刘志勇，王晶
国网山东省电力公司临邑县供电公司 山东德州 251500
摘要：为了提出基于HPLC通信模块的智能电表深化应用，在低压客户电表停上电实时上报、低压客户电压电流高频采集与监测、台区拓扑信息、台区相位识别、台区户变关系识别、通信模块ID管理方面挖掘智能电表的潜力，提高计量和采集业务的精益化管理水平，提升客户优质服务水平，提高数据资产利用价值
关键词：HPLC通信；智能电表；措施
1智能电表现状
1.1智能电表建设现状
截止2020年8月，国网公司累计安装智能电能表4.45亿只，累计采集接入4.44亿户，采集覆盖率99.5%，公司利用采集系统开展远程费控功能应用。
1.2早期智能电表应用常见问题
1.2.1窃电行为
窃电行为是电力运维领域一直以来存在的问题，其会造成电力用户、电力企业的经济损失，因此属于不良现象。那么针对窃电行为，电力运维领域一直在开发相应的治理方法，并将治理方法融入到智能电表当中，尝试通过智能电表的在线监测功能来处理窃电行为，然而在早期智能电表的应用之下，其虽然能够在一定程度上降低窃电行为发生的概率，但相较于预期要求，还有一定的差距。
1.2.2 传输效率较慢
早期智能电表所采用的通信模块为窄带模块，这种模块的运行方式为：利用电力线产生窄带载波，那么将电力线设置于数据采集设备、数据处理终端之间，即可利用载波将数据采集结果传输给数据处理终端。而在此数据传输过程当中人们发现，窄带模块产生的窄带载波其实是信息载入容量较小，所以在当下智能电表高度普及的背景下，窄带模块很难满足实时通信的需求，经常需要将同一批信息分为多组进行传输，此时就导致信息数据传输效率下降，不利于电力运维质量。
1.2.3传输稳定性较差
在预期要求条件下，对于智能电表的数据传输稳定性十分重视，因为稳定性不足不但会进一步降低传输效率，还可能出现数据丢失等现象。然而早期智能电表的运行表现下，其数据传输的稳定性表现较差，时常出现传输断续、数据丢包的问题，而造成这些现象的主要原因有二，其一即上述内容中的窄带通信模块的载波容量偏小，所以同一批数据传输会先后到达，形成断续现象，其二因为窄带模块很容易被外部因素所干扰，导致其运行出现相应的问题，间接进一步扩张断续现象，同时引起数据丢包。综合上述两个影响因素，说明早期智能电表的数据传输稳定性较差。
1.2.4覆盖范围较小
在现代社会当中几乎家家户户都需要用电，说明智能电表的安装必须做到全覆盖，那么为了实现全覆盖，必须对智能电表的数量进行控制，但智能电表的数量高低，会对安装的工作负担、成本造成影响，而早期智能电表因为窄带模块与电力用户之间主要采用电力线来实现连接，那么电力作为实体线路，其距离必然受到一定的限制，所以说明其覆盖范围较小，此时电力单位必须采用大量的智能电表以及附属线路来进行安装。此外，在智能电表数量增大的前提下，还会导致之后维护工作负担加大，所以有必要对此进行改善。
1.3智能电表应用瓶颈
目前国网公司辖区内的智能电表数据贯通至数据系统集成方式智能电表数据先由终端设备通过低压电力线窄带载波通信方式采集，后通过终端设备通过通信信道层（移动、电信、联通运营商等）上送数据至系统，终端与智能电表是通过电力线窄带载波的模式进行数据交互，该种模式的传输效率慢，覆盖距离短，传输过程容易发生丢包的问题，窄带载波信道易受到干扰，通信成功率较低，故目前终端设备主要采集低压客户的智能电表的有功总电能、无功总电能等数据，无法深入开展智能电表全量数据采集工作，无法准确计量客户用电情况，故无法有效提升停电范围精准管理与主动服务水平。
2. HPLC通信模块概述
HPLC通信模块是新时代下，电力公司针对早期智能电表通信模块缺陷开发出现的一种新型通信模块，根据前人理论分析得知，HPLC通信模块相比于早期智能电表通信模块，其在通信速率与稳定性性能方面有巨大优势，超出早期通信模块性能的7～10倍。
3.HPLC通信模块智能电表深化应用
