安科(kē)瑞 陳聰

摘要：隨著計量(liáng)自動(dòng)化(huà)係(xì)統的(dí)逐(zhú)步*，電(diàn)網全(quán)用戶表碼信(xìn)息(xī)采集成為係(xì)統(tǒng)數據(jù)得(dé)以深化(huà)應(yīng)用的重要(yào)基礎。利用無(wú)綫公網通(tōng)信是目前(qián)實(shí)現遠(yuǎn)程抄(chāo)表的主(zhǔ)要手段之(zhī)一，但仍存在公網(wǎng)難以覆蓋的偏遠山(shān)區(qū)，公網(wǎng)信號(hào)屏(píng)蔽地下室或(huò)弱信(xìn)號區域，無法實(shí)現遠(yuǎn)程抄(chāo)表(biǎo)，無(wú)公網信(xìn)號(hào)問題成為(wéi)解決遠(yuǎn)程抄表的首(shǒu)要難(nán)題(tí)。列舉了(liǎo)4種解決(jué)無信號區域遠程抄(chāo)表(biǎo)解決(jué)方案，詳細對比(bǐ)說(shuō)明各技(jì)術特點，供專(zhuān)業(yè)人員(yuán)參(cān)考(kǎo)，借鑒(jiàn)，達到(dào)解(jiě)決(jué)實(shí)際抄(chāo)表問題的目(mù)的。

關鍵詞(cí)：計量自動化係統(tǒng)；遠程(chéng)抄表(biǎo)；無綫公(gōng)網(wǎng)；無信號區域(yù)

0.引言

隨著(zhuó)通信(xìn)技術(shù)的迅猛發展(zhǎn)，各行業加強(qiáng)智(zhì)能化(huà)建設也(yě)邁(mài)向新(xīn)的台階。目(mù)前，無(wú)綫(xiàn)公網在(zài)配電(diàn)自動化和(hé)計(jì)量自(zì)動化中的應(yīng)用都頗為(wéi)廣(guǎng)泛(fàn)，促(cù)進了供電企(qǐ)業(yè)抄(chāo)表(biǎo)方(fāng)式的轉(zhuǎn)變(biàn)[1]。為此，供電(diàn)企業加快智能電表和(hé)低壓(yā)集抄全覆蓋(gài)工作，逐步取(qǔ)消人(rén)工抄(chāo)表模(mó)式(shì)，實現(xiàn)全(quán)量(liáng)客戶自(zì)動化模式(shì)抄(chāo)表(biǎo)，以適(shì)應(yīng)新一(yī)輪電力體(tǐ)製改(gǎi)革新(xīn)要(yào)求(qiú)，提升(shēng)企業管(guǎn)理水平(píng)，提高(gāo)工作效率[2-4]。公網無(wú)信號區域大部分(fēn)為偏(piān)遠山區，人工抄表耗(hào)時費力且人(rén)身(shēn)風(fēng)險(xiǎn)較大。顯然(rán)，解(jiě)決公網無(wú)信號(hào)區域(yù)的(dí)遠程(chéng)抄表(biǎo)問題是必行(háng)之舉。

1.計量(liáng)自動(dòng)化係統(tǒng)

