电网自动抄表系统设计
基于物联网技术的智能电表系统方案设计
基于物联网技术的智能电表系统方案设计摘要：人们生活质量提高的同时，也提升了对电力的需求。
电力能源是人们生活中必不可少的一种能源，电力能源属于二次能源，需要经过加工得到，且在制造过程中，需要很高的成本。
因此，供电公司要严格地度量用户使用的电量，并据此来对其收费。
在对用户用电量进行测量的过程中，需要在用户的家庭电网和公共电网之间安装一个电表设备，通过该电表来测量用户的用电数据，并由电工师傅每隔一定的时间（一般是1个月）抄表，根据抄表得到的用电数据对用户收费。
这种度量方式效率较低、误差较大，一直以来都为人们所诟病。
物联网技术的出现给这种抄表方式带来了一些改变，供电公司不再需要安排电工师傅挨家挨户地抄表，只需要在电表中安装一些无线通信设备，即可实现对电表的自动记录，从而简化了抄表的流程，提高了收费效率，同时也降低了人工成本。
相比传统的电表，智能电表在安全性、便捷性方面都有更好的表现，因此成为市面上主流的电表系统。
关键词：物联网技术；智能电表；系统方案设计引言目前智能电能表及采集终端在实验室检验方面都具有一套完善的检验标准体系，用于保证产品质量满足技术要求。
然而，在现场复杂环境条件下，智能电能表及采集终端仍缺乏相应的测试手段和评价标准，导致运行可靠性和稳定性方面存在薄弱环节。
智能电能表和采集终端设备在现场运行时会受到各种因素及突发事件的影响，即使在试验室检验合格的设备，也可能因复杂的现场环境而出现异常，导致计量偏差或性能下降等质量缺陷。
因而提出了一种模拟实际环境的各种相对应方案，搭建一个可靠性试验平台，达到提前预知电能表可能发生的故障功能。
1智能电表智能电表与传统电表最大的区别就在于，智能电表结合网络技术，通过网络技术能够实现用电信息的自动化收集。
电表作为整个用电系统的终端设备和基础设备，只有保证了电表的正常工作和信息采集的准确性，才能保证整个用电系统的稳定发展。
智能电表利用全电子式多功能技术，能够在数据信息收集的过程中，实现自动筛选和分类，在信息的传输过程中，智能电表采用信号传输的方式，不仅保证了传输的及时有效，同时也避免了机械电表数据的丢失情况。
电气工程及其自动化专业毕业论文
电气工程及其自动化专业毕业论文I 电力载波通信抄表集中器硬件设计摘要随着我国电力事业的迅速发展，传统的用电抄收管理方式己经不能满足市场需求。
本文在大量收集查阅国内外有关远程抄表系统资料、深入用户及用电管理部门广泛调研的基础上，提出了一种采用低压电力线载波通信技术的远程自动抄表系统。
该系统具有三层网络结构，即上位机管理系统、集中器和载波电表。
重点分析研究了集中器及其与各组成部分的通信。
由于我国低压电力线上存在的高削减、高噪声、高变形，必须采用特殊的通信技术。
本文首先分析了高频信号在电力线中的传输特性；重点讨论了扩频通信技术在电力线载波通信中的应用；深入研究了以扩频调制解调技术通信技术为基础的、高性能的电力线载波专用MODEM芯片SSC P300的内部工作原理。
在此基础上，采用SSC P300实现了远程抄表系统中集中器与终端载波电表之间可靠的数据传输。
集中器是连接上位机与终端载波电表之间的枢纽，起着上传下达的作用。
根据中华人民共和国电力行业标准规定的集中器的主要功能及性能指标要求，本文重点研究设计了集中器的硬件系统。
其中硬件系统主要包括主控制器、外部扩展数据存储器、时钟模块、看门狗模块、上位机通信接口电路以及电力线载波通信电路及其外围电路等。
关键词：电力线载波，扩频通信技术，集中器，抄表系统Hardware Design of Power Line CommunicationMeter Reading ConcentratorABSTRACTWith the rapid development of power undertaking of our country, the traditional ways of meter reading can not satisfy the demand of market any more. Based on the vast collecting and consulting of the concerned information of the remote meter reading system of the home and abroad and going deep into the consumers and