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【中心議題】
【解決方案】
1 智能電表研究現狀與高級計量體系
基于微處理器的電子式多功能電表取代傳統的機械式電度表已成為必然趨勢,近幾年來在國內各行各業已開始得到廣泛的應用。一些高端的電子式多功能電表,除了提供各種電量的測量和計量功能外,還可提供電力參數實時測量、事件記錄、負荷曲線存儲、電能質量分析、通信等功能。在通信接口方面,一般可提供可進行靈活配置的單向RS485、GPRS、電話MODEM和紅外通信接口。
智能電網中采用的智能儀表(SmartMeter)技術,它是一種有別于電子式多功能電表的先進測量技術。它是更多技術和功能的融合,提供更詳盡的用電信息,并具有雙向通信功能。智能儀表一般是指用于計量和控制的智能電表,將來智能儀表可能應用于用戶的水、氣等計量和控制方面。AMI代表著未來借助儀表具有易于控制的雙向通信,并在儀表測量設備提供能與各種負荷相互配合的自動抄表技術。一些力求充分去平衡供、用電方面需求的不同公共事業單位,正在推進實施這一領域的應用。
智能電網概念在終端用戶的實現,必須要有智能電表系統以及與之配套的網絡系統等基礎設施。高級計量體系(AMI)是電網智能化建設的第一步,在智能電網的投資中所占比例最大,主要涉及大量的智能電表、傳感器等設備,其中智能電表占絕大多數。智能電網的推行使得龐大的終端電表汰換更新也勢在必行。新型智能電表至少須具備數字化、實時與雙向通訊等功能。
在智能電網中,采用各種先進的傳感器、結合雙向通信的智能表計與監視系統,用以監視用戶端用電狀況、電網設備的健全狀態與網絡安全狀態,都是智能電網應具備安全經濟運行的最基礎的功能。
2 自動抄表系統
基于智能網的自動抄表系統,是對建立在電力線載波(PLC)通訊網絡、公共交換電話網絡(PSTN)、計算機網絡( Intranet/Internet)三大網絡,利用多種通訊方式,將分散在用戶現場各電能表數據科學采集、上傳、處理、最終送到管理層,滿足抄表計費、管理決策、工程分析的需求。
2.1 基于PLC網絡的載波電能表
PLC自動抄表系統是通過220 V電力線進行數據傳輸。每一個載波電能表內除有進行精確地電能計量電路外,還需有載波耦合電路。它的功能是將電能數據調制到電力線上。常見的調制方式有FSK、ASK和PSK。而處于同一線路上的數據集中器則進行載波信號的解調,接收到數據后將數據保存到存儲器中。這樣,以載波電能表為通訊的端節點和轉接點,以集中器做為通訊的交換節點,以220V電力線做為通訊的傳輸鏈路,就形成了PLC通訊網絡。由于電力線存在大噪音、高衰減的特點,這就限制了通訊傳輸的距離。這就要求處于PLC網絡的通訊節點-電能表除了具備將信號進行中繼功能外,還需具備一定的噪音阻隔能力。
2.2 基于GPRS的無線數據傳輸
隨著全球移動通信系統(GSM)的發展,通用分組無線業務在原有GSM網中引入了分組交換技術,提供Internet連接,大大提高了移動終端設備的數據傳輸速率。基于無線公網和移動互聯網的通信方式成為故障定位系統、抄表、配變監測、負荷管理等系統通信通道的新選擇,基于GPRS的無線數據傳輸成本低廉、適應性強、擴展性好、設備維護方便。
2.3 基于intranet/internet技術的系統軟件
系統采用C/S加B/S式網絡架構,由數據服務器、抄表前置機、數據管理工作站和營業收費工作站組成。服務器進行數據庫的統一管理,既實現了系統的高效運行,又保證了數據的安全性和完整性。
抄表前置機又稱通訊工作站,是進行全天候、無人值守地與集中器及管理表計進行通訊,并完成抄收數據的科學管理。數據管理機又稱管理終端,是由系統管理人員進行數據管理部分,有數據維護、系統設置、權限分配、電量結算、數據分析等功能。收費收費機是面向用電用戶,進行日常電費收繳、用戶查詢、報表打印等營業工作。抄表前置機的通訊部分采用VisualC++工具開發,具有通訊的可靠性和高效性。管理終端采用Borland公司的Delphi工具開發,具有良好的用戶界面和較低的開發與維護成本。營業收費工作站用ASP開發,通過IE或NetScape瀏覽器方便了用戶的查詢和交費。
3 對智能電表的展望
在AMI中,電力公司和用戶間能進行交互,將智能表計和可控電氣設備聯系在一起,通過管理終端,實現合理用電,最大限度的降低能耗。在智能電網建設的大環境下,智能電表與各種通訊方式相結合,將分散在用戶現場各電能表數據科學采集、上傳、處理、最終送到管理層,滿足抄表計費、管理決策、工程分析的所有需求,并總結一套相關的軟硬件設計思路。
在智能電網環境下,抄電表讀數這項工作將一去不復返,每個用戶都知道什么時候用電器最便宜,可以自主選擇電力使用時間段。并且,電網公司、住宅、企業之間可以依靠網絡交流信息,實現按需調度。而連接用戶端與配電端的雙向數據交互的儀器,作為六大環節末端的智能電表無疑將是最先受益的產業。