搭(dā)建計量自(zì)動(dòng)化(huà)係統以實現(xiàn)電(diàn)能(néng)量(liáng)數據的遠(yuǎn)程(chéng)采(cǎi)集。這套(tào)係統是數(shù)據(jù)采集(jí)，通信(xìn)通道，數據庫，應用分(fēn)析(xī)，前端WEB展現等多模塊(kuài)的有機(jī)組(zǔ)合。數據采集是計量自(zì)動(dòng)化係統(tǒng)主站(zhàn)*基(jī)本業(yè)務(wù)，采集(jí)終端將存儲的電(diàn)能表數據(jù)通(tōng)過(guò)上行通(tōng)信(xìn)傳送至(zhì)計(jì)量(liáng)主站(zhàn)（上行(háng)通信方(fāng)式包括(kuò)廠站調(tiáo)度(dù)數據網(wǎng)通(tōng)道(dào)，專綫通道(dào)，撥號通道，公網(wǎng)等(děng)多種），計量主(zhǔ)站對上(shàng)傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行(háng)處理(lǐ)和平(píng)台(tái)展現，並(bìng)發(fā)送相應采集任(rèn)務指令至(zhì)采集(jí)終(zhōng)端。因此，終端(duān)與電表之間的(dí)下(xià)行通(tōng)道，與主站(zhàn)之(zhī)間的上(shàng)行(háng)通(tōng)道，兩通道鏈路(lù)的穩定可靠傳(chuán)輸(shū)是整個計量自(zì)動(dòng)化(huà)係(xì)統良(liáng)好運(yùn)行(háng)的基(jī)礎(chǔ)。計(jì)量自動(dòng)化係統(tǒng)可進(jìn)行自動抄(chāo)表率，終端在(zài)綫率，數據(jù)完整率等(děng)多項指標統(tǒng)計。借助係(xì)統(tǒng)統(tǒng)計指標(biāo)，基(jī)層(céng)運維(wéi)人員(yuán)可(kě)有針(zhēn)對性(xìng)的加強現(xiàn)場運維，提升電(diàn)能量數據采集(jí)完整性，可靠性(xìng)。

1. 采集(jí)終端(duān)遠(yuǎn)程(chéng)抄表實(shí)現(xiàn)過(guò)程

2. 變(biàn)電(diàn)站電能表數據采集，廠(chǎng)站(zhàn)終端與電(diàn)能(néng)表(biǎo)通過RS485進行下行通(tōng)信，廠(chǎng)站終端(duān)將(jiāng)采集(jí)的電(diàn)能量(liáng)數據通過(guò)調(tiáo)度(dù)數(shù)據(jù)網實現(xiàn)與計(jì)量主(zhǔ)站的(dí)雙向通(tōng)信。廠站側電能(néng)量(liáng)數(shù)據采集通(tōng)信(xìn)可(kě)靠(kào)[5]。

3. 專變用戶電能(néng)量(liáng)數(shù)據(jù)采集，負(fù)控終(zhōng)端(duān)與電(diàn)能(néng)表(biǎo)通過(guò)RS485進(jìn)行下行通(tōng)信(xìn)，負控終端(duān)內(nèi)置GPRS通信(xìn)模(mó)塊，使用(yòng)SIM卡(qiǎ)，通過無綫(xiàn)公(gōng)網（移動，聯(lián)通，電信），實(shí)現(xiàn)計(jì)量(liáng)主站(zhàn)與負控終(zhōng)端(duān)的雙向通信。

4. 公變台區(qū)考核(hé)戶電(diàn)能量數據采集(jí)，配(pèi)變終端(duān)可直接計量(liáng)，數(shù)據通信(xìn)方式(shì)與負控(kòng)終(zhōng)端通(tōng)信(xìn)方式(shì)相(xiāng)同[6]。

（4）集中(zhōng)器(qì)電能量數據(jù)采集，集中器(qì)與電能表(biǎo)可通過多(duō)種方(fāng)式(shì)實現下行通(tōng)信，較為(wéi)常(cháng)用的(dí)是電力載(zǎi)波(bō)，微(wēi)功(gōng)率無(wú)綫，RS485總(zǒng)綫(xiàn)等，集(jí)中器上行(háng)通(tōng)信(xìn)部(bù)分(fēn)則(zé)與負(fù)控(kòng)終端(duān)通信(xìn)方(fāng)式(shì)相(xiāng)同(tóng)。無(wú)綫公網因(yīn)覆(fù)蓋範(fàn)圍(wéi)廣(guǎng)，無(wú)需額(é)外(wài)投資，維護成本低(dī)而(ér)被(bèi)廣泛(fàn)應用，但單(dān)一通信(xìn)始(shǐ)終牽製著電(diàn)能(néng)量(liáng)數據的實時采集(jí)，影(yǐng)響數(shù)據傳輸(shū)的可靠(kào)性。