power consumption administrative departments to investigate and research widely, a remote meter reading system adopting carrier communication technology of the low-voltage power line communication (PLC) had been proposed in this paper. It had network structure of three layers，i.e. the computer administrative system，concentrator and carrier meter. And the functions and characteristics of the whole system together with its every component had been analyzed. Because high attenuation，high noise and high distortion exist in the low-voltage power lines of our country ,special communication technology must be adopted.First of all, the transmission characteristic when high-frequency signal was transmitted through power lines was analyzed. Secondly, the application of spread spectrum communication technology to carrier communication of the power line was emphatically discussed. Thirdly，the interior principle of the special MODEM IC SSC P300 adopting Spread-spectrum modem communication technology was deeply studied. Based on this，SSC P300 was selected to the reliable data transmission between the concentrator of the long-distance meter reading system and the terminal signal carrier ammeter. Being the heart of the automatic meter reading system，the concentrator connected the computer with the terminal carrier meter. The hardware system of the concentrator was emphatically designed according to the main functions and the demands for performance targets of the concentrator stated in the power trade standard of PRC. It was mainly composed of MCU external expanded RAM，clock module，watchdog module，the computer communication interface circuit and the PLC communication circuit together with its peripheral circuits·KEYWORDS：carrier power line, spread spectrum communication technology, concentrator, meter reading system目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1电力线载波通信的意义及发展状况 (1)1.2低压电力线通信的特点 (1)1.3国内外研究现状和动态 (2)1.4设计电力载波抄表集中器的目的和意义 (2)1.5课题的可行性分析 (3)1.6本文的主要任务 (3)2 电力线载波通信技术 (4)2.1电力线载波通信中信号传输特性分析[8] (4)2.2常用的低压电力线载波通信技术[13] (5)2.3扩频通信技术 (6)2.3.1扩频通信的工作原理 (6)2.3.2扩频通信的特点[4] (6)2.4电力线载波通信的实现 (7)2.4.1国外的电力线载波专用Modem芯片 (7)3 电力载波抄表系统总体设计 (9)3.1自动抄表系统的组成 (9)4 电力载波抄表集中器的硬件设计 (11)4.1电力线载波远程抄表系统集中器的硬件设计 (11)4.1.1集中器的功能及技术指标[8] (11)4.1.2集中器的结构框图 (11)4.2集中器主控器的设计 (12)4.2.1 主控器的作用[11] (12)4.2.2 主控器的选型[11] (12)4.2.3 单片机W77E58的简单介绍 (13)4.3数据存储器的扩展 (15)4.3.1数据存储器RAM的选择 (15)4.3.2硬件电路设计 (16)4.3.3 存储器的掉电保护 (17)4.4时钟模块 (18)4.4.1设计思想 (18)IV4.4.2 时钟模块的选择[15] (18)4.4.3 时钟模块与单片机的连接[14] (19)4.5电力线载波通信电路设计 (19)4.5.1载波通信芯片SSCP300的发送与接收原理 (20)4.5.2单片机与SSCP300通信的控制工作过程 (23)4.6主控器与MODEM通信接口 (24)4.6.1 MODEM简介 (25)4.6.2 主控器与MODEM通信接口电路 (26)4.7电源电路 (27)4.8本章小结 (28)5 电力线载波抄表系统集中器软件的设计 (29)5.1通信协议的制定 (29)5.2集中器软件设计 (29)5.2.1主程序设计 (30)5.2.2 集中器向上位机的数据传输 (31)5.2.3单片机与扩频芯片SSCP300的数据传输 (32)5.3本章小结 (34)6 结论 (35)6.1总结 (35)6.2结束语 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)电力载波通信抄表集中器硬件设计 11 绪论1.1电力线载波通信的意义及发展状况当今世界，作为输送能源的电力线是一个近乎天然、入户率绝对第一的物理网络。
基于XN5106的集中抄表通讯系统
基于XN5106的集中抄表通讯系统集中抄表系统越来越多的被用于对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。
在电力集中抄表系统中，电力线载波因其有线通讯，但无需另外铺设线路，安装方便等优点，成为了电力通讯中“最后一公里”的优选解决方案。
本文论述的就是基于讯能科技的XN5106电力载波芯片在集抄系统中的应用。
标签：集中抄表系统；载波通讯；XN5106；1.系统构成电力用户信息采集系统由主站、前置机、集中器、采集器、电能表等部分构成。
前置机与集中器之间采用GPRS通讯，集中器与采集器之间采用电力线载波通讯，而采集器与电能表之间则是RS485通讯。
整个系统框图如下：2. 各系统单元功能2.1 主站具有选择集中器并与集中器进行信息交换功能的设备。
在本抄表系统中，主站包括前置机、应用服务器和数据库服务器三个部分，而前置机则是直接和集中器进行通讯的部分，负责通过各种通讯介质和集中器进行通讯，可以单独运行，在与主站其它部分脱离联系以后（通讯部分还正常），仍然可以维持系统的运行。
2.2 集中器集中器是电力抄表系统中的关键设备，由数据处理单元、数据存储单元、时钟单元、抄表通讯单元、数据传送通讯单元组成。
能够通过下行通道自动抄收本集中器要管理的表计列表，对指定表计进行点抄操作，并具有自动上报功能，可以与上位机软件通讯，传送指定类型的数据或执行特定的操作。
集中器通信单元分为上行、下行、本地三种，上行为集中器与主站的通信信道，下行为集中器与表计或采集器的通信信道，本地为设置和读取集中器参数的通信信道。
上行采用GPRS通讯，GPRS模块采用MC55模块，该模块广泛使用，其性能稳定，安全可靠，适用于欧洲和亚洲的频段（900，1800和1900 MHz）。
下行采用PLC（电力线载波），PLC模块的主芯片采用杭州讯能科技有限公司开发的XN5106，该智能型电力载波控制芯片，采用32位处理器内核，其中固化了载波通讯的协议栈和系统自动路由算法模块。
