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1、摘要I集抄系统应用研究摘 要随着信息化社会建设的推进，各行各业都需要提高自动化程度和信息化程度。电力行业中，抄表是项复杂而繁琐的工作，实现集中抄表可以大大提高电力营销的信息化管理。同时，随着科学技术的发展，抄表中也逐步引进各种新技术，给抄表带来了革命性的变化。由于各种原因，目前国内的集抄应用范围还不是很广泛，和国外有一定的差距。目前电费管理方式主要有三种，分别是传统的手工抄表、预付费系统和集抄系统。手工抄表方式工作量大而出错率高，但是一定范围内还继续存在；预付费系统解决了收电费难的问题，但是应用范围不广，稳定性有待提高，且售电模式在法律上存在一定争议；集抄系统大大提高了信息化程度，数据量丰富而
2、实时性强，结合后台管理系统和网络化管理，可以实现功能强大的电力营销模式，将是电力营销的发展方向。集抄系统的方式多种多样，主要是电力线载波集抄、短消息集抄方式、GPRS/CDMA 网络集抄和 Zigbee 等无线网络集抄方式。目前来说，无线集抄暂不如电力载波集抄成熟，GPRS/CDMA 等公共网络集抄实现了实时在线和信息化管理，逐渐取代短消息集抄方式。Zigbee 凭借强大的功能和自身诸多优点，发展迅速，前景广阔。关键词 集抄系统，电力线载波，GPRS/CDMA 网络，Zigbee 网络，信息化集抄系统应用研究II目 录摘 要 .I1 绪论 .11.1 售电管理模式概述 .11.2 集中抄表的基
3、本方式和意义 .21.3 集抄系统国内外现状 .21.4 本论文主要工作 .32 电能表数据格式及其采集器 .42.1 电能表的格式 .42.2 电表数据采集器 .42.3 DL/T645 电能表通信规约 .53 集抄系统组网方式 .73.1 电力线载波集抄系统 .73.2 短消息方式集抄系统 .83.3 GPRS 方式集抄系统 .103.4 ZIGBEE 无线网络集抄系统 .113.5 本章总结 .134 集抄系统前景展望 .14参考文献 .15集抄系统应用研究-1-1 绪论随着我国电力的市场化运作，急需提高电力自动化和提升服务质量。在电力营销中，电费的收缴和管理是一项工作量很大而又复杂的任
4、务。同时，随着科学技术的发展，特别是电力电子技术，电子技术，信息技术和无线网络技术的发展和成熟，电力行业也逐步体会到科技进步带来的便利。高新技术在电力行业的应用往往带来很好的效益。在抄表行业中，也经历了几个时代的发展，传统的手工抄表发展到预付费系统再到远程自动抄表系统，再往后的信息化抄表和管理一体化的新的营销方式。1.1 售电管理模式概述目前，比较多的售电管理方式主要有三种：（1）传统的人工抄表模式。这是一种挨家挨户的抄表方式，工作量大，对居民用户的影响大，出错率高，因此而容易引起纠纷。后来出现了一些手持红外抄表器，利用红外数据传输用手持仪器对电表进行抄表，虽然减少了出错率也可以在离电表几米远
5、的地方抄表而节省了时间，但是还需要一家一户进行，没有发生根本性的进步。（2）预付费系统模式。这是一种先交费后用电的电力营销模式。该系统主要由三个部分构成，分别是后台售电管理系统、电卡、预付费控制器终端。其工作过程为：用户需要持电卡到供电部门去买电，供电部门收费后利用后台软件将相应的电量数据写入到用户的电卡。控制器终端安装在用户的计量箱内，通过485 总线或者脉冲方式读取多功能电能表的读数。控制器内置继电器，继电器的接点引出到外部，用于控制外部的接触器，以便控制用户的电源。控制器内带有读卡器，用户持保存有电量数据的电卡到控制器的读卡器处将电量数据输入到控制器内。同时，电卡上的电量数据将被清零。当
