1、集中抄表系統與電力營銷信息化摘要隨著我國改革開放的不斷深化，全面進入小康社會的步伐越采越快，居民的居住環境有了很大的改善，與此同時對用電服務也提出了更高的要求。通過對集中抄表系統進行設計改進，使其實現信息交互，提高供電企業的電力營銷信息化程度。 關鍵詞集中抄表系統電力營銷信息化 1概述 集中抄表系統是一個結構化的開放式系統，采集器通過電能表的通信接口采集電量數據，并通過一定的網絡設備傳輸到供電企業數據庫中，做為電費結算的依據。目前大多數居民集中居住區都已經安裝了集中抄表系統，并投入使用，大大降低了抄表人員的勞動強度，和人為因素造成的抄表誤差。本文對集中抄表系統提出一些設計改進，使其能增加實時電

2、壓監測、故障報修、信息發布、電費控制等功能，提高電力營銷信息化程度。 2集中抄表系統結構和工作原理 2.1系統結構圖 2.2系統的組成 從上面的結構圖可以看出集中抄表系統是一個結構化的開放式系統，主要有三個部分：分別是硬件部分、軟件平臺、數據傳輸。各個部分都具有較強的兼容性、移置性、升級性和可維護性，方便進行二次開發和性能改進。同時各個部分的升級換代和功能擴充都很方便，無需對整個系統做大的改動。 2.3硬件部分 原來的集中抄表系統硬件部分只有數據采集器和數據集中器，我擴充設計了電壓監測模塊、控電模塊和顯示模塊。 數據采集器：數據采集器能通過485總線與電能表建立數據通信連接，并針對不同的電能表

3、型號，自動選擇合適的通訊規約，實時自動采集各個用戶的用電數據，并將采集到的信息發送到數據集中器。 數據集中器：數據集中器的主要功能就是將采集器采集到的電能信息數據，和其他硬件模塊采集的數據傳輸到數據庫，并對傳送的數據進行校驗，防止數據在傳輸中發生改變。 電壓監測模塊：電壓監測模塊通過傳感器和電壓采樣線對用戶電能表的電壓實施實時監鍘。并經模數電路轉換為數據信息，然后將采集的電壓數據發送到數據集中器內。可以監測相對地、相對相、相對零等電壓，以及電壓的異常波動。電壓采樣由于采用了光電隔離措施，能有效的避免強電串入弱電對人身安全帶來的威脅，和防止設備的損壞。 控電模塊：控電模塊是帶復式控制功能的開關組

4、合模塊，主要功能是對用戶的電源實現遠程控制，能根據系統操作員的指令自動切斷或投入用戶的電源。要求切斷容量適合，并且帶失電自動復位功能。 顯示模塊：顯示模塊是能顯示點陣漢字的信息顯示屏，可以安裝在數據采集器上，它的主要功能是顯示各種用電信息，如電費金額、電壓信息、欠費信息、停電通知和故障信息等等。 2.4軟件平臺 軟件部分由應用軟件、數據庫、硬件支撐平臺組成。其中應用軟件負責對系統進行日常管理操作；數據庫負責采集數據的交換、引用、索引；支撐平臺負責硬件部分的運行、維護。我主要在應用軟件中增加了故障報警功能、信息發布功能、控電操作功能。 應用軟件：系統管理軟件已封裝成標準的ActiveX控件，可以

5、方便的與供電公司電力營銷管理系統連接。 數據庫：通過采用CIGS中間層可以使應用系統結構清晰，維護簡單易行。CICS其全稱是Customer Information Control System，即客戶信息控制系統。CICS通過關系數據庫從主數據庫中獲得資源，建立在操作系統、1SO的分布式計算環境和Encina服務上。 硬件支撐平臺：硬件支撐平臺采用了固化核心和遠程程序下載技術，基于BIOS的硬件結構，使得軟件功能的升級擴充都無需進行現場維護，可以在遠程操作端自動完成。2.5數據傳輸 數據傳輸部分主要負責建立硬件設備之間的數據鏈路，將采集到的數據傳輸、發送，并確保傳輸快速準確。原先的設計有PL

6、C、485、以太網和手機無線網絡。根據技術發展，我對3G技術在集中抄表系統中的應用，做了簡單的介紹和預想。 電力載波：電力線載波PowerLineCarrier，簡稱PLC是電力系統特有的通信方式，它是利用現有電力線，通過載渡方式高速傳輸模擬或數字信號的技術。優點是使用電力線作為傳輸介質，不需要線路投資。但是缺點是由于配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用，所以PLC只能用在同一配變的供電區域內。 RS485：RS485是串行數據接口標準，具有接線簡單，傳輸距離長(最大傳輸距離約為1219米)的優點，但是傳輸速度低，只能用于抄表采集模塊之間的通信。 以太網：以太網采用拓撲總線結構，具有傳輸速度高，

7、連接方便，通用性強的特點。缺點是在電纜供電的小區內只能在地下電纜管線內走線，施工難度大，日常維護困難。 無線方式：主要有GPRS、CDMA兩種技術，GPRS、CDMA都是無線通信網絡，利用移動手機的本站發射信號。所以在構建集中抄表系統時。不必重新建設機站，也不需要中繼器，組網簡單，建設費用低，可以適合各種施工地形，減少網絡設備的維護。 3G是英文3rdGeneration的縮寫，指第三代移動通信技術。相對1G和2G主要是提升了傳輸速度，3G技術在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節每秒)、384kbps(千字節每秒)以致144kbps的傳輸速度。目前3c技術蓬勃發展，將來

