电能表的数据采集方式的比较及发展趋势研究 杨龙斌

发表时间:2020/6/30   来源:《当代电力学文化》2020年5期   作者:杨龙斌
[导读] 近年来,电网企业日益重视对电能表数据采集准确度的管理,
        摘要:近年来,电网企业日益重视对电能表数据采集准确度的管理,并采取了一系列的措施尽可能地降低电网的线路损耗,提高电网运行的经济性。加强电网企业的电能表数据采集管理是提高企业经济效益的重要措施,也是电网企业营销部门的重点工作之一,应把降损增效作为提高营销线损管理的重要手段。
        关键词:电能表;数据采集;比较;发展趋势
        电能表数据采集工作是电网运行数据分析的前提,电量数据的准确性直接关系到线损统计的准确性以及后期对电网运行方式的调整,故加强电网企业的电能表数据采集工作对强化电网企业的线损管理、提高企业的经济效益具有重要意义。
        1电能表数据采集管理
        电能表数据采集直接涉及到计量电费和售电收入,工作性质十分重要。电能表数据采集工作可为电网运行分析提供可靠的数据来源,直接关系到线损管理中的数据质量。电网中的电能量一般从线路首端流向线路末端(即电力用户),故具体可从线路首端表计、台区考核表及用户表计等几个方面来加强抄表的工作。台区考核表作为电量数据的中间环节,对分析电量数据的合理性具有重要的参考作用,应详细分析可能影响准确度的各个不同的影响因素,采取必要的措施提高合格率。数据的准确性直接影响到计量数据的分析和利用,故对此应引起足够的重视。
        近年来,智能电表的用户覆盖率逐年提高,智能电表的远程集中抄表功能,可显著降低人工抄表成本,并能提高用电数据采集的准确度,对加强线损管理起到了很大的作用。集中抄表技术可实现线损计算的相关数据的实时采集和传输,从而提高线损计算的准确度。故加强线路管理,应大力推广使用智能电表,提高抄表工作的效率和质量。
        2电能表的数据采集方式的比较
        2.1人工采集
        在感应式交流电能表的功能阶段,由于该表不具备外部通信功能,只能手动读取终端的电源电量信息。其弊端是显而易见的,主要表现在以下几个方面:1。人工抄表成本过高,一般抄表器只能采集3000米以下的数据。2。人工抄表存在安全隐患,仪表一般安装在较高的地方,现场甚至可能出现电线损坏,容易造成安全事故;3。人工抄表数据不可靠,容易被误抄、漏抄或估计。
        2.2485采集
        在电子式交流电能表的早期阶段,已逐步取消了人工抄表机制,采用485进行集中抄表。它具有以下优点:1。技术成熟,在工业上有大量的应用实例。2。通信距离长,理想通信距离3000米,现场应用数百米公里。3。它具有较强的抗干扰能力,不受电力线噪声干扰。当然,它的缺点也是显而易见的。其通信速率低,实时性差。现场布线量大,安装维护成本高。
        2.3窄带载波捕获
        电力线窄带载波通信从20世纪90年代引入我国,经过20多年的发展,在电力信息采集中得到了广泛的应用。与485通信相比,电力线载波通信具有明显的优势:通过电力线多路通信,节省了大量的有线资源,其建设成本非常低,综合成本远低于485集中抄表。但由于电力线毕竟不是载波通信的专用通信线,低压电力线信道环境恶劣,具有阻抗匹配差、噪声干扰不可预测、信号衰减强等特点。目前,几乎所有的窄带载波都在电压过零点3.3ms内通信,避开了噪声时间段,基本可以达到现场日读成功率99%以上;一次采集成功率95%以上。目前,窄带电力线载波占电力信息采集系统的90%以上。
        2.4微功率无线网络通信
        近十年来,微功率无线通信技术发展迅速,已应用于各种电子领域。由于它不受电力线噪声干扰,通信距离长,结构简单,在电力信息采集中得到了广泛的应用,特别是在电力线噪声和阻抗较差的电力环境中。微功率无线通信的应用频段是ISM频段。这些频段不需要许可证或成本,只需要不低于最大发射功率(电力行业为17dbm)的佣金要求。因此,应用站点中不同制造商的模块可能相互干扰。另外,在地下室和建筑物屏蔽效果明显的区域,通信效果明显较差。


