浅析低压电力线载波技术在远程抄表系统应用中的问题及解决办法

李强 寻之军 何继跃

中图分类号：TN915.853 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2016）04-000-01

摘 要 随着电力电子技术的不断发展，低压电力线载波技术在远程抄表系统中得到广泛应用。本文分析了远程抄表系统的结构，对用电信息采集的现状和常见的问题及解决办法作了详细探讨。

关键词 低压电力线载波 抄表系统 用电信息采集

一、抄表系统结构

（一）抄表系统结构及其功能

用电信息采集系统根据部署位置分为主站系统、通信信道、采集设备三部分。

主站系统：它包括营销系统服务器、采集系统前置服务器以及相关的网络设备组成。它是整个系统的控制中心，可以获取计量数据、电能质量数据和智能用电设备的信息交互等功能。

通信信道：实现各种数据和指令在电能表、集中器、主站之间互相传递的通道，分上行通信信道和下行通信信道。上行信道为主站系统与采集终端通信的通道，在电力系统中比较常用的方式包括有线光纤信道、无线GPRS/CDMA、230MHz无线电力专用信道等。下行通信信道为采集设备与计量设备通信的通道，其主要是利用电力线载波通信技术实现的。

采集设备：指安装在用电现场的采集终端及计量设备，主要包括集中抄表终端、专变采集终端、普通电能表、带载波模块的电能表、以及计量和监测设备等。

（二）电力线载波通信技术介绍

电力线载波通信按电压分类可分低压电力线载波和高压电力线载波，利用模拟信号或者数字信号的技术，在可靠的电力线上来实现数据的高速传输。目前电力线载波通信比较常用的有：普通电力线载波、窄带通信方式、扩频通信方式等。而窄带通信方式作为低压抄表系统最为常用的方式，其主要特点有较强的抗干扰和系统可靠性。载波信号频率通信范围在低压电力线载波抄表规范中规定为3kHz～500kHz。电力载波通信的最大特点是不需要重新架设网络，利用现有的电力线路实现数据传递。

二、用电信息采集的现状和常见的问题及解决办法

（一）主站系统

在电力设备不断更新后，相应的用电信息采集平台不断升级，抄表系统平台建设也达到了新的高度，实现了省、市、县各级数据的及时传递和指令的互交。整个平台建设相对比较完整，但也存在一定的缺陷，在信息安全方面还不够完善，目前无法实现每家每户通过互联网来读取用户自己每月用电量情况。电力公司现有网络的用电信息与互联网的衔接还有一段距离，在不久的将来通过采用更为先进的网络安全技术还是能够实现的，将给广大客户在用电、交费和信息共享等方面带来更加便捷的服务。

（二）通信方式

目前GPRS无线通信技术已经广泛用于电力公司用电信息采集。所以在整个抄表系统中问题较大的地方在于电力线载波通信，其电力线载波通信存在以下主要缺点：

1.配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一台配电变压器所属区域内传送，这就要求集中器安装时，每个台区至少要安装一台集中器设备。但目前已经有较为先进技术，能够克服变压器的阻隔来实现通信，即可以在配电变压器的低压侧安装一个数字中继器，将该变压器一侧所连接范围内的用户数据进行解调集中，再将数据通过载波调制转发到变压器另一侧的中压线路上进行传输，使信号顺利通过变压器。

2.存在各种噪声和脉冲的干扰。如电力线驻波、谐振产生的窄带噪声，雷电、线路中的电器设备突然开关、线路造成短路而引起的突发性脉冲等。

3.电力线对载波信号造成衰减。其主要原因有通信距离、载波频率、线路负载等。

电力线载波技术不断改进，国内外的相关载波设备的可靠性及抗干扰能力也不断地提高，为电力线载波通信方式在电力行业的普及建立更好的环境。

通过对运行过程中的相关采集设备跟踪调查，发现很多问题。在有些小区，载波效果不好的配电台区，对于部分载波噪声大的低压配电台区，下行通讯不易应用载波技术，而选用微功率无线抄表的下行通讯方式，采用400MHz～500MHz小无线通讯模块与集中器之间进行通讯，达到数据采集的目的。在市区楼房密集的小区应用效果比较好，表计小通讯模块之间相互中继，电波可以穿透三层楼板通讯，地理位置临近的几个台区可用一个集中器实现数据抄读，相比载波方式可以节省集中器，支持PDA掌机在小区内抄表，北京电力公司及南方电网有大量的应用，与载波方式可以互补。

（三）采集设备

采集设备在用电信息采集过程中起到非常重要的作用。因电力电子设备的不断更新换代，所以相关设备也不断地升级变换，为采集系统带来更快捷、更方便、更高效的好处，同时也造成了在整个系统平台建设中出现设备型号、厂家、采集方式有所差异。在抄表的过程中因这些差异，带来的问题是有些集中器在读取不同厂家的电能表出现数据错误，大大地降低了抄表的成功率。要求厂家生产的载波模块的相关参数和标准统一化，在设备安装时也尽量采用同一厂家生产的，方便后期的维护和升级。集中软件参数设置不合理，在特殊的地区无法正常的使用，使部分电能表数据漏抄，对此情况通过优化集中软件参数合理设置解决。

三、结语

随着电力电子技术的不断发展，低压电力线载波技术应用于电力行业也在改进，为今后用电信息采集的发展创造更为宽广的舞台。

参考文献：

[1] 曹敏，李波，毕志周等.低压电力线载波通信性能测试方法研究[J].电测与仪表，2012.49.