3.公(gōng)網信(xìn)號盲(máng)點遠(yuǎn)程(chéng)抄(chāo)表(biǎo)解決方案

對抄(chāo)表(biǎo)所在區域現場環境，公網(wǎng)信(xìn)號情(qíng)況，改造投資預算(suàn)等多(duō)維度考(kǎo)量(liáng)，采取有針對(duì)性(xìng)的(dí)解(jiě)決(jué)技(jì)方案(àn)。

3.1物聯網技(jì)術(shù)

NB-IoT，LoRa物聯網技術是當(dāng)前(qián)研究的熱點方向，是(shì)解決(jué)日漸擴展的高級(jí)采(cǎi)集(jí)業(yè)務(wù)時下(xià)行通道阻(zǔ)塞的一種通(tōng)信(xìn)方案(àn)，現(xiàn)已(yǐ)在(zài)水表(biǎo)，燃氣(qì)表(biǎo)，電(diàn)表等多(duō)領域(yù)的數據(jù)采(cǎi)集(jí)應用中有初(chū)步(bù)嘗試。NB-IoT通(tōng)信方式技(jì)術(shù)特點：是將通信(xìn)模(mó)塊(kuài)直(zhí)接(jiē)置於智能(néng)電(diàn)能表中，免去(qù)集中(zhōng)器中間環(huán)節，避開(kāi)下行通(tōng)信(xìn)帶(dài)寬(kuān)受限(xiàn)瓶頸，實(shí)現電表(biǎo)與主站層的直(zhí)接通(tōng)信，兼(jiān)容(róng)2G，3G，4G，5G通(tōng)信(xìn)網(wǎng)絡(luò)。

NB-IoT對(duì)聯通，電(diàn)信，移(yí)動(dòng)，廣電(diàn)有(yǒu)專門的(dí)頻(pín)段，不存(cún)在信(xìn)號幹擾。NB-IoT技術(shù)用於用電信(xìn)息(xī)采集係統，能(néng)夠(gòu)提高采集實時性(xìng)，實(shí)現(xiàn)停電(diàn)事件主動(dòng)告警等高級(jí)應用(yòng)。但(dàn)目(mù)前移動運(yùn)營商(shāng)NB-IoT的基(jī)站未全(quán)麵覆(fù)蓋，且(qiě)NB-IoT采(cǎi)集方式(shì)帶來了(liǎo)SIM卡通(tōng)信費用(yòng)，因(yīn)此(cǐ)短(duǎn)時間(jiān)內難以(yǐ)全麵推廣。

LoRa是一(yī)個(gè)更靈(líng)活的自(zì)主(zhǔ)網絡，是(shì)一種(zhǒng)低(dī)功耗遠(yuǎn)距離(lí)局域網(wǎng)，一(yī)個LoRa網關可連接(jiē)上千(qiān)個乃(nǎi)至(zhì)上萬(wàn)個(gè)。

LoRa節(jié)點(diǎn)，但使用(yòng)1GHz以(yǐ)下的免費(fèi)非授權頻段，可(kě)能(néng)會(huì)對其(qí)他(tā)使用公用頻(pín)段的(dí)設(shè)備產(chǎn)生(shēng)信(xìn)號幹擾。此外，實(shí)現(xiàn)LoRa通(tōng)信(xìn)需(xū)要全(quán)新(xīn)組(zǔ)建(jiàn)網絡設備(bèi)，前期(qī)設備投資大。