        2.5公网通信采集
        公网通信是指通过运营商平台传输数据。目前,主要用于电力信息采集的公网通信方式有2G、3G、4G、nb-iot等。这些方法的主要特点是:数据保密性好,通信覆盖范围广,建设和维护成本低。但由于数据采集是通过运营商平台实现的,需要向运营商支付一定的费用,导致后期运营成本较高,这对无线通信有明显的不利影响。在地下室和建筑物屏蔽效果明显的区域,通信效果明显较差,甚至无法通信。因此,公网通信一般用于山区等极为分散、无屏蔽的场景,或对运营成本不敏感的重要用电方。
        2.6宽带高速载波
        电力线宽带载波技术是在窄带载波技术的基础上发展起来的,也是通过电力线传输调制信号的技术。区别在于宽带载波的信号调制方式为OFDM调制,通信频带为0.7-12mhz。窄带载波的调制方式主要有BFSK、BPSK等,其通信频带为10kHz~500KHz。根据香农定理,通信系统的极限传输速率与信道带宽成正比。信道带宽越大,极限传输速率越大。目前的宽带载波通信速率可以达到窄带载波通信速率的几十倍。在国家电网实施的最新第二代宽带载波(HPLC)标准中,要求:1。制造商之间的宽带载波(HPLC)需要支持互联功能,可以大大提高现场的运行维护效率。2。能够支持站区的识别,准确定位模块的站区属性。3。支持停电报告功能,及时了解电表终端故障。
        3提高电能表数据采集准确度的方法和措施
        电能表是重要的计量设备之一,有必要提高对电量数据采集的准确度。在电力生产的实际中,对于提高采集准确度的方法较多,应该根据当地电力企业的实际情况,选择合适的应对措施,保证电量数据采集的准确性,以下主要从电能表传输规约、数据存储及分析计算等方面进行分析,在实际中可能根据情况加以选择和采用。
        3.1电能表传输规约
        对于用电信息采集终端的数据传输,可以采集精度较高的传输规约,如可采用小数位数为三位小数的传输规约,以提高数据的传输精度。一般在电能量表系统中,有专门的可以设置电能表小数位数的窗口,只需要进入更改小数位的设置即可。同时,对于传输规约的选择,也可以按照同样的方法完成更改。不同的传输规约,在数据的处理和传输过程中,都会有所区别,应该根据实际情况加以选择和区分。
        3.2数据存储及分析计算
        对于数据的分析计算,在计算之前,应支持数据进行分批计算,需要能导出本批次清单基础数据,便于数据核对。如果发现某条线路或者某个台区的电力信息数据差距较大,则可以根据整个数据表中的信息进行仔细的比对,通过逐个线路进行排查,发现可能存在问题的线路或者台区,从而找到出现问题的原因。当发现电能表中存在缺陷时,可以及时通知相关人员前往处理。
        除此之外,主站系统的电量运维人员应该加强对电量系统的运行巡视,对每个变电站的运行通道情况进行排查,当某个变电站的通道中断时,则可能会影响多条线路的数据,故应引起重视,保证电量数据的准确。
        结论
        本文详细分析了电能表数据采集工作对线损管理的意义,指出了电能表数据采集工作可为线损管理提供可靠的数据质量和数据来源。提高电能表数据采集准确度,可提高线损统计分析的可靠性和优化电网的运行方式。
        参考文献:
        [1]王明俭.试论如何提高山区智能电能表数据采集成功率[J].电子测试,2017(8):96.
        [2]徐人恒,李迪星,曲井致等.智能电能表数据采集关键技术研究[J].自动化与仪器仪表,2017(5):169-171.
        [3]旷奔龙.浅析如何提高山区智能电能表数据采集成功率[J].中国战略新兴产业,2018(8):214.
       
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