6、控制器检测到存储的电量数据快要被用完时，就会发出提示信息，当电量递减到零时就会发出停电信号，给用户停电。预付费系统也经历好几个时代的发展，有采用红外接口作为数据传输模式的；也有采用电卡传输数据的，而电卡又有非接触式射频卡 RFID 卡，也有接触式 IC卡。电子式预付费电能表作为新一代电能表, 其读卡、通断控制、通断开关等单元中关键部件的使用寿命、抗干扰能力、过负荷能力及长期运行能力等指标还有集抄系统应用研究-2-待于时间考验。目前只适用于特殊对象, 如临时用电、电费回收困难的工商企业, 可有针对性地装用安全且质量过关的预付费电能表, 并做到按月抄表到位。预付费系统由于先交费后用电，彻底解决了收
7、电费难的问题，为电力部门带来了便利，是一种新颖的营销模式。但是，正是这种先交费后用电的模式在法律上并没有得到保证和许可，往往存在很多争议。技术上，预付费采集的信息量有限，而且只有在买电和充电的时候进行少量的数据交换，无法做到数据的大量采集，更无法做到实时采集，要做到信息化管理就无从谈起。（3）集中抄表模式。集抄系统，也称自动抄表系统，是指利用现代电子技术、信息技术等实现电表、水表、气表等表计仪器的自动化集中抄送和处理的系统。集抄系统不但是技术的进步、生产力的提高的表现，也是实现信息化发展和管理的一种营销模式，具有重要意义。随着科学技术特别是电子技术的发展数字化社会建设的进行，抄表也同样发生了革
8、命性的进步，出现了载波电表集抄系统、短消息集抄系统和无线网络集抄系统等功能强大而成本较低的信息化抄表系统。1.2 集中抄表的基本方式和意义如图 1.1 所示，集中抄表的基本方式为：每个电表或者每个电表箱安装一个采集器，通过一定的数据接口和通信协议，从电表上采集电能量等数据，一个区域内（比如一个小区或者一个台区）所有的采集器采集到的数据集中到集中器，然后通过一定的网络将数据传送到后台管理机。系统的组成部件有：电能表，采集器，集中器，网络和后台管理系统。集中抄表是目前电力营销现代化的手段之一，集抄系统可以利用现有的功能强大的电力线路网络或者中国移动中国联通和中国电信等无线网络以及 Internet
9、互联网进行数据采集和实时监测，安装方便，维护简单，建设成本低，建设周期短。集抄系统实现了抄表的自动化的同时也向信息化迈进了一大步。网 络采 集 器数 据 接 口和 通 信 协 议 后 台 管 理 机电 表 采 集 器数 据 接 口和 通 信 协 议电 表 集 中 器图 1.1 集抄系统基本结构图集抄系统应用研究-3-1.3 集抄系统国内外现状集抄系统的研究领域主要集中在采集和传输两个方面。目前，电力系统自动抄表方式主要有：485 总线、无线、红外、普通电力载波、扩频电力载波等。其中，使用电力线本身作为传输介质的方式由于不用重复线路投资，不产生新的使用费等特点，成为研究的重点。1.3.1 国外研
10、究现状20 世纪 30 年代，国外就进行了载波通信技术的研究。我国则起步于 60 年代，80 年代我国已经可以自主生产高压载波机。但低压载波信道由于技术难题而滞后，近年随着电子技术与通信技术发展，科研工作取得重大突破低压电力线载波技术也逐步成熟。因此，在国外，远程电力抄表系统的研究比国内要早十几年，应用也很广泛，目前已经在向利用电力线载波通信实现家庭自动化的方向上发展了。1.3.2 国内研究现状相对于发达国家，在国内，远程电力抄表系统的研究相对落后一些，集抄系统应用也较少，目前处于理论转化为实际应用的时期。集抄系统的应用效果也不是很好，有的地方甚至退回到人工抄表的方式。目前主要存在着一下问题：（1）电能表具有先天不足。目前使用的电表有很大一部分是传统的机械式电表，还有很多的脉冲式电表。这些电表的数据格式复杂，需要转换为数字数据，采集和转换过程中容易出错。（2）电能数据传输中容易受干扰。由于电力线上接有很多大功率的用电器，启动和停止都会对电力线产生波形影响，从而对载波数据也有一定的影响。（3）管