3.2信號(hào)中繼

目前，新建(jiàn)小區(qū)配(pèi)電房多(duō)建(jiàn)於無信(xìn)號(hào)或弱信號地下(xià)室，導致(zhì)計量終(zhōng)端無法上綫(xiàn)。針(zhēn)對(duì)這種(zhǒng)弱信號區域(yù)，多(duō)台終(zhōng)端處於同(tóng)一信(xìn)號(hào)盲(máng)區無(wú)法(fǎ)上(shàng)綫情況，可(kě)以加(jiā)裝信(xìn)號(hào)延長設備(bèi)，解(jiě)決地(dì)下(xià)箱變無(wú)法(fǎ)抄表問(wèn)題。在(zài)信號盲(máng)區(qū)的終(zhōng)端側(cè)加(jiā)裝(zhuāng)電(diàn)力(lì)載波(bō)GPRS近(jìn)端設備，在(zài)有信號的區(qū)域(yù)加裝電(diàn)力載波GPRS發(fā)送(sòng)設(shè)備，采(cǎi)集(jí)終端(duān)與近端(duān)設(shè)備(bèi)通(tōng)過以太網接口(kǒu)連(lián)接，近(jìn)端設(shè)備與發送(sòng)設備(bèi)通過(guò)電力載(zǎi)波綫建立連接(jiē)，從(cóng)發送設備接(jiē)受來(lái)自(zì)主站的(dí)發送(sòng)數據，識別(bié)數(shù)據目標設備(bèi)後，通過以太(tài)網口(kǒu)將通信(xìn)數據返回給(gěi)采集終端(duān)。在(zài)信(xìn)號良好(hǎo)區域的發(fā)送(sòng)設(shè)備通過GPRS獲取主(zhǔ)站通(tōng)信(xìn)數(shù)據，實現與(yǔ)計(jì)量主(zhǔ)站的雙(shuāng)向(xiàng)數(shù)據交(jiāo)互。這(zhè)種(zhǒng)方(fāng)案(àn)僅(jǐn)借(jiè)用(yòng)已(yǐ)有的電(diàn)力載波綫即(jí)可實(shí)現公網(wǎng)信號(hào)延長，施工簡(jiǎn)單(dān)，安裝靈活，可有(yǒu)效(xiào)保(bǎo)障(zhàng)采集(jí)終端與(yǔ)主站(zhàn)的穩定通(tōng)信[8]。

3.3增益天綫

針(zhēn)對(duì)偏遠鄉村較(jiào)為(wéi)分(fēn)散(sàn)的(dí)弱信號區(qū)域(yù)，在(zài)考慮投資成(chéng)本情(qíng)況下，可將(jiāng)終端天(tiān)綫從(cóng)配(pèi)變(biàn)箱(xiāng)中引出加長(cháng)終(zhōng)端(duān)天(tiān)綫或加裝信(xìn)號放大(dà)器(qì)等(děng)方法解決弱(ruò)信號。加長(cháng)終端天(tiān)綫，將(jiāng)天(tiān)綫(xiàn)引到(dào)信號較(jiào)強的(dí)區(qū)域，涉及(jí)現(xiàn)場重新布(bù)綫，且(qiě)受(shòu)製於現場環境和用(yòng)戶(hù)協(xié)調(tiáo)等(děng)多重問(wèn)題(tí)，可(kě)結合實(shí)際條件(jiàn)選擇此改(gǎi)善方案。加裝信(xìn)號放(fàng)大(dà)器的(dí)方法，在信號(hào)弱(ruò)區(qū)域(yù)可(kě)起到信號放大作(zuò)用，信(xìn)號盲(máng)區(qū)則不適(shì)用。

4.安(ān)科瑞建(jiàn)築(zhù)能耗(hào)分(fēn)析係統(tǒng)

4.1概述(shù)

Acrel-5000web建(jiàn)築能耗分析係統是用(yòng)戶(hù)端(duān)能源管理分(fēn)析係統(tǒng)，在(zài)電(diàn)能管理係(xì)統的(dí)基礎(chǔ)上增加了(liǎo)對水(shuǐ)，氣，煤，油，熱(冷(lěng))量等集(jí)中采集與(yǔ)分析(xī)，通過(guò)對(duì)用(yòng)戶(hù)端所(suǒ)有(yǒu)能耗進行(háng)細(xì)分(fēn)和統(tǒng)計(jì)，以(yǐ)直(zhí)觀的數(shù)據和(hé)圖表向管理人(rén)員或決策層展(zhǎn)示各(gè)類能源(yuán)的使用(yòng)消耗情況(kuàng)，便(biàn)於(yú)找出(chū)高(gāo)耗能點或不(bù)合(hé)理(lǐ)的耗(hào)能習慣(guàn)，有(yǒu)效節約能(néng)源(yuán)，為用(yòng)戶進一步(bù)節能改造(zào)或設備升級提供(gōng)準確(què)的數(shù)據(jù)支(zhī)撐(chēng)。用戶可按照(zhào)國家有關規定(dìng)實(shí)施能源計算(suàn)，分析現狀(zhuàng)，查(chá)找(zhǎo)問題(tí)，挖掘節能潛力，提出切實可(kě)行的節能(néng)措施，並(bìng)向縣級以上管理節能工(gōng)作的部門報送能(néng)源計(jì)算(suàn)報告(gào)。