8、極有可能代替GPRS和CDMA成為尤線數據傳輸的主力，所以現在也應當對網絡傳輸模塊預留3G升級接口，一旦技術成熟就可以立即向3G過渡。 3集中抄表系統在電力營銷管理的應用 隨著人民生活水平的不斷提高，人們對電力的需求已經不僅僅滿足于有電用，良好的供電質量和服務水平，成為社會對供電企業的新要求。在電力營銷的發展過程中，原來以用電管理為主的職能正逐漸向用電服務為主的方向過渡，供電企業為提高供電質量和服務水平，必需要有一套完善的電力營銷管理系統，對用戶的用電狀態進行實時監測，及時掌握低壓配電網的運行情況，發現異常供電和異常線損、定位電網故障，杜絕供電隱患。但是目前用電監控裝置只是以低壓電網中的配變和

9、單位用戶專變為監測對象，對廣大的居民用電狀況沒有實時監測、控制的能力。 現階段集中抄表系統的建設相當于在居民用戶端與供電企業之間架設起一條信息高速公路，但這條信息高速公路設計是單向的，只能將數據信息從用戶端上傳至供電企業。但是通過對該系統進行設計改進，我們完全可以把它建設成雙向傳輸的信息高速公路，利用這條數據鏈路來實現雙向的信息交換，從而為居民用戶提供豐富的用電服務。對集中抄表系統的設計改進主要通過增加硬件組合模塊和軟件分析操作模塊，使其能實現以下幾種功能： 自動分辨故障類型，發生缺相、接地、缺零、電表燒壞等故障時。彈出報修信息，自動生成報修單。 自動控制用戶欠費，對欠費用戶遠程操作停電，發送

10、欠費通知信息。 自動發布停電通知，告知用戶最新的用電信息。 其中故障報修功能、信息發布功能屬于電力用戶服務的增強，欠費信息通知、控電操作功能是電費管理的增強，從而實現對居民用電狀況進行實時管理，達到提高電力營銷管理信息化的目的。 4結束語 通過對集中抄表系統進行改進，提高電力營銷管理的信息化程度，提高供電質量和用電服務水平，其帶來的經濟效益和社會效益是十分巨大的。與此同時，我們也應該注意到目前該類系統設計尚無統一的國家或行業標準，配套軟件功能也有待提高。希望各生產企業與供電企業緊密協作，在實際運行中發現問題，及時改進，進一步完善和提高系統的各項功能，也希望有關部門加快國家或行業標準的制定工作，

11、規范企業生產標準，使集中抄表系統在用電管理中切實發揮作用。預付費低壓電力載波集中抄表系統及應用摘要：依靠低壓電力載波通信技術，發展起來的集中抄表應用系統，能實現臺區電費的遠距離集中抄錄，監控對臺區總電量、線損的統計、計算，有效緩解了抄收電費工作量大的問題。但只采用遠程抄表的臺區仍然需要抄表員給用戶送電費單，并進行人工催費，仍然無法滿足供電局在“電費核收”環節減員增效、提高管理水平的客觀要求。 關鍵詞：低壓電力載波通信技術 集中抄表應用系統 遠程抄表  依靠低壓電力載波通信技術，發展起來的集中抄表應用系統，能實現臺區電費的遠距離集中抄錄，監控對臺區總電量、線損的統計、計算，有效緩解了抄

12、收電費工作量大的問題。但只采用遠程抄表的臺區仍然需要抄表員給用戶送電費單，并進行人工催費，仍然無法滿足供電局在“電費核收”環節減員增效、提高管理水平的客觀要求。 依靠智能IC卡技術，發展起來的預付費電力管理系統，能實現先交費，后用電的管理模式。解決了電費收繳難的問題，但無法實施有效的用電管理及監控，如電費核算周期內的線損計算、電量匯總等功能，不能實現“抄”“核”環節的自動化。 預付費低壓電力載波集中抄表系統有機的將上述兩種技術結合在一起，運用低壓載波通信技術、智能（CPU）IC卡技術、國際通行的3DES加密及密碼管理技術、數據庫管理技術、有線/無線通信網絡技術,綜合上述兩種應用系統的優勢，在實

13、現預付費電力管理的同時，使系統仍然具備遠距集中抄表，監控的功能。為供電企業全面實現“抄”“核”“收”自動化，提高運營效率，規避電費風險，提供了更加可靠的技術支持。 1 系統組成 CHZ151-3Dj 多費率載波抄表集中器、DDSD411型單相電子式多功能電能表、中央管理計算機和IC卡多功能電能表管理軟件、智能（CPU）IC卡、手抄機 2 系統各組成部分簡介 2.1 CHZ151-3Dj集中器 CHZ151-3Dj 多費率載波抄表集中器作為預付費低壓電力載波集中抄表系統的中心環節，通過有線/無線通信網絡連接管理系統計算機，通過低壓電力線連接電能表。負責抄表過程的控制以及抄表數據的接收、存貯與轉發

14、。CHZ151-3Dj 多費率載波抄表集中器與中央管理系統計算機的管理軟件通信有多種方式：RS232方式、內置/外置MODEM方式、RS485方式、PDA紅外通信方式、GSM和GPRS通信方式。CHZ151-3Dj 多費率載波抄表集中器與下位多個電表控制模塊的通信通過電力載波通信方式對管理的電能表進行實時抄表、凍結抄表、通/斷電操作。可廣泛用于城鄉居民小區和企、事業單位的用電管理。 2.2 DDSD411型單相電子式多功能電能表 DDSD411型單相電子式多功能電能表作為預付費低壓電力載波集中抄表系統的終端設備，是采集、管理用戶用電數據信息的主要設備。該表主控CPU采用專為自動抄表及遠程監控系