自动抄表系统施工工法
自动抄表系统施工工法0．前言随着工业用电量、生活用电量的激增，对电力供应提出了新的要求。
电力管理也面临着相同的挑战，目前中国电力管理总体处于“终端低效率”状态，一般依靠人工来解决庞大复杂的中低压变配电系统故障；电力故障引起的损失和安全危害为社会生产带来严重后果，简单、安全、经济，无疑成为电力管理发展的新趋势。
由于电力管理的智能化要求越来越高，管理层级越来越复杂，致使用户在面对这些庞杂的需求时，开始困惑于何种方案是真正合适的。
民用建筑智能化普及对电力管理提出了新的要求，以往低压配电房内的低压柜及楼层配电箱上的指针表已普遍向数字表转变，但这并未从根本改善原有的电力管理模式。
为满足智能建筑供电管理需求，就需通过智能化通讯网络将这些分布的数字表管理起来，让业主能够在控制室内随时了解到线路的负荷状况，自动抄表系统实现了对每一楼层、单一用户或者不同类型负荷的能量管理，提供智能建筑用电能效的参考数据。
1．特点1.1功能特点：本系统实现了对建筑物配电系统的全面管理，并通过与楼宇自控系统的通讯，将电力监控纳入到整个智能建筑的综合管理中。
不但极大的提高了智能建筑的管理效率与安全性，减少了故障损失，同时降低了园区管理运营成本，大大提高了园区管理的智能化水平。
1.2施工特点：1、施工方便、简单、快捷，质量容易控制。
2、投入人工，机械少，成本较低3、与其他专业协调内容少，工期易控制。
2．适用范围自动抄表系统适用于所有规模以上的工业及民用建筑。
3．系统原理说明本系统常用的结构为“一体集成，两个网络，三层分布”。
即由设备监控层、通讯网络层及主站层三个不同层次中的设备，通过现场总线网及以太网两个网络连接而形成一个有机整体。
3.1 设备监控层设备层设备即远程终端设备（RTU）实现现场需监控信号的采集和发送。
包括低压变配电监控中所需的各种监控仪表以及其他智能设备。
3.2 通讯网络层通讯层所担负的任务是将现场采集信号上传至主站层，以实现远程监测。
中国南方电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统集中器技术规范QCSG-11109003-2013综述
南方电网市场〔2013〕3号附件中国南方电网有限责任公司 发 布低压电力用户集中抄表系统集中器技术规范Q/CSG中国南方电网有限责任公司企业标准目录1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)3.1采集器 (1)3.2集中器 (1)3.3手持设备 (1)3.4计量自动化主站 (1)3.5测量点 (2)4技术要求 (2)4.1环境条件 (2)4.2机械影响 (2)4.3工作电源 (2)4.4外观结构 (3)4.5绝缘性能要求 (3)4.6温升 (4)4.7数据传输信道 (4)4.8功能要求 (6)4.9电磁兼容性要求 (14)4.10可靠性指标 (15)5检验规则 (15)5.1检验分类 (15)5.2全性能试验 (16)5.3到货抽检 (16)5.4到货验收 (16)5.5结果处理 (16)5.6检验项目 (16)中国南方电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统集中器技术规范Q/CSG XXXXX-XXXX前言按照中国南方电网有限责任公司实现电能计量“标准化、电子化、自动化、智能化”的战略目标要求，参考国家和行业标准，结合公司目前和未来的应用需求，对2008年颁布的《营销自动化系列标准》进行了修订，形成计量自动化终端系列标准。
本系列标准包括《中国南方电网有限责任公司负荷管理终端技术规范》、《中国南方电网有限责任公司负荷管理终端检验技术规范》、《中国南方电网有限责任公司配变监测计量终端技术规范》、《中国南方电网有限责任公司配变监测计量终端检验技术规范》、《中国南方电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统集中器技术规范》、《中国南方电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统集中器检验技术规范》、《中国南网电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统采集器技术规范》、《中国南方电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统采集器检验技术规范》、《中国南方电网有限责任公司厂站电能量采集终端技术规范》、《中国南方电网有限责任公司厂站电能量采集终端检验技术规范》、《中国南方电网有限公司计量自动化终端外形结构规范》、《中国南方电网有限责任公司计量自动化终端上行通信规约》等12个标准。