3.1改进需求
在改进方向上，首先必须针对性的改善上述 各 项 问 题，其次根据国家相关方针要求，需要在早期电能表基础上实现新型功能，例如低压客户表计停电实时上报、采集与监测；台区户变关系智能识别、拓扑智能识别、ＩＤ 管理。
3.2智能电表深化应用方案
基于低压电力线高速载波通信技术（HPLC）的户表停上电实时上报、电压电流监测、台区拓扑信息、相位识别、台区识别、通信模块 ID 管理等技术，为深化智能电表应用提供了基础支撑，有效助力供电部门在不改动电能表的前提下挖掘采集系统的潜力，提高计量和采集业务的精益化管理水平、提升客户优质服务水平、提高数据资产利用价值。
3.2.1低压客户表计停上电实时上报功能
基于HPLC通信的高速通信机制，在电能表断电后，通过智能电能表载波模块在规定的时间内上报停电故障信息。智能电能表载波模块需配备超级电容，当停电发生时，通信模块在待机状态下，后备电源能够维持供电时长不小于 30～60 s。通过HPLC通信载波模块在规定的时间内上报停电故障信息，逐步实现低压客户的停电事件主动上报功能应用。
3.2.2低压客户表电压电流采集与监测
首先将HPLC通信模块安置于智能电表当中，此时利用模块的低压电力线高速载波通信技术，可以有效提高智能电表电压、电流采集机制的频带宽度与速率快。其次利用HPLC当中的并发抄读机制，可以设置数据采集时限，这一点在本文改进方案中，电压、电流的冻结数据采集时限为15min；电压、电流实时数据采集时限为15min。
3.2.3台区户变关系智能识别
在智能电表的载波台区当中，其集中器与智能电表之间存在密切联系，在此条件下，实现智能电表传输而来的数据可以与电力企业保存的用户档案相匹配，而且这个匹配过程因为智能化技术的支撑，可智能自动运行，因此就实现了台区户变关系智能识别功能。结合相关理论得知，台区户变关系智能识别功能主要功效有三点，即客户地理位置定位、供电质量判别、三相负荷分析。原理上，只要借助集中器的“载波搜表功能”获得载波信息特征，再将特征结果与客户电压变化特征相互对比，即可实现匹配；借助集中器自动搜表功能，实现电表与用户之间的通信链路，依靠链路实现用户特征自动获取；此外，结合相关理论得知，在常规的组网、抄表条件下，HPLC通信模块本地模块还具有获取载波模块入网信息的功能，将入网信息传输与集中器当中，可以得到载波模块逻辑拓扑结构，那么针对结构信息进行分析，电力运维人员可以直观判断出数据来源，实现电力用户精准定位。
3.2.4台区拓扑智能识别功能
采集主站通过技术手段，自动识别低压客户在台区所属供电相位，为异常定位、三相不平衡治理等业务应用提供支撑。通过集中器根据通信链路确定户表所接相位，改造主站前置服务器、完善主站配套功能；其它组网方式通过户表电压与台区表分相电压变化特征相识性确定户表所接相位。HPLC 通信模块配备过零检测电路，在正常入网、抄表过程中可实现电能表（采集器）相位的智能识别，且可以识别单相电能表的L/N接反、三相电能表的逆相序。
通过集中器载波模块获取相关信息，主站进行相关信息的召测。通过对相位的准确识别，可统计每条线路上的电表数量，分别对各线路上的供电量、用电量、损耗电量进行计算统计，为分相线损治理、供电线路优化等工作提供准确的依据。
总结
基于HPLC通信模块的智能电表深化应用，提高智能电表的支撑作用，为供电可靠性、配网抢修平台等相关业务系统提供及时准确的信息数据，提高对客户的响应速度，减少客户的投诉，提高服务能力，进一步提升整体供电服务水平；为供电故障判断提供数据基础，有利于提高故障抢修及时性，构建和谐的供用电关系，方便客户，提升公司形象，提高客户满意度。
参考文献
［1］吴敬文．低压电力线载波通信技术研究进展[J]．通讯世界，2015（12）：141．
［2］胡江，樊明哲．我国电力线载波通信技术的发展及现状分析[J]．科技资讯，2017（19）：30-31．