15、統而設計的單片微處理器（單芯片解決方案）；電能計量采用ADE7755計量芯片；顯示器采用專門定制的漢字LED/LCD。具有集成度高、安全性高，計量精度高，功耗小，通信接口豐富，顯示清晰且信息量大等特點。 該電能表按照生產使用過程，及所含信息的不同，依次經歷如下過程: ·裸表態（即生產出來不含任何信息的電表） ·原始態（即裸表態電表輸入了必要電表參數，且啟動安全機制的電表） ·發行態（即原始態電表導入了系統管理信息和系統安全信息的電表） ·運行態（即發行態電表導入了用戶個人信息和安全信息的電表） 并可通過IC卡進行表態轉換。 該表通過電力線載波接口與集中器

16、通信，接受來自集中器的指令，并依據指令要求上傳計量數據、用戶管理信息及本用戶表的狀態信息。實現低壓電力載波集中抄表功能和實時監測功能。 該表通過IC卡接口，接受來自系統管理計算機的設置信息，用戶數據，并依據系統設置進行計量，同時反饋本表的計量信息，用戶管理信息和狀態信息。實現多種計費方式的預付費功能。 該表還具有多種擴展接口及告警、欠費斷電功能，以方便管理部門對用戶用電狀況的稽查、管理和服務。 該表性能指標符合DL/T614-1997、GB/T 17215-2002 （IEC61036）、GB/T 15284-2002的要求；IC卡性能符合GB/T 18460-2002標準要求；載波性能指標符

17、合電力行業標準DL/T 698-1999，紅外通信協議符合行業標準DL/T 645-1997。該表具有安全可靠、計量精度高、LCD或LED顯示、安裝方便等諸多特點，特別適用于居民用戶和工業用戶的電能計量及控制。 2.3 IC卡多功能電能表管理軟件 IC卡多功能電能表管理軟件，是專為預付費低壓電力載波集中抄表系統設計的配套軟件。該軟件集電能表檔案管理、數據采集、數據管理和異常分析及IC卡售電管理為一體。為用戶提供了較為完善的人機界面。 根據軟件功能方案的要求，系統劃分為以下5個部分 ·基本信息管理部分：錄入基本數據信息,建立數據庫，為具體操作做準備； ·IC卡管理部分：在操作

18、權限的控制下，制備各種功能IC卡，進行預付費管理操作； ·載波管理部分：在操作權限的控制下，完成設置集中器、載波集中抄表、數據管理等操作； ·數據維護部分：在操作權限的控制下，可以對數據庫數據進行數據計算和相應的打印、瀏覽等操作； ·系統管理部分：可以對數據庫進行修復、壓縮、備份等操作。 2.4 智能（CPU）IC卡 CPU智能IC卡保密性能好，安全系數高。在系統中主要作為電能表的各項參數設置，預付費電量（金額）的傳遞來使用。其中IC卡操作系統和其支持的國際通行3DES加密算法，負責IC卡信息的存儲、傳遞安全。負責根據預先設定的安全機制，對操作者的身份進行驗證并對

19、其操作權限進行控制，以及數據的加解密傳遞。 預付費低壓電力載波集中抄表系統中共有6種功能卡：系統設置卡，清零卡，補電卡，換表卡，檢查卡，用戶卡。 系統中IC卡電能表和IC卡的運作關系見圖2。 2.5 手抄機 手抄機在系統中主要作為電能表的各項參數設置，及人工抄收集中器或電能表的一種補充手段。主要通過紅外接口進行工作。3 預付費低壓電力載波集中抄表系統五大特點 3.1 載波通信技術與智能IC卡技術的有機結合 依靠低壓電力載波通信技術，發展起來的集中抄表應用系統，能實現臺區電費的遠距離集中抄錄，監控對臺區總電量、線損的統計、計算。有效緩解了抄收電費工作量大的問題。但只采用遠程抄表的臺區仍然需要抄表

20、員給用戶送電費單，并進行人工催費。仍然無法滿足供電局在電費核收環節減員增效、提高管理水平的客觀要求。 依靠智能IC卡技術，發展起來的預付費電力管理系統，能實現先交費，后用電的管理模式。解決了電費收繳難的問題。但無法實施有效的用電管理及監控，如電費核算周期內的線損計算、電量匯總等功能，不能實現“抄”“核”環節的自動化。 預付費低壓電力載波集中抄表系統有機的將上述兩種技術結合在一起，綜合上述兩種應用系統的優勢，在實現預付費電力管理的同時，使系統仍然具備遠距離集中抄表，監控的功能。為供電企業的“抄”“核”“收” 全面自動化，提供了更加可靠的技術支持。 3.2 豐富的工作方式 預付費低壓電力載波集中抄

21、表系統中，DDSD411型單相電子式多功能電能表通過電能表工作方式字的設置，完成工作方式控制及轉換設計。 該系統由于兼IC卡預付費和載波抄表管理于一體，而且又兼容單費率和多費率于一身。在實際應用中，可以有多種方式可以選擇，概括起來主要有以下幾種配置方案： ·第一種：單費率IC卡預付費載波系統 ·第二種：多費率IC卡預付費載波系統 ·第三種：IC卡預付費單費率系統 ·第四種：IC卡預付費多費率系統 ·第五種：單費率載波系統 ·第六種：多費率載波系統 工作方式的轉換，只需通過IC卡多功能電能表管理軟件制作出相應設置的系統設置卡，將系統設置

