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1、1自动抄表系统的可行性分析单位: 能源管理公司姓名: 尹 集 中日期: 2006 年 5 月 22 日2摘要 本文综述了与电能量远程自动抄取相关的电子式电度表及电能数据远传通讯技术在近几年的发展状况，又注意到电能、燃气及水量自动抄表技术融为一体(三表集抄 )的进步趋势，结合我所实际情况对远程自动抄表系统的可行性进行了研究和分析。关键词 自动抄表 可行性 分析Title The feasibility Analysis of Automatic Meter Reading SystemAbstract This article summarizes the development conditi
2、on of automatic meter reading system in recent years. Also noted the fusion tendency of the electrical energy, the fuel gas and the water Automatic Meter Reading technology. According to the condition of CADI ，The article has proceeded the research and the analysis to the feasibility of Automatic Me
3、ter Reading System.Keywords Automatic Meter Reading Feasibility Analysis一、概述1传统抄表存在的问题随着生产生活对供用电管理要求的提高，传统的抄表收费方式存在的问题越来越突出。由于楼层高、入户难，抄表人员工作条件差、效率低、劳动强度大、容易出错、需要大量的抄表人员。传统抄表方式导致抄表和电脑录入工作量大大增加，运营成本升高，已不能适应管理现代化的要求。2自动抄表系统的必要性自动抄表（Automatic Meter Reading-AMR）是指采用通讯和计3算机网络等技术自动读取和处理表计数据。发展电能自动抄表系统是提高用电
4、管理水平的需要，也是网络和计算机技术迅速发展的必然。在用电管理方面，采用自动抄表技术，不仅能节约人力资源，降低抄表工作的劳动强度，提高工作效率，优化工作流程，更重要的是可提高抄表的准确性，使供用电管理部门能及时准确获得数据信息，对收到的数据进行分析，以便及时发现电网供电量异常，分析原因并及时进行调整，最大限度地减少电量损失。二、自动抄表系统发展进程1电能计量仪表的发展历程从最早的用户加光电管、霍尔元件改装机械表，到表厂生产带脉冲的机械表，到全电子式电表的广泛应用，再到智能表的出现，抄表系统终于能够比较准确的抄电表了。其中，最为关键的是有准确脉冲输出的电子式电表的应用，它统一了表计脉冲输出方式，
5、使各个厂家的抄表系统都可采用，而且简单，稳定。在整个抄表系统中，表计的性能至关重要。 2预付费电能表的兴衰；近年来 IC 卡预付费系统开始出现，此类用户在天津已有 70 万用户，南京有 20 万用户，北京有 150 万用户。然而在一片喜悦中，IC 卡的一些致命的技术隐患将 IC 卡的使用带入了悲剧，有关部门已发布文件停止使用。IC 卡预付费系统的主要问题有 （1）技术不成熟，经常出现误报警，且停止供电，造成有卡却无法用电的现象；4（2）利用 IC 卡预付费这种方式，只适合于散户，不便于能源管理；（3）随电子技术和微机的不断普及，IC 卡质量不过关，很容易被解密，造成假卡情况，这样就给能源管理和
6、国家带来巨大的损失；（4）售后服务难以解决，若 IC 卡及智能表出现问题，必须要即时维修，这样能源管理和有关部门要投入很大的人力和物力；（5）IC 卡表抗干扰能力弱，质量问题突出，易受外界攻击，造成控制系统失效；（6）价格高、寿命短，综合效益差，使用风险大；（7）难以适应电价变动的要求； （8）难以上网抄读耗能表数据，更不能实现自动抄收； （9）对于水、电、气管理部门难以动态管理。3我所现状随着我所新建住宅和厂房（如 45 栋、405 配电站）的投入使用，自动抄表系统已经逐渐开始应用，优势也得到明显体现。但目前我所电表多数还是传统机械表，自动抄表系统优势并没有完全发挥出来。我所新区建设即将起步
7、，各种用电设施必将大大增加，能源管理部门的任务也越来越重。随着我所改革和发展的深入，对能源管理现代化要求将更高，自动抄表系统必将具有更广阔的发展空间和应用范围。三、系统技术可行性分析5自动抄表系统的构成：自动抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据传输通道、主站系统构成，通过网络可以和收费系统相连实现抄表收费一体化。仅就主流的系统设备及功能进行分析。1主站系统1.1 系统结构系统包括两个子系统即无线远程自动抄表子系统和用电分析管理子系统。1.2 系统功能及要求（1）无线抄表器能每天定时/人为指定时间通过无线传输方式及时准确的上传所有电能表数据到主站系统；（2）无线抄表器智能判断某电能表是否走