智能电表的设计与实现
智能电表的设计与实现随着科技的不断进步，智能电表在现代生活中扮演着越来越重要的角色。
它不仅为用户提供了方便的用电管理方式，同时也为电力公司提供了更精确的计费手段。
本文将探讨智能电表的设计和实现，旨在揭示其背后的技术原理和应用前景。
1. 智能电表的工作原理智能电表是一种通过现代计算机技术与电力系统结合的新型电能计量装置。
它通过电流传感器和电压传感器采集用户用电信息，并将这些数据传输到数据中心进行处理。
智能电表内部集成了微处理器和通信模块，使得它能够实现精确计量和远程通信功能。
在使用智能电表的过程中，首先需要将电表与电力系统连接，并确保其正常供电。
智能电表采用数字化技术对电能进行采样和计量，通过对电流和电压信号的采样，可以实时测量出用户的用电量，并将这些数据存储在内部的储存器中。
同时，智能电表还可以通过通信模块将数据发送到数据中心，实现远程抄表和计费功能。
2.智能电表的设计要点在设计智能电表时，需要考虑以下几个要点：2.1 高精度的电流和电压采样为了保证计量的准确性，智能电表需要具备高精度的电流和电压采样能力。
采用高性能的传感器和模数转换器可以提高采样的精度。
此外，还需要考虑电源的稳定性和噪声对采样结果的影响。
2.2 数据安全和隐私保护智能电表存储了用户的用电信息，因此数据的安全和隐私保护是非常重要的。
采用加密算法和安全通信协议可以保护用户数据的机密性和完整性。
此外，还可以通过访问控制和身份验证等手段防止非法操作和数据泄露。
2.3 通信技术的选择智能电表的通信模块可以选择有线或无线通信技术，如RS485、GPRS、NB-IoT等。
选择合适的通信技术可以提高通信的稳定性和可靠性。
同时还需要考虑通信模块的功耗和成本等因素。
2.4 远程控制和管理功能智能电表不仅可以实现远程抄表和计费，还可以具备远程控制和管理功能。
例如，用户可以通过手机App或网页端实时监测自己的用电情况，并对电器进行远程控制。
电力公司可以通过远程管理平台对电网进行实时监测和维护，提高供电质量和运行效率。
基于GPRS农村电网远程抄表系统的设计
统 、 效 的抄 表 方 法 成 为各 农 村 电 力企 业 的 目标 。针 对这 一 需 要 ， 计 了一 种基 于 Ｇ Ｒ 低 设 Ｐ Ｓ的农 村 电 网远 程 抄 表 系 统 。基 于 Ａ Ｍ Ｌ Ｃ ２ ４芯 片 的集 中器 终 端 将 采 集 到 的 电 能 数 据 经 规 约 处 理 后 送 入 Ｇ Ｒ Ｒ Ｐ２ １ Ｐ Ｓ模 块 ， 置 机 经 公 网 前
农 机 化 研 究
２ ２ 软 件 系统 设 计 ．
第 ６期
ＧＲ Ｐ Ｓ集 中器 是 指 采 集 多 功 能 电 能 表 或 感 应 式 电
２ ２ １ 前置机程序设计 ．． 前置机程 序是 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ集 中器 和 预付 费 软件 的桥
梁 ， 用 Ｖｓａ Ｓｕ ｉ．ｅ ２ ０ 采 ｉ ｌ ｔｄｏ ｎｔ ０ ３编 写 ， 用 多 线 程 Ｔ Ｐ ｕ 利 Ｃ 协议 方 便 地实 现 网络监 控 功 能 。 ２ ２ １ １ 多 线程 技 术 ．． ．
数据传输规 约 完成 通讯 。系统 的结构 框 图如 图 １
所示 。
Ｗ－ Ｐ蕨奔嚣 ８
’
工作 站 １工作 蛄 ２ 工作 站＃
起来 的一种分组 交换 数据承 载和传输 方式 。它 除 了 覆盖面广与实时性好等特点 以外 ， 还具有 以下优势 ： １ 传输速度高 。Ｇ Ｒ 通 讯的速率理论 值可达到 ） ＰＳ １ １２ ｂ ／ ， ７ ．ｋ ｉ ｓ速度 １ ｔ Ｏ倍于 Ｇ Ｍ， Ｓ 还可 以稳定地传送大
电部 门 和广 大农 村 用 户 的需 求 ， 为 Ｇ Ｒ 这 Ｐ Ｓ远 程 抄 表 系 统 的推 广 提供 了广 阔 的发 展 空 间 。 当前 ， 现 远 程 实 抄 表 的方 法有 采 用 光 纤 通 讯 方 法 、 线 电缆 方 法 和 电 有
配电网智能监控管理远程抄表一体化系统分析
理。