22、卡對目標電能表作插卡設置即可完成。省去以往更換電能表的方式，使臺區改制和升級變得方便可行，并且可方便的在同一臺區內通過設置其電能表的工作方式管理不同的用戶。為供電企業管理復雜臺區提供了切實可行的解決方案。 3.3 完善的安全措施 對于各種供電管理系統，安全問題一直是系統能否投入使用的重要標志。在預付費低壓電力載波集中抄表系統的研制中，通過對國內多種廠家IC卡系統的分析，并模擬了各種可能的攻擊，采取了一系列有效的措施。確保系統安全。表1為各安全措施保障的對象和其作用一覽表。 該IC卡安全系統符合：中國金融集成電路（IC）卡規范及全國銀行IC卡密鑰管理規則（暫行），為本系統與銀行聯網，實現一卡通奠

23、定了堅實的基礎。3.4 高度的系統集成 在預付費低壓電力載波集中抄表系統的研制中，采用了許多大規模，超大規模集成電路。如：帶載波接口，紅外接口，RS485接口，顯示驅動接口及系統時鐘日歷的微處理器，帶高精度A/D轉換，電壓/頻率轉換的ADE7755計量芯片等。這些集成電路的運用，為供電企業提供了有很高性價比的優質產品。具備多種通斷電方式：載波電能表狀態時，可進行遠程通斷電控制；IC卡預付費電能表狀態時，電量用盡后，繼電器自動斷電。 3.5 先進的系統升級手段 在預付費低壓電力載波集中抄表系統的研制中,項目組在提高產品現有性能的同時，也著眼于未來，選擇了具有在線編程能力的微處理器。即當推出新版本

24、時，可在不拆卸電能表的情況下，現場升級系統中應用軟件。 4 應用情況 西安供電局臨潼供電分局自2003年底開始參與預付費低壓電力載波集中抄表系統的研制，并于2004年開始正式使用。經過近兩年的運行，預付費集抄表計運行正常，電能表實抄率達到了100%。后臺抄收管理軟件運行情況良好，不僅可實時觀測客戶的電量、電費數據，還可對每戶電壓、電流、功率進行實時監控。 預付費集抄技術的綜合管理系統的推廣使用，對于改善電力營銷管理的意義是十分重要的，其帶來的社會效益和經濟效益也是十分顯著的。歸納起來，主要有以下幾點。 降低了電力系統的管理成本。改變了落后、陳舊的人工抄表計費模式，實現了抄表方式的技術革命，降低

25、了抄表、催費的人力投入，為供電系統減員增效，降低管理成本創造了有利條件。該系統項目實施后，僅通過節省人力及降損兩方面分析，臨潼供電分局每年可增加直接經濟效益20萬元以上，而實際上該系統所帶來的隱含的、間接的經濟效益則遠高于此。 安全性和工作效率。采用該系統后，抄表人員可以做到足不出戶就可讀取實時電能表的數據，極大的提高勞動生產率，同時減少了抄表人員登桿作業的危險性，因而方便、快捷、安全。 避免了人工抄表、收費的弊端。原始的手工抄表和收費，以及一些管理上的漏洞，用電管理中存在“關系電、權力電、人情電”現象，線路高損、抄表差錯、客戶欠費不僅使供電企業蒙受損失，也給用電客戶帶來了不必要的麻煩。該系統

26、的實施，增加了用電透明度，最大限度降低了電費回收風險，也使客戶用上了“放心電、滿意電”。 為科學地發展用電負荷提供幫助。通過本集抄系統的三相負荷平衡分析，營業所管理人員可以很直觀地查閱到各臺區三相負荷分布情況。在發展新裝負荷時，就可以作到有的放矢，避免了由于盲目發展負荷、單項負荷過重所造成的線路損耗。 豐富了農電配網的運行管理手段。本系統的運行實施使農村低壓配網的運行管理產生了革命性的變化。不僅改變了舊有的必須依賴線路運行維護人員眼勤、手勤、腿勤的"三勤"維護方式，也給開展完全數字化、精確化的三率管理，合理調配電能資源，科學地進行運行管理奠定了堅實的基礎。 低壓載波預付費集

27、抄系統的實施，不僅切實為客戶減輕了負擔，同時也為電力部門實現減員增效奠定了基礎。煩瑣而大量的抄表工作減少后，電力部門就可以投入更多的人力和物力進行線路、設備的維護及客戶服務工作。推行自動抄表 搞好電能計量摘要：電力營銷效率的提高，取決于營銷部門對配網信息、用戶現狀和需求的了解程度，以及對各種數據分門別類加以采集分析并有效利用。電能計量自動抄表系統，能夠充分采集用戶的各種數據信息，對數據進行集中存儲和統一分析，對于加強需求側管理，具有重要意義。文章介紹了電能計量自動抄表系統的結構和特點，從電能表、采集器和集中器，以及通信信道等方面闡述了電能計量自動抄表技術的現狀，指出電能計量自動抄表技術在電力線

28、載波通信、無線擴頻通信、復合通信和自動抄表的安全性等方面的研究熱點和發展方向。 關鍵詞：電能計量  自動抄表  技術  分析         0 引言         電能計量是現代電力營銷系統中的一個重要環節，傳統的電能量結算是依靠人工定期到現場抄讀數據，在實時性、準確性和應用性等方面都存在不足。而用電客戶不僅要求有電用，而且要求用高質量的電，享受到更好的服務。因此

