马东娥、王集慧、彭润海、周亚、朱星衡
国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司 湖南 长沙 410000
摘要：HPLC通信模块，即高速宽带载波通信模块，是为了解决传统窄带模块中存在的一系列问题，而提出的创新型通信模块运用。在HPLC通信模块的运用过程中，其传输效率较快、信息量大、覆盖距离长，不易受到干扰，能够解决传输过程中出现的丢包问题，在智能电表的深化应用中，可以有效解决当前智能电表中存在的一系列问题。本文将对传统智能电表的建设情况做出简单的表述，并且提出HPLC的相应应用优化方案，供相关从业者参考。
关键词：高速宽带载波；通信模块；智能电表
一、引言
随着我国科学技术的不断发展，我国的智能电表覆盖率正在逐年提高。近年来，智能电表已经基本上完全替代了传统电表，成为了我国电力统计工作中的重要主体。智能电表拥有超过98%的电力使用情况采集成功率，因此，其稳定性和准确性受到相关从业人员以及广大电力消费者的肯定。然而，随着时代的不断发展，电力的应用水平也越来越高，使用功能也逐渐趋于多样化。为了提升智能电表的用户使用满意程度，并且及时更新用户的用电情况，智能电表需要进行进一步的更新，以满足日益增长的用电需求。在当前的研究中，一种基于HPLC通信模块的智能电表被研发出来并且投入使用。其拥有比传统智能电表更高的稳定性和精确性，且能够对用电情况进行实时的监测，因而具有很高的市场价值和使用意义。
二、HPLC在智能电表系统中的深化应用
（一）高速宽带载波通信模块在智能电表中应用的市场需求
HPLC 技术是一种高速电力线通信技术，电力线通信技术是指利用电力线作 为通信介质进行数据传输的一种通信技术。由于电力线是最普及、覆盖范围最为 广阔的一种物理媒体，利用电力线传输数据信息，具有极大的便捷性，无需重新 布线，即可将所有与电力线相连接的电器组成一个通信网络，进行信息交互和通 信。这种方式实施简单，维护方便，可以有效降低运营成本、减少构建新的通信 网络的支出，因而已成为智能电网、能源管理、智慧家庭、光伏发电、电动汽车 充电等应用的主要通信手段。
由目前我国的电网公司辖区智能电表数据获取方式来看，智能电表的发展情况已经达到了一个很高的水平。在供电系统的主站层，前置采集平台向采集数据库中提供数据，采集数据库再向营销采集业务应用提供相应的用户数据，并且得到一部分的反馈；在通信层中，主要依靠光纤专网、无线公网以及其他相关信道，来保证通信的实现；采集设备层中，从电表采集到的数据，通过专变终端或集中器来进行数据的汇总和反馈，以此来完成智能电表数据的收集。[2]
然而，在这种智能电表的数据收集过程中，因为终端与智能电表使用低压窄带通信模块进行信息的交互，这将会导致信息交流速度过慢，信息传递情况不稳定等现象。窄带再模模式进行数据交互，也容易导致数据丢包现象的发生，且容易受到干扰，使得智能电表系统的正常稳定工作受到干扰，影响电力供应系统的服务水平。因此，开发出一种新的信号传输模式是非常有必要的一件事，其也拥有一定的经济价值，值得研究。
图一：我国5年来智能电表需求情况
（二）深化HPLC在智能电表中的应用的具体方案
1、实现低压部分实时上报功能
当客户的用电情况出现故障时，电表会出现低压断电的情况，从而导致传统的低压窄带通信模块无法正常工作，问题也不能及时上报，使得客户的用电体验受到严重影响。智能电表通过其自带的超级电容，可以在低压断电的情况下依旧保持一分钟左右的正常工作。在这种情况下，其可以通过HPLC模块在短时间内将供电系统出现的问题进行上报，从而加快问题解决的时间，并且简化相应的检修流程。
图二：智能电表结构图
2、实现低压情况下电压电流高频监控