数 据 采 集 以 数 据 采 集 器 的 形 式 实 现， 通 过对 多功 能 表 的数 据 采 集 ， 与上 位
图 １
机终端数据进行传输 ，同时可以实现 和 多功能表及 Ｇ Ｏ Ｒ Ｓ模 块 进 行 通 信 。数 据 采 集 的功 能 包 含 当 前数 据采 集 ，历 史 数 据采集 ， 停 电、 失电 、 全 失 电及 撤 销 处 理 ， 校时等 ， 其 扩展 接 口可 以进 行 远 程 通 讯 、 故 障报 警 、 工作 指 示 、 备用 电源等作 用 ， 多 功 能 电能 表 具 有 编程 测量 、 数字通讯 、 显 示 及 电能 脉 冲 输 出 等 功 能 ，可 以 完 成 对电量测量 、 数据显示 、 电能计量 、 采集 、 传输等。 在 以上 基 础 构 架 和 功 能 之 上 形成 的 智 能 监 控 管 理 远 程 抄 表 系 统 可 以 对 多 功 能表 的数据实时进行监控、 采集 、 冻结等 操作 ， 如果 出 现故 障 ， 系 统 可 以 自动 上 传 报警信息 ， 包含 短信通知功能 ， 工作人员
示：
可 以 随时 查 看 电能 表 的 异 常 记 录 ，通 过 控制装置 ， 实现远程断电 ， 并 记 录 停 电 与 恢 复 供 电时 间 。智 能 监 控 管 理 远 程 抄 表 体化系统具有实时通信 、 适 用 范 围广 、 通信速度快 、 可 靠 性 高 的特 点 ， 该 系 统 的 使 用 有 效 的提 高 了对 配 电网 的 监 督 与 管
摘 要： 随 着社 会 经济 的发 展 ， 配 网建 设规 模 不 断扩 大 ， 随之 配 电 网结 构及 负荷 特 点也 越 来越 复 杂 多 变 ， 这 就 大 大提 高 了对 配 网 自动 化水 平的要 求 ， 但 对于 点 多面广 的农 村及 中小城镇 来说 ， 配 网 自动化 水 平还 较低 ， 但 用 户对 于供 电质 量 的要 求不 断 高涨 。 必须 引进 更加 先进 的技 术优 化 配 网 自动 化运 行 。本 文就是 基 于此 对配 电网智 能监控 管 理远 程抄 表 的一 体化 系统 进行 分析， 介绍 了一 体化 系统 的整 体 结构及 主要 结 构部 分 的特 点功 能等 ， 并 对一体 化 系统 的应 用价 值 与意 义进 行 分析 。 关 键字 ： 配 电 网 ；智 能监 控 管理 ；远程 抄表 ； 一体 化 系统 中图分 类号 ： Ｔ Ｍ７ ６ 文献 标识 码 ： Ａ ． 社 会 经 济技 术 的 发展 与进 步 ，大 大 促 进 了 电 网 建设 规 模 的进 一 步 扩 大 ， 电 网运 行 环 境 不 断 复 杂 化 ，尤 其 是 农 村 地 区及 中小 城 镇 配 电 网 具有 点 多 面广 的特 点， 配 网 结 构及 运 行 环 境 较 为 复 杂 ， 这 对 配 网 自动 化 水 平 提 出更 高 的要 求 。 而且 人 们 对 与 自 己生 活 与 生产 息息 相 关 的供 电质 量 要 求 越 来 越 高 ，这 些 都 需 要 在 配 网建 设 与 改 造 中 ，引进 先 进 的现 代 化 技 术 ，综合提高配 电网 自动化运行管理 的 智 能 化 程 度 ，为供 电质 量 及 电 网安 全 高 效运行提供可靠 的技术保 障。本文 中就 是 对 有 效 结 合 配 电管 理集 成 系 统 与 配 电 网监 控 系 统 为 一 体 的 配 电 网智 能 监 控 管 理 远 程 抄 表 一 体 化 系 统进 行 分 析 ，以期 为 电网 运 行 状 况 改 善及 供 电质 量 提 高 提 供 帮助 。 １ 、 配 电 网智 能 监 控 管 理 远 程 抄 表 一 体 化 系统 １ ． １ 一 体 化 系统 结 构 如图 １ 所 示 为 配 电 网智 能监 控 管 理 远 程 抄 表 一 体 化 系 统 的 网 络 结 构 示 意 图 ，该 一 体 化 系 统 具有 的功 能 主 要有 配 电Ｓ Ｃ Ａ Ｄ Ａ、 配电 Ｇ Ｉ Ｓ 、 馈 线 自动 化 Ｆ Ａ、 配 电管 理 、 远 程抄 表 及设 备 管 理 等 。一 体 化 系统 引 进 先 进 的 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 、 光纤 、 电 力 载 波 及Ｃ Ｄ Ｍ Ａ等现代化通信技术 ，使数据的 采 集 与 远 程 调 控 得 以 实 现 ，并 根 据 实 际 情 况 需 要 选 择 集 中 型 或 就地 型 的馈 线 自 动化 ，以确保 电网运行故 障的实 时切 除 与 供 电的 快 速 恢 复 。