29、提高電力部門電費實時性結算水平, 建立一種新型的抄表方式已成為所有電力部門的共識。再加上供電部門對防竊電技術也提出了更高的要求。          1 自動抄表系統的構成         電能計量自動抄表系統是將電能計量數據自動采集、傳輸和處理的系統。它克服了傳統人工抄表模式的低效率和不確定性，推進了電能管理現代化的發展進程。       

30、0; 典型的電能計量自動抄表系統主要由前端采集子系統、通信子系統和中心處理子系統等三部分組成：         1.1 前端采集子系統 按照采集數據的方式不同，電能計量自動抄表系統可分為本地自動抄表系統和遠程自動抄表系統兩種。         本地自動抄表系統的電能表一般加裝紅外轉換裝置，把電量轉換為紅外信號，抄表時操作人員到現場使用便攜式抄表微型計算機，非接觸性地讀取數據。   

31、60;      遠程自動抄表系統由電子式電能表或加裝了光電轉換器的機電脈沖式電能表構成系統的最前端，它們把用戶的用電量以電脈沖的形式傳遞給上一級數據采集裝置。目前實際應用的遠程自動抄表系統大多采用兩級式數據匯集結構，即由安裝于用戶生活小區單元的采集器收集十幾到幾十個電能表的讀數，而安裝在配電變壓器下的集中器則負責定期從采集器讀取數據。          1.2 通信子系統 通信子系統是把數據傳送到控制中心的信道。為了適應不同

32、的環境條件以及成本要求，通信子系統的構成有多種方案。按照通信介質的不同，通信子系統主要有光纖傳輸、無線傳輸、電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸等四種。          光纖通信具有頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠以及抗干擾性強等特點，適合上層通信網的要求。但因其安裝結構受限制且成本高，故很少在自動抄表系統中使用。          無線通信適用于用戶分散且范圍廣的場合，在某個頻點上以散射通信方式進行無線通信。其優點是傳輸

33、頻帶較寬，通信容量較大(可與幾千個電能表通信)，通信距離遠(幾十千米，也可通過中繼站延伸)。目前，GPRS無線通信網絡為無線抄表系統的實施提供了高效、便捷、可靠的數據通道。主要缺點是需申請頻點使用權，且如果頻點選擇不合理，相鄰信道會相互干擾。          租用電話線通信是利用電話網絡，在數據的發出和接收端分別加裝調制解調器。該方法的數據傳輸率較高且可靠性好，投資少；不足之處是線路通信時間較長(通常需幾秒甚至幾十秒)。        

34、;  低壓電力線載波通信利用低壓電力線作為系統前端的數據傳輸信道。其基本原理是：在發送數據時，先將數據調制到高頻載波上，經功率放大后耦合到電力線上。此高頻信號經電力線路傳輸到接收方，接收機通過耦合電路將高頻信號分離，濾去干擾信號后放大，再經解調電路還原成二進制數字信號。電力線載波直接利用配電網絡，免去了租用線路或占用頻段等問題，降低了抄表成本，有利于運營管理，發展前景十分廣闊。但是，如何抑制電力線上的干擾，提高通信可靠性仍是亟待解決的問題。 1.3 中心處理子系統 中心處理子系統主要由中心處理工作站以及相應的軟件構成，是整個電能計量自動抄表系統

35、的最上層，所有用戶的用電信息通過信道匯集到這里，管理人員利用軟件對數據進行匯總和分析，作出相應的決策。如果硬件允許，還可直接向下級集中器或電能表發出指令，從而對用戶的用電行為實施控制，如停、送電遠程操作。          2 自動抄表技術的發展狀況         2.1 電能表 傳感器、自動化儀表以及集成電路技術的發展，使得無論是機電脈沖式還是電子式電能表已能夠較好地滿足當今電能計量自動抄表技

36、術的需要。預計今后相當一段時間內，電能計量自動抄表系統的終端采集裝置將以機電脈沖式電能表和電子式電能表兩種儀表為主。          2.2 采集器和集中器 采集器和集中器是匯聚電能表電量數據的裝置，由單片機、存儲器和接口電路等構成，現在已經出現了較成熟的產品。          2.3 通信信道 通信子系統是電能計量自動抄表技術中的關鍵。數據通信方式的選取要綜合考慮地理環境

37、特點、用戶用電行為、技術水平、管理體制和投資成本等因素。國內外對于不同通信方式各有側重，在西方發達國家，對于電能計量自動抄表技術的研究起步較早，電力系統包括配電網絡較規范、完備，所以低壓電力線載波技術被廣泛應用；在我國，受條件所限，較多使用電話線通信。近來，隨著對擴頻技術研究的深入，低壓電力線載波中干擾大的問題逐步得到解決，因此，低壓電力線載波通信方式在電能計量自動抄表技術中的應用有逐步推廣的趨勢。         3 自動抄表技術的發展趨勢分析      

38、;   3.1 電力線載波通信 電力線載波通信，是將信息調制為高頻信號(一般為50500 kHz)并疊加在電力線路上進行通信的技術。其優勢是利用電力線作為通信信道，不必另外鋪設通信信道，大大節省投資，維護工作量少，可靈活實現“即插即用”。目前，國內10 kV以上電壓等級的高壓電力線載波技術已經較成熟，但低壓電力網絡上的載波通信還未能達到令人滿意的水平，這在一定程度上制約了電能計量自動抄表技術在我國的實際應用。          3.2&