4.2應用(yòng)場(cháng)所

適用(yòng)於(yú)公共(gòng)建(jiàn)築，集(jí)團(tuán)公司，工(gōng)業園區，大型(xíng)物業(yè)，學校(xiào)，醫(yī)院(yuàn)，企業(yè)等(děng)不同行業的能耗(hào)監測與管理(lǐ)的係統設(shè)計(jì)，施工和運行維護(hù)。

4.3係統(tǒng)功(gōng)能(néng)

4.3.1係(xì)統概況(kuàng)

平(píng)台運行狀態，當(dāng)月能耗(hào)折算(suàn)，地圖導(dǎo)航(háng)，各(gè)能耗逐時，逐月曲(qū)綫(xiàn)，當日，當月(yuè)能耗(hào)同(tóng)比分析(xī)滾(gǔn)動顯示(shì)。

4.3.2用(yòng)能概(gài)況

對建築(zhù)，部門，區(qū)域，支(zhī)路，分類(lèi)分(fēn)項等用能進行對(duì)比(bǐ)，支持當(dāng)日(rì)逐時(shí)趨勢(shì)，當月逐日趨(qū)勢(shì)曲綫，分(fēn)時(shí)段能耗統(tǒng)計(jì)對比，總能耗(hào)同環比(bǐ)對(duì)比(bǐ)。

4.3.2用(yòng)能概(gài)況

對建築，部(bù)門，區(qū)域，支(zhī)路，分類分項等(děng)用能進(jìn)行對比(bǐ)，支(zhī)持當日逐(zhú)時(shí)趨(qū)勢，當月逐日(rì)趨勢曲綫，分時段(duàn)能耗(hào)統(tǒng)計對比，總能耗(hào)同(tóng)環(huán)比對(duì)比。

4.3.3用(yòng)能(néng)統(tǒng)計

對建(jiàn)築，區域，分項，支(zhī)路(lù)等(děng)結(jié)構按日(rì)，月，年報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)對(duì)分類能(néng)源(yuán)用(yòng)能進行統(tǒng)計，支持(chí)報表數(shù)據(jù)導(dǎo)出(chū)EXCEL，支持選(xuǎn)擇(zé)建築數(shù)據(jù)進(jìn)行生(shēng)成(chéng)柱狀圖。

4.3.4復(fù)費率(shuài)統計

復費(fèi)率(shuài)報表(biǎo)按日，月(yuè)，年(nián)統(tǒng)計(jì)對單棟建(jiàn)築(zhù)下不同(tóng)支路的尖，峰，平，穀用電(diàn)量(liáng)及成本(běn)費(fèi)用進行統計分析。支(zhī)持數(shù)據導出到EXCEL。

4.3.5同比(bǐ)分(fēn)析

對建築，分項，區域，支(zhī)路等(děng)用能(néng)按日，月，年以圖(tú)形和(hé)報(bào)表(biǎo)結合的方(fāng)式進行用能數據同(tóng)比(bǐ)分(fēn)析。

4.3.6能(néng)源流向圖(tú)

能源流向圖(tú)展示單(dān)棟建(jiàn)築時(shí)段內各(gè)類能源從(cóng)源頭到末端(duān)的的能源(yuán)流向(xiàng)，支(zhī)持(chí)按原始值和(hé)折標值查看。

4.3.7夜間(jiān)能(néng)耗分析(xī)

夜間(jiān)能(néng)耗以表格，曲綫，餅(bǐng)圖等(děng)形式(shì)對(duì)選擇(zé)支(zhī)路分類能源在時段工作時間與(yǔ)非工作時間用能統(tǒng)計(jì)對比，支持(chí)導出(chū)報表。