高速宽带载波通信模块可以在电压较低的情况下依旧保持工作，其拥有频带较宽，速率够快等优点，因此可以满足某些特殊情况下的严格条件工作。HPLC通信模块可以实现电压、电流和电量在极限情况下的采集，并且及时进行上报。通过实现这种功能，可以对用户的用电情况进行更加及时准确的监控，保证用户的用电体验。[3]
低压电流的高频采集与监测同时也支撑了相应的配电网络优化工作。通过对用户电压电流的监控，可以有效地发现用电中不符合相关规定的情况，精准定位到问题出现的地点，提升电网的相应维护工作的工作水平。通过这种功能，能够快速精准地定位处可能存在偷电窃电情况的用户，建立起全面的管控体系。保障电力企业的合法利益不受违法行为的侵害，保障相应企业单位的利益。
3、实现智能识别功能
利用智能电网供电系统中，集中器和智能电表之间的相互信息交流，可以实现对智能电表的精确识别。再将电表与申请用户的信息相绑定，就能够完成智能电网的智能识别功能。当电表的运营过程中，监测到异常的数据，会向上一级集中器进行数据反馈，再由集中器相对应的用户进行反馈，确定问题产生的原因，并且制定出相应的解决方案。基于高速宽带载波通信模块，可以让这一过程的稳定性和精确性得到最充足的保证，并且加大主站的相应监控能力范围，准确判断智能电表所属的下级网点位置，从而让整体功能的实现更加迅速准确。
在目前的高速宽带载波通信模块的管理过程中，其还没有作为智能电表整个使用寿命的辅助设备进行相应的管理，而只是作为智能电表的一部分进行管理。因此，在智能电表的长期工作过程中，难免会出现通信模块管理的缺陷。在部分地区，通信模块安装的数量远大于所需要的数量，导致大部分通信模块不工作，处在闲置装填；而在另外的地区，通信模块频繁地被使用，其使用寿命受到很大影响。因此，在深化智能电表的应用过程中，要增强对通信模块的具体管理，充分调动所需资源，避免浪费现象的发生。
4、实现智能采集
基于 HPLC 高频采集的业务主要包括以下内容：
日冻结数据采集：每天采集所有表计的日冻结数据，用于电量发行及日用电 量分析。
高频实时数据采集：每天采集 24~96 点实时用电数据，一般包括电压、电流、 功率因数等信息；主要用于供电质量相关指标分析；台区内大多节点数据相关性 较大，在规模大、信道条件差的台区建议针对重点表计进行采集；对于台区小、信道条件良好的台区，可以针对所有表计进行采集；根据用电特点及通信性能， 采集的点数也可以进行调整，建议采集间隔为 15 分钟到 1 小时，1 小时间可以分割为整数个采集间隔，采集间隔起始从0 分开始。
负荷曲线及小时冻结数据采集：每天采集前一天的负荷曲线或小时冻结信 息，主要用于精细时段的线损分析；建议在保证 24 点的小时冻结数据基础上， 尝试 96 点的 15 分钟负荷曲线数据采集。
利用 HPLC 高速率特点，可以有效提升电能表自动抄表成功率；并可实现电 能表电压、电流数据的高频采集，可以开展供电线路老化趋势分析，监测电网电 压质量和负荷波动情况。
从HPLC通信角度，主要是提供并发通信的能力，以此来提升应用层通信速 率。主要从两方面来并发，一是集中器与电表之间不采用一问一答制，集中器可以同时抄读多个电表对象。二是每帧 Q/GDW 1376.2 可以包含多帧电表协议 （DLT645 或 DLT698.45 包含多个 OAD）。
结语：智能电表的普及与发展是当今时代和科技发展的必然结果。其发展水平虽然已经到了一个很高的阶段，但其仍旧存在一系列的问题，想要进一步让其进行发展，就需要深化技术和管理方面的改革。通过高速宽带载波通信模块与智能电表二者相结合，能够让智能电表的数据反馈更加及时，使得电网公司的服务质量更高，提升用户的用电体验。
参考资料：
[1] 郑松松. 基于面向对象通信协议的智能电表功能深化应用[J]. 中国仪器仪表, 2017(7).
[2] 邱志辉,伍栋文,刘水,胡志强."基于HPLC通信模块的智能电表深化应用研究."江西电力 .(2018):27-31.