39、#160;無線擴頻通信 擴頻技術是一種無線通信方式，把發送的信息轉換為數字信號，然后由擴頻碼發生器產生的擴頻碼序列去調制數字信號，以擴展信號的頻譜，通過相關接收，用相同的頻碼序列解擴，最后經信息解調，恢復出原始信息。擴頻通信距離一般可達幾十千米，其最大的優點在于抗干擾能力較強，因此具有較強的安全保密性。擴頻技術在電能計量自動抄表系統的典型應用方式是：采集器通過電力線載波把數據傳至集中器，再由設置在集中器附近的擴頻電臺把數據發送給中央處理站的接收電臺。          3.3 復合通信

40、 在應用于電能計量自動抄表系統中的所有通信模式中，各種通信模式都有優缺點，任何一種采用單一通信技術的方案均很難完全滿足需要。為解決這類矛盾，提出了復合通信方案。          復合通信方案是在自動抄表的不同通信階段采用不同的通信方式，組成實現電能自動抄表的復合通信網絡。在數據傳輸量不太大、傳輸距離較近的底層數據采集階段(電能表到采集器，采集器到集中器)，可以采用如紅外、低壓電力線載波甚至點對點的通信方式；而在集中器到中央處理站段，則可采用電纜、電話線或無線通信等。選擇什么樣的復合方式，需根據

41、實際情況統籌考慮。混合使用的各種通信方式之間要有很好的相容性，不能相互干擾，這其中涉及到運籌學、最優規劃等方面的研究與設計。 3.4 自動抄表的安全性 自動抄表的安全性主要包括自動抄表過程的安全性和中心處理子系統的計算機網絡安全性。電能計量自動抄表系統的抄表過程是分散的采集器、集中器與中心處理站間交換數據的過程。通信中既要保證所抄數據的安全、可靠傳輸，又必須確保中心處理子系統不會受到來自傳輸網絡的意外攻擊。          中心處理子系統的安全性主要是指其包含的計算機網絡安

42、全性，而主要的安全隱患來自以下4個方面：黑客、病毒、合法人員的失誤和網絡系統自身的脆弱性。保護及防范的措施是綜合運用密碼技術、身份驗證技術、訪問控制技術、防火墻技術、安全內核技術、網絡反病毒技術、信息泄漏防治技術、網絡安全漏洞掃描技術和入侵檢測技術等。          4 小結          電力營銷效率的提高，取決于營銷部門對配網信息、用戶現狀和需求的了解程度，以及對各種數據分門別類加以采集分析并有

43、效利用。電能計量自動抄表系統，能夠充分采集用戶的各種數據信息，對數據進行集中存儲和統一分析，對于加強需求側管理，具有重要意義。遠程抄表技術與智能電度表的研究摘 要：簡單介紹了遠程抄表機監控系統和智能電度表的結構和基本原理。 關鍵詞：遠程監控;路由器;智能 采用中央計算機對智能電度表進行遠程監控即對用戶進行遠程供電、停電、抄表、計費等工作，既準確、可靠、安全，又具有節省人力等優點。目前很多國家和地區正在開展這項課題的研究，一些地區已取得初步經驗和效果。 圖1是遠程抄表機監控系統的原理框圖。它主要由以計算機為核心的系統管理中心、路由器和智能電度表共同組成。 中央計算機：選用可編程、運算速度快、具有

44、大容量硬盤、顯示器、鍵盤和打印機的計算機系統，并且事先編制了可供操作人員執行的、具有尋址、讀數、計費、制表、仃電自保等功能的“專用軟件”。 路由器：由圖1知：路由器是中央計算機和智能電度表的“橋梁”。它是本系統一個專用的設備，類似“MODEN”，擔負著“通訊”的任務。在本系統中共設置了3種路由器：主路由器、并路由器和從路由器。它們的原理、結構和功能基本上是相同的。圖1左下角的虛框所示是從路由器的原理框圖。與從路由器不同的是：主路由器、并路由器內的擴展口CD4067控制的繼電器的“閘刀開關”則直接連接至下一級路由器。這樣擴展口CD4067控制繼電器“得電”工作時，主路由器則接通與繼電器同一編碼的

45、并路由器，而并路由器則接通與繼電器同一編碼的從路由器。即系統連接時，都是按照圖1所示連接它們的。這樣，一個系統管理中心管理著16個（編號為015）主路由器；每個主路由器下接16個（編號為015）并路由器；每個并路由器又下接16個（編號為015）從路由器；每個從路由器下接16個（編號為015）智能電度表。如此，每一個主路由器為一分支。每一分支共用了263個路由器，可檢測65536戶智能電度表（用戶）。16個主路由器分支，即一個遠程抄表機系統用了4208個路由器，可檢測1048576戶智能電度表（用戶）。正因為它們在系統中的連接方式不同，所以，它們執行具體的程序流程也不是完全相同的。 地址分配：操

46、作人員在給用戶“建帳”時，為了既便于記憶、又方便從鍵盤上輸入計算機，用戶代碼采用了十六進制代碼。用戶代碼輸入計算機后，再將它們轉換為4字節ASCII代碼，然后再轉換為四字節二進制代碼，并存放在遠程抄表機系統中計算機大容量的硬盤存貯器內。這個“代碼”既是用戶的“帳號”， 也是計算機尋訪用戶、讀取用戶用電數據的“地址”。而各路由器的地址代碼，則根據為用戶建帳時的設定值，在現場使用撥碼開關作相同的設定，以便遠程抄表機系統對各路由器尋址。 這樣，遠程抄表機系統的基本工作原理可簡述如下： 尋址：在需要對用戶進行抄表時，遠程抄表機系統計算機先向系統內各路由器發出尋址代碼命令。尋址代碼能有效地尋訪各級路由器