4.3.8設備(bèi)管(guǎn)理(lǐ)

設備(bèi)管理包括，設(shè)備(bèi)類型，設備(bèi)台(tái)賬(zhàng)，維保記(jì)錄(lù)等功能(néng)。輔(fǔ)助用(yòng)戶合(hé)理管理設(shè)備，確(què)保設(shè)備的運(yùn)行(háng)。

4.3.9用戶(hù)報告(gào)

用(yòng)戶報告針對選定的(dí)建(jiàn)築自(zì)動(dòng)統計各(gè)能源(yuán)的(dí)月使用(yòng)的(dí)同環(huán)比趨(qū)勢，並提供(gōng)簡單(dān)的能耗分析結(jié)果，針(zhēn)對用電提供單(dān)獨(dú)的復費(fèi)率(shuài)用(yòng)能分(fēn)析，報告可編輯(jí)。

5.係統(tǒng)硬(yìng)件配(pèi)置

6.結論(lùn)

基(jī)於計(jì)量(liáng)自動化(huà)係(xì)統的(dí)遠程抄表技術，是推動(dòng)供電企業計(jì)量(liáng)，營(yíng)銷(xiāo)工(gōng)作向自(zì)動(dòng)化，智能化發展(zhǎn)的動(dòng)力(lì)。解(jiě)決信號(hào)盲區終端數據采集(jí)問(wèn)題，實現(xiàn)全量用(yòng)戶遠(yuǎn)程抄(chāo)表(biǎo)，將企業更(gēng)多的基層人(rén)員從(cóng)簡(jiǎn)單(dān)重復的現場抄(chāo)表工(gōng)作中解放(fàng)出來，優(yōu)化了企業(yè)人員(yuán)配置，有效(xiào)盤活(huó)了一綫人力資源(yuán)，促進企業(yè)良性運(yùn)作，提(tí)高員工積極(jí)性。全量用戶數據的遠(yuǎn)程抄表，從(cóng)根源上(shàng)解決了(liǎo)人工抄表差錯頑疾(jí)，及(jí)時(shí)，準(zhǔn)確的基礎(chǔ)采(cǎi)集(jí)數(shù)據(jù)，減少電(diàn)費差錯的同(tóng)時，還可有利支撐電(diàn)力(lì)大數據分析。引入(rù)多種通信技(jì)術解決公網無(wú)信號(hào)區域抄表(biǎo)問(wèn)題(tí)，方(fāng)能凸(tū)顯(xiǎn)全量(liáng)用(yòng)戶遠(yuǎn)程抄表帶(dài)來的(dí)經(jīng)濟效(xiào)益(yì)和社會效益。

7.參(cān)考(kǎo)文(wén)獻(xiàn)

[1]趙永(yǒng)良(liáng).用電(diàn)信息(xī)采集係統(tǒng)本(běn)地(dì)通(tōng)信方(fāng)式對比(bǐ)研究(jiū)[J].電力係統(tǒng)通信，2010，31（216）：50-54.

[2]賈玲(líng).淺(qiǎn)談(tán)自動抄表(biǎo)技術在(zài)電(diàn)能(néng)計量領域(yù)中(zhōng)的(dí)應(yīng)用[J].裝備製(zhì)造技術，2010，（6）：188-189

[3]孫(sūn)國學(xué)，鄭(zhèng)帆.遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技(jì)術在供(gōng)電企業中(zhōng)的(dí)應(yīng)用分析(xī)[J].內蒙古電(diàn)力(lì)技術，2008，（3）：5-8.

[4]張捷，付(fù)瑤，孫漢威，陳蓉(róng)燕(yàn)，徐揚[J].公網無信(xìn)號區域遠(yuǎn)程(chéng)抄(chāo)表問(wèn)題(tí)解決(jué)方案(àn)

[5]安(ān)科(kē)瑞企業(yè)微(wēi)電網設計與(yǔ)應(yīng)用手冊.2022.05版.