该 系统 还 有 效 建 立 了完 整 的 配 网 模 型 ，使 得 配 电 网 自动 化 系 统 的扩 展 功 能得 以实 现 。并 且 ， 基 于 电 网分 析 应 用 软 件 ，并 结 合 根 据 实 际需 要 而接人的微电网或分布式 电源等扩展 功 能 ，促进 配电网经济运行分析及 自愈控 制 的 实现 ， 实 现 电 网运 行 的 优化 与 改 善 。 １ ． ２配 电 网 智 能 监 控 及 远 程 抄 表 的 实 现 配 电 网智 能 监 控 系 统 的执 行 者 是 管 理员 、 操 作 者 以及 数 据 采 集 终 端 部 分 ， 各 执 行 单 元 的 权 限是 不 同 的 。根 据 用 户 的 需 求 ，配 电 网智 能 监 控 与远 程 抄 表 系 统 的实 现 包 含 以 下 内 容 ： 系统登陆 、 系统 工 具、 台账 管 理 、 数 据 采集 、 数据查询 、 报 表 打 印 、系统 维 护及 系 统 管 理 ，如 图 ２ 所
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电网自动抄表系统设计
摘要：基于对电表计量方法、功能的发展和各种通信方式在自动抄表中的应用，该文分析了针对变电站、工业大用户、配电变压器、居民台区等电力设备和用户的不同特点，可分别采用不同的通信方式、不同的采集终端，对其用电情况进行监测的可行性。
文中涉及到近年来在电力系统使用的GPRS数据采集终端和低压载波技术在居民区抄表的应用，使电网监测的范围不再局限于变电站和城区主要线路上，具有广阔的应用空间和较高的实用价值，对于加强配电网的监测与管理，提高电力部门的生产经营水平和管理效率具有很大帮助。
关键词：自动抄表电子式电能表 GPRS无线通信低压载波
在用电管理方面，采用自动抄表技术，不仅能节约人力资源，更重要的是可提高抄表的准确性，减少因估计或誊写而造成账单出错，使供用电管理部门能及时准确获得数据信息。
由于电力用户不再需要与抄表者预约上门抄表时间，还能迅速查询账单，故这种技术越来越受到用户欢迎。
1 电网自动抄表技术应用概况
电力公司自动抄表系统在技术应用上最初采用累计脉冲电量的方法。
这种方法具有技术要求低，简单方便的优势，对所用电能表及采集装置要求不高，缺点是电能表脉冲必须不间断上传。
若采集装置、通道及调度主站任何环节发生故障时，这段时间内所丢失的脉冲计数无法找回，易于造成电量漏计，只具有参考价值。
从建设110 kV侯集变电站起，电力公司改用采集电能表码的方法，这种方法对电能表及采集装置技术要求高，但因采集的是电能表的实时表码，不必时刻采集，不存在电量漏计的问题。
近年来随着技术的发展和产品价格不断下降，已广泛应用于电力自动抄表系统。
最近几年郓城县工业大用户数量增加很快，但和配电变压器一样，由于地理位置分散，采集点多，使用的电能表种类繁多，且大多数不支持自动抄表功能，目前还没有实现自动抄表。
和变电站不同的是，这些用户没有现成的通道，并且存在电能表和通道投资费用与收益问题。
居民区自动抄表郓城县已有试点运行。
目前，电网只在变电站实现了自动抄表，且由于郓城电力公司变电站自动抄表功能是作为变电站综合自动化的一项附加功能而实现的，又因历时时间较长，且厂家众多，规约种类不一（郓城电力公司变电站现用电能表所用规约种类有威胜V4.0、威胜V4.1、国标645规约三种版本），故电能表的上传数据大多只是无功表码和有功表码，电能表可采集的其他电网数据如电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等并不能上传。
2 系统设计
虽然目前郓城电网抄表的范围小、功能单一，但我们要看到自动抄表广阔的发展空间和应用范围，在设计自动抄表系统时要充分考虑到其技术先进性、实用性、功能可扩充性。
2.1 电能表和采集装置选择
近年来，随着数字电子技术的飞速进步，电子式电能表的功能逐渐增多并日
臻完善。
全电子式电能表不再使用感应系测量机构，而是由乘法器完成对电功率的测量。
各种新型电子式电能表不断推出，型号各异、功能众多，但其基本原理相同，主要功能可归为三个方面：计量、计费功能，包括分时计量、最大需量计量和预付费等；保护功能，包括过电流、过电压保护与防窃电等；通信功能，可以是红外、无线电或载波通信等。
