Abstract: Automatic meter reading system for low voltage power line carrier is a carrier meter for data collection terminals, data collected by the power line transmission, sends the data to the concentrator, the automatic meter reading system of multiple channels transmitted to the master control center, has the advantages of low cost, effectively saving the characteristics of human resources, high degree of automation, remote an automatic meter reading system has a broad development prospect. This paper focuses on the analysis of system structure and function.

Key words: Automatic meter reading   Master station   Carrier energy meter

【中图分类号】TM933.47 【文献标识码】B 文章编号1606-5123（2017）11-0000-00

1 引言

低压电力线载波自动抄表系统融合了通信技术、网络技术、计算机技术等现代科学技术以及先进的管理服务理念，由于采用双工通信，具有数据采集、数据通信、数据存储、数据处理、远程监控、实时或定时完成系统计量表的抄、核、收、查、控等功能。能够实现抄表自动化，强化对用户的用电信息、计量信息的实时采集和异常分析，在系统主站实时在线监控，分时阶梯电价运营和线损考核，进行精准的后期电能数据分析和线损分析，降低线损并定位线损位置，及时准确回收电费，降低抄表成本，提高反窃电管理，全面提升电力服务水平。低压电力线载波自动抄表系统代表着自动抄表技术的发展方向^[1]。

2 系统设计

2.1 系统原理设计

系统结构参见图1所示。

低压电力线载波自动抄表系统主要由主站、集中器、电子式载波电表和通信信道组成，由主站通过通信信道将多个电能表的电能数据及相关用电信息进行抄读，并能实施用电管理增值服务的网络自动抄表系统。主站一端和集中器一端分别配置调制解调器，根据需要的传输方式对上下行传输信号进行调制。集中器装置在配电变压器附近，和总表一起安装，每台变压器至少要配备一台集中器，集中器采集区域半径不宜超过500m。在用户端安装载波电表实行一户一表，抄表到户，便于精确高效采集管理。集中器与表计之间采用低压电力线载波通信方式组建抄表网络。集中器和主站远距离通信采用光纤、230MHz专网、GPRS/CDMA无线等一种或多种并用方式^[2]。

利用计算机的强大功能，所抄收的数据可以立即处理形成报表，同时由于采用双工通信可以很容易做到监控用户用电参数、欠费断电等功能，还可提供用户当月抄表电量、近期最大功率及出现时间、当前电量、当前最大功率及出现时间，对数据进行统计分析，判断用电量等是否异常。可以记录到户的供电可靠性、电能质量等用电信息数据，提高供电服务质量和效率。对总表计的数据与用户表计的数据进行统计分析，判断线损情况。实行预付费供电，对欠费用户进行远程断电，提高收费效率，降低财务坏账风险。监视表计通信状态，对于不能抄取数据的表计，可以报警和进行事件记录。抄表终端具有数据保存的功能，即使系统或某设备断电，信息数据也能长期保留。实时抄取任一户表或全部户表当前数据和工作状态，并能自动校准系统时间。当通信断线或用电超载、短路时，系统反映该状态，以便工作人员及时处理维修。可根据工业用电、商业用电和普通用电种类对用户分类，可任意设定多种费率和分时电价自动计算用户费用，并具有费用的统计、查询、备份、报表、收费单生成的功能。若人工缴纳电费，则由操作员根据收费凭证，将用户缴纳费用数目输入系统并存档，若银行或网络转帐收费，则由系统自动结算费用。若结算后仍有欠余，自动累计入下次费用中。

2.2 主站设计

主站由数据库服务器、WEB服务器、前置机、交换机、防火墙、路由器、维护终端和相应管理软件等组成。主站通过远程通信信道将多个电能表的电能量数据及相关用电信息集中抄读，并能实施信息管理增值服务。前置机是负责通过无线网络、光纤、有线专用等各种通信信道和集中器进行通信的前置设备，负责采集后的数据转换、处理和初步分析，并与业务主机联网。数据库对采集的海量数据进行处理和存储，满足系统所需要的各种数据管理的方式。管理员可通过维护终端对系统进行在线维护管理，通过外部网络WEB服务器可向外网发布计量数据和统计数据。MIS/营销系统和自助机系统属于系统主站的扩展，它可以设在供电公司营业厅或其它任何售电点，具有用电缴费、故障报修、查询统计、票据打印等功能。用户可以就近缴费购电，购电数据通过因特网传输到主站，完成购电，节约人力财力。