47、。 尋址程序流程圖如圖2所示，它是由中央計算機、主路由器、并路由器、從路由器依次、分別執行的。 讀數（抄表）：抄表時， 系統采用了下級設備向上級設備申請中斷方式，由上級設備讀取下級設備數據的技術來實現的。當遠程抄表系統計算機向系統內各路由器發出抄表命令后，抄表命令經第3分支主路由器、第10號并路由器，到達第15號從路由器后，在第15號從路由器內的單片機控制CM4089將抄表命令發送信號給第9號智能電度表。于是該電度表的單片機便向上級從路由器的單片機申請中斷，由從路由器單片機執行中斷服務程序，讀取電度表存放在AT89C51片內數據存貯區內或EEPROM中的電度數值，并將它存貯到從路由器中AT89

48、C51片內數據存貯區內；當從路由器單片機執行完中斷服務程序后，它再向上級的并路由器的單片機申請中斷，于是上級并路由器的單片機執行中斷服務程序，讀取存放在下級從路由器中AT89C51片內數據存貯區內的電度數值，并將它存貯到并路由器中AT89C51片內數據存貯區內。這樣，存放在被尋址選中的電度表中的AT89C51片內數據存貯區內或EEPROM中的電度數值，便被逐級向上傳送，最后存入中央計算機指定的數據緩沖區，再寫入操作人員在建帳時給用戶指定帳號的數據區中。一般每個用戶帳號保存著當月之前12個月的用電數據，以便操作人員計費、制表時調用和用戶查詢。 智能電度表是由電能計量器、光電隔離器、數據接收、發送

49、器、EEPROM存貯器、時鐘和7位數碼顯示器等組成。 其中電能變換計量器是智能電度表關鍵部件之一，采用我國檢測電量常用芯片BL0932和外接采樣用戶電壓、電流變換器技術而實現記錄用戶用電數據的。如圖4左邊的虛框所示。專用芯片BL0932是由乘法器、電壓頻率變換器(V-F)和脈沖計數器組成的。 智能電度表的基本工作原理簡述如下。 根據有功電能的計算方法： 電流信號i：電流信號是從串接于用戶電流回路上的一段優質（溫度性能好、電阻率為0.440.5mm2/m）的一級精密錳銅合金獲取的。 電壓信號u：電壓信號是直接從跨接在相線和零線之間的精密電阻分壓器上獲取的，u0.63 V。 這樣, 電壓信號u（t

50、）和電流信號i(t) 輸入到BL0932的乘法器中進行相乘, 在（t）時間內得到一個正比于電能的電壓信號E, 此電壓信號E經V-F變換器變換后, 輸出一個正比于電能的脈沖信號。脈沖信號經脈沖計數器計數后，再經光電隔離器送入單片機AT89C51并由單片機將BL0932送出的脈沖信號轉換為的電度數，并計算其功率。 若脈沖信號在(t)時間內的汁數值為N, 則在(t)時間內的平均功率為： P=N(t)(2) 然后單片機AT89C51將上述計算的電度數據存入24C04內，它是一種具有低電壓、用施密特觸發、高可靠、可擦寫百萬次的、數據可保存100年的、采用串行兩總線進行讀寫的、字位存貯容量為512

51、5;8（4K）等性能的EEPROM 存貯器。 電度表的主程序是根據它的主要工作情況來設計的，根據上述分析可知：它就是一個定點4字節求和程序。設存放在EEPROM中第KK+3單元的電度數值為加數；單片讀取電能計量器輸出的脈沖信號并轉化為電度數值后、暫存在單片機片內數據區中50H53H的、當前用電數據為被加數。程序中以DPL為計數器指針，R0存放求和數據，R1作被加數地址指針，R2作加數地址指針。則電度表的主程序流程圖如圖4所示。 值得指出的是：本系統的路由器和電度表在選用單片微機時，都采用AT89C51型號單片機。這樣做主要考慮到MCS-51系列單片機具有下述特點：一、AT89C51片內有4K

52、Flash存貯器可作程序空間。二、MCS-51系列單片機片內有位尋址和字節尋址內部數據存貯器，可作特征標志位和存放待寫、讀的電度數據用。三、80C51單片機具有節電運行方式和掉電保護方式，這對本系統內路由器和電度表的工作和運行具有極其重要意義，節電運行方式可使處在非訪問、讀數期間節省電能；而掉電保護方式，則使遇到電網突然仃止供電的路由器和電度表能及時保存重要數據，以利于電網恢復供電時，系統能正常地繼續工作。 同時，必需指出的是：盡管采用計算機遠程監控用戶電度表的優點很多，但是由于系統較復雜、涉及面較廣, 目前要推廣使用本研究系統, 需要各方協調、共同努力才能快速實施。自動抄表系統的發展與展望摘

53、 要 對供電部門和用戶來說，傳統的手工抄表收費方式越來越難以適應時代的進步和發展，抄表收費也成了供電部門經營上的的一大難題。而現代化的自動抄表系統可以較好地解決這一問題，自動抄表技術的應用也經歷了一個從無到有，從原始到現代化的一個循序漸進的發展過程。進入新的世紀，展望未來，一種基于GPRS網絡技術的自動抄表系統有望解決這些難題。關鍵詞 自動抄表系統 磁敏傳感 數碼表 計數遠傳表 GPRS 1 概述對供電部門和用戶來說，人工抄表收費一直是一大難題，而人工收取電費到底難在何處呢？第一，難入戶。現在的用戶大多不希望被人打擾，而且抄表工作只能在早、晚居民休息時間進行，因而使收費的成功率很低，有時一戶需