8、字异常，一旦发现异常及时报警到主站系统；（3）主站系统可随时抄录任意选定电能表的数据，也可以任意规定要抄的电能表各数据项；（4）无线抄表器能自动发现新增表、轮换表和拆卸表，并自动记住表的起止码及时发送到主站系统，保证电能表在维护过程中电量不丢失；（5）无线抄表器的自身电源长期可靠，保证电能表可靠工作，带有断电保护功能；（6）每个无线抄表器均能接多只电能表，兼容 485 等多种通讯协议，所有不同通讯协议的电能表都可以并接在同一总线上。 （7）无线通信模块采用工作稳定、性能可靠的产品，它兼容6GSM 网和 GPRS 网，从 GSM 网升级到 GPRS 网，只需修改软件即可，无需硬件的重复投入。 无
9、线数传电台具有足够的可靠性和抗干扰能力；（8）系统能自动无线远程抄表，能自动对数据进行判断分析，能自动巡检各表具的开路、短路状态，自动巡检设备的通讯状态，发现问题及时报警。2电能表和采集装置选择近年来，随着数字电子技术的飞速进步，电子式电能表的功能逐渐增多并日臻完善。 全电子式电能表不再使用感应系测量机构，而是由乘法器完成对电功率的测量。各种新型电子式电能表不断推出，型号各异、功能众多，但其基本原理相同，主要功能可归为三个方面：计量、计费功能，包括分时计量、最大需量计量和预付费等；保护功能，包括过电流、过电压保护与防窃电等；通信功能，可以是红外、无线电或载波通信等。我所电能表种类繁多，从用电类
10、型来分主要包括三大类：科研电表、生活电表和独立核算的商业电表。由于传统机械式电表众多，若发展自动抄表，从成本控制方面考虑，可以逐步淘汰更新或对原表进行改装。表计应选择技术比较成熟的脉冲计数方式的数据远传表，它将数据采集模块和远程通讯模块集成到表内，将脉冲计数值记录到表内，外界需要读取表读数时，接通通讯电源，按照通讯协议发出读数命令即可读取数据。这种表计一般提供 485 接口或 M-Bus 接口，具有电路结构简单，价格比较便宜，体积小巧，非常容7易嵌入表内等优点。3数据传输通道的选择自动抄表可采用多种通道，常见的有光纤、电话线、无线和低压载波通信等方式。光纤通信主要用于远距离、大容量的情况下，如
11、变电站至供电局的通信线路；采用电话线传输方式，线路维护量大，而且也很难保证其传输质量；若与变电所的电力调度电话线公用，通讯时经常发生冲突，若采用专线方式，虽传输的质量可以保证但投资成本太高；工程复杂且难度大（特别是老建筑） ；电力线载波通信使用低压线路本身作为通信信道，易受干扰。无线通信模块（无线数传电台、GSM /GPRS 数传模块等） ，只需安装好设备就可以，不需要为远程抄表进行专门布线，前期投资少、见效快，后期升级、维护成本低；考虑我所实际情况，对于电能表来说，由于采集间隔大，数据量小，实时性要求不高，最优的通信方式应该是无线通信方式，它是智能自动抄表的发展方向。无线通信式抄表系统采集计
12、数工作单元均装配在表内并密封，表的数据采集、处理、存储等基础工作全由表本身完成。另外因表引出的无线通、断不影响单表数据采集和保存（仅影响本表数据的读出） ，也不影响其它表数据的读出，即使本次读数时该表出现故障，只需重新发射数据，无需重新置数，表的真实读数仍可继续读出，其安全性、稳定性是比较可靠的。无线通信式智能集中抄表通过远程接收装置接收信号，此种表不需敷设8线路和线路维护、安装方便。4、三表融合三表（四表）集抄系统发展迅速并已投入实用。燃气和水表自动抄表类似于电能自动抄表，只是采集转方式不同，为达到资源的优化配置，出现了三表（水、电、气）集抄系统。四、系统可靠性分析在发展自动抄表系统时应充分
13、考虑到技术先进性、实用性、可靠性、功能可扩充性、设备（系统）易维护性。1表计的问题自动抄表系统最容易出问题的是表计，表计性能非常关键。如水表读数和远传抄表读数不一致等情况,分析脉冲输出的水表容易出问题的原因，主要在于表计本身，由于脉冲水表的历史相对较短，很多问题尚在摸索，例如用干簧管的水表在临界状态时水管抖动容易多发脉冲，水表的水锤、倒流问题，还有的磁铁出现退磁现象，以及防盗的问题。相信随着不断地摸索改进，远传脉冲水表将来做得和电子式电表一样稳定准确是可以预见的。随着电子技术的迅速发展，表计本身电源供应问题现已得到解决，低功耗、高电磁兼容能力的芯片技术飞速发展，由于内部采用无干扰的电池供电，可
14、靠性完全值得信赖的。2通信可靠性问题485 总线方式已经成为目前无线抄表的主流，无线数传模块的9有效距离完全可以覆盖我所，其较强的抗干扰能力和低功耗也保证了通讯的可靠。3系统维护问题由于系统环节繁多，导致系统可能出问题的点比较多，需要专业人员进行维护，我所能源管理部门具有相关的人员和技术优势。随着通信及计算机、控制技术的发展，以及产品的成熟与稳定应用，系统本身可靠性必将进一步提高。五结论自动抄表技术在我国经过十余年的发展，已经逐渐趋于成熟。自动抄表系统在我所应用范围目前还很有限，但它的诸多优势已经逐步体现；自动抄表系统一次性投入较大，但运营成本将大大降低，综合效益明显，在部分地方的使用中证明其工作稳定可靠，其全面代替人工抄表方式已成必然趋势，具有可行性。是我所能源管理现代化的必然之路。六、参考文献1、智能小区弱电工程设计与实施 黎连业 中国电力出版社2、基于无线通信的自动抄表系统 钱建华 陈柏超 武汉大学电气工程学院3、GPRS 技术在自动抄表系统中的应用 马彪 杨建华 大连理工大学104、一种远程自动抄表系统设计方案 陈永利，韩慧莲 华北工学院电子工程系