主站功能包括抄收、校时功能、自诊断功能、事件日志，授权管理、设备管理和参数设置、用户资料管理、采集管理、电量管理、数据库管理、统计分析、异常监测、查询管理等。

2.3 集中器设计

集中器可监测的电表数量在2000块以上，通过载波方式与载波电表通信，根据预先设定好的表地址(物理地址)自动实时或定时读取电表数据，并通过远程通信上传至主站，并进行存储的设备。

集中器采用大容量FLASH存储数据，定时冻结数据并具有一定时间段内的数据保存能力，停电后数据不丢失，数据存储带校验措施，避免无效数据送出。实时采集电表数据，对运行状态进行监测。可被主站校时也能对电能表广播校时，可设置与主站有关的通信参数、抄表方案、线损率阀值、电能表编号等。支持主站对电能表远程控制，具有数据补抄、报警功能、重点用户功能自诊断、事件记录和远程升级功能。

3 电子式载波电表

3.1 载波电表概念设计

电子式载波电表以微处理器为核心，具备电力线载波通信功能接口，可以内置继电器以完成对用户远程断电或送电操作，可以支持预付费等功能的单、三相电子式电能表^[3]。每一块表与中心节点集中器数据交换，集中器将汇集的抄表数据上传到远程控制中心实现远程自动抄表。系统直接读取表计的数值，不是使用累计脉冲换算，没有累计误差。表计有唯一地址码，方便施工管理和维护。

3.2 载波电表功能设计

(1)可扩展远端控制功能：防止恶意拖欠，保证按时收费；

(2)电能脉冲输出功能：用于校表、采集电能量；

(3)数字显示功能：计数器、液晶，具有循环显示用电信息模式；

(4)编程参数设置功能：用于电能表参数设置及电表底码等设置、抄读；

(5)计量功能：采集电压有效值，电流有效值，有功功率，无功功率等数据；

(6)通信功能：具有4级载波中继功能、扩展通讯距离。

4 通信信道设计

通信信道可以分为本地通信和远程通信，系统组网方式灵活，采用数据分级传输方式，满足通信距离要求。通信相互独立，均通过专用线路组建网络，相互没有依存关系，系统间只需相互提供网络接口，保证了整个系统的高安全性^[4]。

本地通信为集中器和载波电表间的通信。从经济成本、施工方面考虑，选择电力线载波方式最合适，无需布线，实施和维护方便。在自动抄表系统中，本地通信采用电力线载波通信，抄表性能稳定可靠、速度快，并且已经得到大规模的现场应用，已成为解决国网/南网自动抄表“最后500米”通信的主流方案。

　　远程通信为集中器与主站间的数据通信，要求数据传输量大、传输速度快，可靠性高，可根据用户实地情况灵活采用串口通信方式或有线、无线接入网络的方式。市区和城镇首先

选择电力营销专用光纤网络，其次，可应用公共营运商提供的GPRS/CDMA通信网络，构建虚拟专用虚拟通信网络。当前专线网络传输数据技术成熟，可选用设备品牌较多，传输质量有保证，且不需要对传输线路进行管理和维护。在同一个地区，应该根据实际情况，在有条件的前提下，可优先采用一种或多种并用通信方式。

5 结束语

传统的手工抄表，费时费力，准确性和及时性都得不到可靠的保障，电力线载波自动抄表系统有效的解决了电力数据业务的高效、稳定、快速传输的问题，其带来的经济效益和社会效益是十分巨大的。而自动抄表方案在实际应用过程中并非千篇一律，应该切合实际选用最优自动抄表方案，随着科技和社会的发展，提高电力营销管理的信息化程度、供电质量和用电服务水平，低压电力线载波自动抄表系统将发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]夏忠民,杨振敏.中低压用电管理自动抄表、控制技术发展[C],2006年全国电力营销技术与管理交流研讨会论文集.北京:北京中国电力企业联合会,2006:443-449.

[2]孙成宝,刘福义.低压电力实用技术.北京:中国水利水电出版社,1998.

[3]张峰.电力负荷管理技术[M].北京:中国电力出版社,2005.

[4]DL/T 698-1999低压电力用户集中抄表系统技术条件[S].北京:中国电力出版社,2001.

作者简介

庞法雨 （1988-） 男 工学学士 硕士研究生 研究方向：智能电网方向