǎn)，在表計(jì)、采集系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。在以前應(yīng)用系統(tǒng)中，RS485總線(xiàn)通信需要兩根線(xiàn)，即A，B兩端，如A，B端接反，總線(xiàn)通信就會(huì)出錯(cuò)，這種方式在集中式表箱接線(xiàn)施工當(dāng)中，接線(xiàn)出錯(cuò)不可避免，現(xiàn)場(chǎng)排查也比較困難。無(wú)極性RS485通信技術(shù)的應(yīng)用，有效解決了這一問(wèn)題。新工藝無(wú)極性485芯片，完全兼容傳統(tǒng)的485芯片，通信引腳沒(méi)有A，B之分，給現(xiàn)場(chǎng)施工與排查帶來(lái)極大方便，避免了因A，B端子接反所引起的通信問(wèn)題。

3．3自動(dòng)搜表技術(shù)的應(yīng)用

目前采集系統(tǒng)中，普遍采用自上而下的表計(jì)檔案管理方式，這種方式存在對(duì)后續(xù)更新表計(jì)不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)與抄讀、統(tǒng)計(jì)下發(fā)檔案不正確等問(wèn)題。此系統(tǒng)中的采集器具有自動(dòng)搜表功能，可自下而上更新電表檔案，采用縮位算法高效搜尋自己管轄單元下電表，并以產(chǎn)生事件形式通知主站進(jìn)行檔案的核對(duì)更新，替代了人工表計(jì)檔案管理，實(shí)現(xiàn)了表計(jì)檔案建立的智能化。

3．4用戶(hù)交互終端的使用

用戶(hù)可通過(guò)用戶(hù)交互終端體現(xiàn)管理與用戶(hù)之間的互動(dòng)性，交互終端所具功能如下:(1)具有射頻卡讀寫(xiě)功能:用于用戶(hù)的用電信息查詢(xún)。(2)具備本地合閘功能:當(dāng)遠(yuǎn)程合閘失敗時(shí)，可用用戶(hù)卡通過(guò)交互終端輸入合閘命令，保證用戶(hù)在充值以后能恢復(fù)用電。(3)具備消息顯示功能:可實(shí)時(shí)顯示計(jì)量管理中心下發(fā)的廣播消息，如停電、提示用戶(hù)購(gòu)電等公共信息。(4)具備按鍵查詢(xún)功能:用戶(hù)交互終端可以通過(guò)其上面的按鍵方式查詢(xún)用戶(hù)用電信息。

3．5密鑰系統(tǒng)安全保障

密鑰管理系統(tǒng)的應(yīng)用包括遠(yuǎn)程應(yīng)用、本地應(yīng)用以及密鑰更新等，其中遠(yuǎn)程應(yīng)用主要為主站對(duì)電能表發(fā)起的拉合閘控制，本地應(yīng)用包括通過(guò)用戶(hù)卡進(jìn)行本地信息查詢(xún)和本地合閘兩種操作。完成密鑰的設(shè)備包括費(fèi)控表、遠(yuǎn)程加密機(jī)、用戶(hù)射頻卡，交互終端與采集器做透?jìng)鲄f(xié)助處理。不管是主站遠(yuǎn)程發(fā)起對(duì)電能表的拉合閘控制，還是本地用戶(hù)卡進(jìn)行本地信息查詢(xún)和本地合閘，首先要做系統(tǒng)身份認(rèn)證，然后以密文方式發(fā)送控制命令，如果解密成功，才執(zhí)行操作，保證了操作安全性。嵌入式安全模塊由電網(wǎng)公司對(duì)其進(jìn)行初始化，預(yù)裝測(cè)試密鑰、建立文件結(jié)構(gòu)和寫(xiě)入初始化數(shù)據(jù)，然后提交給電表廠商，電表廠商將嵌入式安全模塊嵌入電能表中，并通過(guò)預(yù)裝的密鑰和初始數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行檢測(cè)。電表廠商將從廠內(nèi)檢測(cè)通過(guò)的電表提交給驗(yàn)收請(qǐng)求，通過(guò)驗(yàn)收后，由電網(wǎng)公司人員入戶(hù)掛裝并通過(guò)遠(yuǎn)程來(lái)替換嵌入式安全模塊的密鑰，形成正式使用的密鑰。嵌入式安全模塊通過(guò)正式密鑰和表號(hào)等相關(guān)信息生成電表應(yīng)用密鑰，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的一戶(hù)一表一密的安全機(jī)制。

3．6智能電網(wǎng)互動(dòng)式計(jì)量系統(tǒng)特點(diǎn)

(1)所有用電信息采集通過(guò)集中抄表系統(tǒng)設(shè)定任務(wù)自動(dòng)采集，避免了大量人工數(shù)據(jù)的抄收和記錄，提高了計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確率。(2)電網(wǎng)用電檢測(cè)能力提高，能對(duì)用電異常狀態(tài)生成事件記錄并告警。(3)對(duì)特定用戶(hù)(如欠費(fèi)用戶(hù))能實(shí)施遠(yuǎn)程斷送電功能。(4)對(duì)用電信息數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和同步性，能提高用電數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，如線(xiàn)損的計(jì)算，為電網(wǎng)用電的合理配電提供全面的數(shù)據(jù)依據(jù)。(5)增加了與用戶(hù)的交互信息流通，用戶(hù)通過(guò)本地交互終端或者遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)能方便進(jìn)行用戶(hù)用電信息查詢(xún)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上預(yù)購(gòu)電、銀行ATM機(jī)、營(yíng)業(yè)廳、小區(qū)自助繳費(fèi)機(jī)等多種便利繳費(fèi)方式繳費(fèi)。(6)低壓電力用戶(hù)集中抄表系統(tǒng)采集器(無(wú)線(xiàn))有自動(dòng)搜表功能，支持自下而上檔案更新，減少檔案維護(hù)工作量。(7)抄表成功率高:此系統(tǒng)采用了穩(wěn)定可靠地?zé)o極性RS485總線(xiàn)進(jìn)行抄表，抄表成功率可達(dá)100%，又減少了現(xiàn)場(chǎng)施工工作量。(8)實(shí)現(xiàn)了電力部門(mén)用電管理的自動(dòng)化服務(wù)，電費(fèi)的結(jié)算與控制可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。(9)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性，主站系統(tǒng)對(duì)表的控制類(lèi)操作報(bào)文采用專(zhuān)用安全認(rèn)證密文，采集器采用透明轉(zhuǎn)發(fā)方式完成數(shù)據(jù)傳輸，本地卡對(duì)交互終端操作也須通過(guò)卡身份驗(yàn)證合法后才能進(jìn)行交互通信，保證了數(shù)據(jù)傳輸安全性。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的不斷發(fā)展，售電管理的自動(dòng)化、多樣化、智能化、和網(wǎng)絡(luò)化是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，從提高效率、節(jié)省人力、提高服務(wù)質(zhì)量的前提出發(fā)，上述方案具有自動(dòng)化程度高、通信穩(wěn)定、抄表成功率高、現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)簡(jiǎn)單、透明消費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，配合對(duì)應(yīng)的營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，具有很好的應(yīng)用前景。

本文作者:林軍張向程王春生工作單位:海南電力技術(shù)研究院