在选择电能表和采集装置时，要结合用户需求和通道情况，防止盲目选择功能大而全，但不符合实际的情况出现，如大用户应选择支持预付费功能、防窃电功能的电能表和采集装置，配电变压器可选用支持遥控功能的采集装置，变电站应选择采集量丰富的电能表和采集装置，居民用户可只要求支持采集表码和预付费功能的电能表和采集装置。
2.2 通道选择
在设计远程自动抄表系统时，应考虑数据传输的可靠性、工程实施的可行性、系统兼容性及可扩展性，同时还应使该系统具有投资少、见效快、应用范围广泛等特点。
常见的自动抄表通信有光纤、电话线、无线，和低压载波通信等方式。
自动抄表可采用多种通道，郓城电网变电站现有通道都可应用。
郓城电力公司现已在所有变电站及供电所架设了光纤网络。
故变电站及供电所附近的电能表上传通道在光纤通道没有其他用途（如遥视）的情况下，最好采用光纤通道。
通道不够用或不易安装时可采用其他通道。
对于地理分布分散的工业大用户、乡镇配电变压器等可采用GPRS无线通信作为通道，中国移动公司近年推出的GPRS通信业务已广泛应用于各种行业，适用于设备安装分散、传送数据量不大情况下的通信。
其通信设备体积小易安装，成本低，可靠性要高于一般无线通道，采用按数据流量计价收费。
对于电能表来说，由于采集间隔大，数据量小，实时性要求不高，采用GPRS 通道是一种比较不错的选择。
对于居民台区，可利用低压载波通信配合电话线通信作为通道。
由于采用电力载波作为抄表通道无需另设通信电缆，尤其适合于现有居民电能表的改造，可使自动抄表范围迅速发展。
若自动抄表系统接入银行计算机网络，则可以直接通过银行完成收费，大大提高了经济效益和社会效益。
2.3 主站程序设计
自动抄表程序的设计应考虑到各种用户的需求并，可接收各种通道传送的电能数据。
其设计应有超前性，既要可接收原有调度主站接收的电能数据，又要考虑到预付费功能和电费管理方面的需求。
另外，可扩充其他功能如线损分析、防窃电、用户账单查询等。
郓城电力公司调度主站由于采集接收的实时数据量已经很大，若想增大对电能表的数据采集接受量将十分困难，且还需要变电站和调度主站做大量程序改动，故最好把变电站电度采集量也转至自动抄表系统，这样既可充分利用电能表的现有资源又减轻了调度主站的负担。
2.4 实例探讨
由于电力公司目前没有单独的自动抄表处理系统，所以只能由调度自动化系统接收电度数据。
现仅以郓城电力公司尚未实现自动抄表的张集变电站为例，对其实现自动抄表的几种方法进行探讨。
张集变电站是郓城电力公司管辖电网内唯一没有实现自动抄表的变电站，现有待采集的电能表3块，电能表为长沙威胜电子有限公司产DTSD341/DSSD331(-3)型，采用DL/T 645多功能电能表通信规约，有485通信接口。
站内无电能表采集
装置，且光端机为232数据接口。
故若实现其自动抄表方法有三：其一，增加电度采集装置，经站内ES60RTU传至调度主站。
但由于该变电站远动设备型号较老，技术上实现较难。
其二，增加485转232数据接口装置，经光纤传至侯集变或玉皇庙变，再经232转485数据接口接至该站内电度采集装置，并通过该站内综合自动化设备上传至调度主站。
该方法须占用至少一路数据通道，数据上传环节多，衰耗大，且增加了其它变电站的数据处理量，维护难度加大，这种方法不宜使用。
其三，通过光纤或GPRS通信终端直接传送至调度主站，经程序转发后传至调度自动化系统。
现以采用第三种方法及两种通道实现为例，如图1、2所示。
采用图1所示方法时，若有多个变电站采用同样方法传送电能表数据，理论上可经232转485接口把所有通道的电度数据合在一起，再经485转232接口发送至微机串口，这样便省去了MOSA（多串口卡），但多个通道连在一起可靠性降低，这种方法有待测试。
采用图2所示方法时，电能表处理程序最好由前置机和后台组成，前置机负责采集并把数据存储到后台机，后台机负责发布等功能，这样既可防治病毒，又可有效保存数据，防止外部入侵等，提高安全性、实时性。
其他各变电站、电力用户自动抄表实现方法与以上方法类似，需要我们对各种方法进行分析比较，在此不在赘述。
3 结论
自动抄表是电力抄表的发展方向，其实现的方法和技术也日新月异，随着自动化技术的发展和我们对自动抄表系统投资的不断增加，郓城电网自动抄表的范围会不断扩大，其功能也会越来越多。
同时要看到实现对郓城电网大范围、多功能的自动抄表会是一个循序渐进、不断发展的过程，采用的方法和技术需要在工作实践中不断总结改进，探索出适合电力公司电网特点的方案，从而为电力公司的自动化建设工作增光添彩。