[3] 蔡晓榆,林晓田."基于智能电网的配电网通信技术应用研究."《山东工业技术》 .(2018):179-179.马东娥、王集慧、彭润海、周亚、朱星衡
国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司 湖南 长沙 410000
摘要：HPLC通信模块，即高速宽带载波通信模块，是为了解决传统窄带模块中存在的一系列问题，而提出的创新型通信模块运用。在HPLC通信模块的运用过程中，其传输效率较快、信息量大、覆盖距离长，不易受到干扰，能够解决传输过程中出现的丢包问题，在智能电表的深化应用中，可以有效解决当前智能电表中存在的一系列问题。本文将对传统智能电表的建设情况做出简单的表述，并且提出HPLC的相应应用优化方案，供相关从业者参考。
关键词：高速宽带载波；通信模块；智能电表
一、引言
随着我国科学技术的不断发展，我国的智能电表覆盖率正在逐年提高。近年来，智能电表已经基本上完全替代了传统电表，成为了我国电力统计工作中的重要主体。智能电表拥有超过98%的电力使用情况采集成功率，因此，其稳定性和准确性受到相关从业人员以及广大电力消费者的肯定。然而，随着时代的不断发展，电力的应用水平也越来越高，使用功能也逐渐趋于多样化。为了提升智能电表的用户使用满意程度，并且及时更新用户的用电情况，智能电表需要进行进一步的更新，以满足日益增长的用电需求。在当前的研究中，一种基于HPLC通信模块的智能电表被研发出来并且投入使用。其拥有比传统智能电表更高的稳定性和精确性，且能够对用电情况进行实时的监测，因而具有很高的市场价值和使用意义。
二、HPLC在智能电表系统中的深化应用
（一）高速宽带载波通信模块在智能电表中应用的市场需求
HPLC 技术是一种高速电力线通信技术，电力线通信技术是指利用电力线作 为通信介质进行数据传输的一种通信技术。由于电力线是最普及、覆盖范围最为 广阔的一种物理媒体，利用电力线传输数据信息，具有极大的便捷性，无需重新 布线，即可将所有与电力线相连接的电器组成一个通信网络，进行信息交互和通 信。这种方式实施简单，维护方便，可以有效降低运营成本、减少构建新的通信 网络的支出，因而已成为智能电网、能源管理、智慧家庭、光伏发电、电动汽车 充电等应用的主要通信手段。
由目前我国的电网公司辖区智能电表数据获取方式来看，智能电表的发展情况已经达到了一个很高的水平。在供电系统的主站层，前置采集平台向采集数据库中提供数据，采集数据库再向营销采集业务应用提供相应的用户数据，并且得到一部分的反馈；在通信层中，主要依靠光纤专网、无线公网以及其他相关信道，来保证通信的实现；采集设备层中，从电表采集到的数据，通过专变终端或集中器来进行数据的汇总和反馈，以此来完成智能电表数据的收集。[2]
然而，在这种智能电表的数据收集过程中，因为终端与智能电表使用低压窄带通信模块进行信息的交互，这将会导致信息交流速度过慢，信息传递情况不稳定等现象。窄带再模模式进行数据交互，也容易导致数据丢包现象的发生，且容易受到干扰，使得智能电表系统的正常稳定工作受到干扰，影响电力供应系统的服务水平。因此，开发出一种新的信号传输模式是非常有必要的一件事，其也拥有一定的经济价值，值得研究。
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（二）深化HPLC在智能电表中的应用的具体方案
1、实现低压部分实时上报功能
当客户的用电情况出现故障时，电表会出现低压断电的情况，从而导致传统的低压窄带通信模块无法正常工作，问题也不能及时上报，使得客户的用电体验受到严重影响。智能电表通过其自带的超级电容，可以在低压断电的情况下依旧保持一分钟左右的正常工作。在这种情况下，其可以通过HPLC模块在短时间内将供电系统出现的问题进行上报，从而加快问题解决的时间，并且简化相应的检修流程。
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2、实现低压情况下电压电流高频监控