54、反復多次上門才能收齊電費；第二，人工工資支出高。如1萬戶電力用戶，抄表人員約4570人，年費用近100萬元。隨著城市的擴張，抄表員人數及薪資同步增加；第三，抄表工作勞動強度大：由于高層樓房的普及，使抄表成為勞動強度較大的工作。2 自動抄表系統的發展歷程基于以上所述的手工抄表的弊端，只有依靠現代化的自動抄表系統來解決，而自動抄表技術的應用經歷了從原始到現代的發展過程，主要分為以下幾個階段：（1）從20世紀90年代早期至中期，這一階段自動抄表系統的數據傳輸方式主要是485總線、電力線載波自制總線。這幾種方式都存在各種不足之處在于：485總線過多的分支造成維護和使用過程中很不方便，通訊可靠性較低。電

55、力線載波，抄表很不連續，能連貫傳輸數據的系統很少。而這時期的采樣方式主要采用脈沖采樣和機械采樣。系統結構形式主要是：脈沖表集中采集器。在協議方面都十分簡單，基本只是幾條命令。由于電源處理方面的問題采集器多數為外置式，集中采集，以便降低成本。地址多為單字節。以上各種自動抄表方式工作都不是太理想，個別的有較大的誤差。（2）從19972001年，采樣方式多改為磁敏傳感，傳輸方式則以485為主流。485方式下的分支問題則使用集中器、HUB解決，此種方式可以較好地正常運轉。關于系統結構，多數廠家用增設集中器來解決用戶增加的問題。電磁兼容成為這一時期系統的設計難點，因為電表存在瞬時功率脈沖和平均功率脈沖的

56、不同步的問題。位置識別法在這一時期也有較廣泛的應用，因為機械位置識別的方法有較好的電磁兼容能力，無需電子存儲數據，同時也就不存在因為干擾造成數據突變的弊端。也不存在UPS電源供電的問題。識別位置的方式主要有電阻式、紅外反射式、條碼識別式等等。這種方式對于機械加工及裝配精度要求較高，生產過程中成品率較低，而且在讀數需進位時讀到的數據產生混亂或錯誤。（3）從2002年至今，主流模式是數碼表。完善集中抄表系統主要有幾大難點：設計時無統一標準，基本都是各自為政，使產品的普及存在難度；調試時只靠人為的標識來區別線路，施工中容易造成混亂；系統開發商和廠家脫節。由于表的供應商和系統的供應商分離，現階段對于表

57、具沒有統一的標準可以遵循，系統的質量和表具的質量都是良莠不齊，經常出現互相扯皮的現象，影響用戶最后的使用；由于系統環節繁多，導致系統出問題的點比較多，又由于采用集中采集的特點一個地方出現問題可能會導致一大片出問題，因此問題很多。比如，ups電源故障，可能會導致若干個采集器無法計數，可能就有好幾十戶或者上百戶人家需要重新抄表。在這種情況下，直讀表應運而生。這種表區別與以往的表的特點是讀出的就是數據，而不再是脈沖，相當于把流量計和積算儀集成到一起。因此也有人將它稱之為“數碼表”。直讀表分為兩種，分別是脈沖計數式數據遠傳表和機械位置識別式直讀表。這兩種表均比以往的分線制集中抄表系統有很大的優越性，但

58、它們互有優缺點。脈沖計數方式的數據遠傳表（即直讀表），實際上是將數據采集模塊和遠程通訊模塊集成到表內，將脈沖計數值記錄到表內，外界需要讀取表讀數時，接通通訊電源，按照通訊協議發出讀數命令即可讀取數據。這種表具一般提供485接口或M-Bus接口，在生產制造時，已經將初始值設定完畢。一般情況下不再需要設定初始值。計數遠傳表優點：電路結構簡單，價格比較便宜；對原表結構改動小，不要求有很高的機械精度，安裝精度要求不高，因此成品率高；體積小巧，非常容易嵌入表內；可以記錄完整的表頭示數，甚至超出表頭示數。計數遠傳表的缺點：內部有電源供電，電源的壽命是否能夠滿足要求成為質量的關鍵；對于電路的抗干擾性能要求較

59、高。機械位置識別式直讀表（簡稱位置直讀表）是在機械計數器字輪上安裝位置表征元件（有電阻式，光電反射式，條碼式等多種），在字輪的縫隙中安裝位置讀取電路，還有數據處理單元和通訊單元。當外界需要讀取數據時，接通通訊電源，按照通訊協議發出讀數命令即可讀取數據。位置直讀表優點：平時根本無需電源，不用擔心電池壽命問題；理論上可與機械計數器同步，無相對誤差；理論上抗干擾性好。位置直讀表缺點：電路結構復雜，元件多，電路部分體積較大，成本較高，嵌入表也較困難；對原表結構改動較大，精度要求高，安裝精度要求高，因此精度成本高，成品率低，長期應用故障率高；在字輪處于進位狀態時，有讀數盲區，這時讀到的將是亂數，需另一個集中器經常讀取數據，系統之外的設備訪問時實際讀取的是集中器中的數據；為了降低成本，一般只在3個或2個低位字輪上安裝位置檢測單元，其它高位數據還需要外部設備如集中器或上位管理機進行識別處理，并仍然需要設置初始值。通過上述比較我們發現，事實上計數直讀表與位置直讀表互有優缺點，兩者的技術實現難點是在電子難度與機械難度方面進行了