高速宽带载波通信模块可以在电压较低的情况下依旧保持工作，其拥有频带较宽，速率够快等优点，因此可以满足某些特殊情况下的严格条件工作。HPLC通信模块可以实现电压、电流和电量在极限情况下的采集，并且及时进行上报。通过实现这种功能，可以对用户的用电情况进行更加及时准确的监控，保证用户的用电体验。[3]
低压电流的高频采集与监测同时也支撑了相应的配电网络优化工作。通过对用户电压电流的监控，可以有效地发现用电中不符合相关规定的情况，精准定位到问题出现的地点，提升电网的相应维护工作的工作水平。通过这种功能，能够快速精准地定位处可能存在偷电窃电情况的用户，建立起全面的管控体系。保障电力企业的合法利益不受违法行为的侵害，保障相应企业单位的利益。
3、实现智能识别功能
利用智能电网供电系统中，集中器和智能电表之间的相互信息交流，可以实现对智能电表的精确识别。再将电表与申请用户的信息相绑定，就能够完成智能电网的智能识别功能。当电表的运营过程中，监测到异常的数据，会向上一级集中器进行数据反馈，再由集中器相对应的用户进行反馈，确定问题产生的原因，并且制定出相应的解决方案。基于高速宽带载波通信模块，可以让这一过程的稳定性和精确性得到最充足的保证，并且加大主站的相应监控能力范围，准确判断智能电表所属的下级网点位置，从而让整体功能的实现更加迅速准确。
在目前的高速宽带载波通信模块的管理过程中，其还没有作为智能电表整个使用寿命的辅助设备进行相应的管理，而只是作为智能电表的一部分进行管理。因此，在智能电表的长期工作过程中，难免会出现通信模块管理的缺陷。在部分地区，通信模块安装的数量远大于所需要的数量，导致大部分通信模块不工作，处在闲置装填；而在另外的地区，通信模块频繁地被使用，其使用寿命受到很大影响。因此，在深化智能电表的应用过程中，要增强对通信模块的具体管理，充分调动所需资源，避免浪费现象的发生。
4、实现智能采集
基于 HPLC 高频采集的业务主要包括以下内容：
日冻结数据采集：每天采集所有表计的日冻结数据，用于电量发行及日用电 量分析。
高频实时数据采集：每天采集 24~96 点实时用电数据，一般包括电压、电流、 功率因数等信息；主要用于供电质量相关指标分析；台区内大多节点数据相关性 较大，在规模大、信道条件差的台区建议针对重点表计进行采集；对于台区小、信道条件良好的台区，可以针对所有表计进行采集；根据用电特点及通信性能， 采集的点数也可以进行调整，建议采集间隔为 15 分钟到 1 小时，1 小时间可以分割为整数个采集间隔，采集间隔起始从0 分开始。
负荷曲线及小时冻结数据采集：每天采集前一天的负荷曲线或小时冻结信 息，主要用于精细时段的线损分析；建议在保证 24 点的小时冻结数据基础上， 尝试 96 点的 15 分钟负荷曲线数据采集。
利用 HPLC 高速率特点，可以有效提升电能表自动抄表成功率；并可实现电 能表电压、电流数据的高频采集，可以开展供电线路老化趋势分析，监测电网电 压质量和负荷波动情况。
从HPLC通信角度，主要是提供并发通信的能力，以此来提升应用层通信速 率。主要从两方面来并发，一是集中器与电表之间不采用一问一答制，集中器可以同时抄读多个电表对象。二是每帧 Q/GDW 1376.2 可以包含多帧电表协议 （DLT645 或 DLT698.45 包含多个 OAD）。
结语：智能电表的普及与发展是当今时代和科技发展的必然结果。其发展水平虽然已经到了一个很高的阶段，但其仍旧存在一系列的问题，想要进一步让其进行发展，就需要深化技术和管理方面的改革。通过高速宽带载波通信模块与智能电表二者相结合，能够让智能电表的数据反馈更加及时，使得电网公司的服务质量更高，提升用户的用电体验。
参考资料：
[1] 郑松松. 基于面向对象通信协议的智能电表功能深化应用[J]. 中国仪器仪表, 2017(7).
[2] 邱志辉,伍栋文,刘水,胡志强."基于HPLC通信模块的智能电表深化应用研究."江西电力 .(2018):27-31.
[3] 蔡晓榆,林晓田."基于智能电网的配电网通信技术应用研究."《山东工业技术》 .(2018):179-179.