淺談公網無信號區(qū)域遠程抄表問題解決方案及產品選型

摘要：隨著計量自動化系統(tǒng)的逐步完善，電網全用戶表碼信息的采集已成為深化系統(tǒng)數(shù)據(jù)應用的重要基礎。使用無線公共網絡通信是實現(xiàn)遠程抄表的主要手段之一，但仍有偏遠山區(qū)、公共網絡信號屏蔽地下室或弱信號區(qū)域，無法實現(xiàn)遠程抄表，無公共網絡信號問題已成為解決遠程抄表問題的主要問題。列出了四種解決無信號區(qū)域遠程抄表問題的方案，詳細比較和說明了各種技術特點，供專業(yè)人員參考和參考，達到解決實際抄表問題的目的。

關鍵詞：測量自動化系統(tǒng)；遠程抄表；無線公網；無信號區(qū)域；

引言

隨著通信技術的快速發(fā)展，各行業(yè)加強智能化建設也邁上了新的一步。目前，無線公網廣泛應用于配電自動化和計量自動化，促進了供電企業(yè)抄表模式的轉變[1]。為此，供電企業(yè)加快智能電表和低壓集抄全覆蓋，逐步取消人工抄表模式，實現(xiàn)全客戶自動化模式抄表，滿足新一輪電力體制改革的新要求，提高企業(yè)管理水平，提高工作效率[2-4]。公網無信號區(qū)域多為偏遠山區(qū)，人工抄表費時費力，人身風險大。顯然，有必要解決公網無信號區(qū)域的遠程抄表問題。

1測量自動化系統(tǒng)

構建計量自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)電能數(shù)據(jù)的遠程采集。該系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集、通信通道、數(shù)據(jù)庫、應用分析、前端WEB顯示等多模塊的有機組合。數(shù)據(jù)采集是計量自動化系統(tǒng)主站的基本業(yè)務。采集終端通過上行通信將存儲的電能表數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬃恐髡荆ㄉ闲型ㄐ欧绞桨◤S站調度數(shù)據(jù)網通道、專線通道、撥號通道、公網等），計量主站對上傳的數(shù)據(jù)進行處理和平臺顯示，并向采集終端發(fā)送相應的采集任務指令。因此，終端與電表之間的下行通道和主站之間的上行通道是整個計量自動化系統(tǒng)良好運行的基礎。計量自動化系統(tǒng)可以統(tǒng)計自動抄表率、終端在線率、數(shù)據(jù)完整性等指標。借助系統(tǒng)統(tǒng)計指標，基層運維人員可以有針對性地加強現(xiàn)場運維，提高電能數(shù)據(jù)采集的完整性和可靠性。

2采集終端遠程抄表實現(xiàn)過程

（1）變電站電能表數(shù)據(jù)采集，車站終端和電能表通過RS485向下通信，車站終端通過調度數(shù)據(jù)網實現(xiàn)與主站的雙向通信。車站側電能數(shù)據(jù)采集通信可靠[5]。

（2）變量用戶電能數(shù)據(jù)采集，負控終端和電能表通過RS485進行下行通信，負控終端內置GPRS通信模塊，使用SIM卡，通過無線公網(移動、聯(lián)通、電信)實現(xiàn)計量主站和負控終端的雙向通信。

（3）公變臺區(qū)評估戶電能數(shù)據(jù)采集，配變終端可直接測量，數(shù)據(jù)通信方式與負控終端相同[6]。

（4）集中器電能數(shù)據(jù)采集，集中器和電能表可以通過多種方式實現(xiàn)下行通信，如電力載波、微功率無線、RS485總線等。，而集中器的上行通信部分與負控終端相同。無線公網因其覆蓋面廣、無額外投資、維護成本低而得到廣泛應用，但單一通信始終影響著電能數(shù)據(jù)的實時采集，影響著數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

3公網信號盲點遠程抄表解決方案

對抄表所在區(qū)域的現(xiàn)場環(huán)境、公網信號、改造投資預算等多維考慮，采取有針對性的解決方案。

3.1物聯(lián)網技術

NB-IoT、Lora物聯(lián)網技術是當前研究的熱點方向，是解決日益擴大的高級采集業(yè)務下行通道堵塞的通信方案。在水表、燃氣表、電表等領域的數(shù)據(jù)采集應用中已初步嘗試。NB-物聯(lián)網通信技術特點：將通信模塊直接放置在智能電能表中，避免集中器中間環(huán)節(jié)，避免下行通信帶寬有限瓶頸，實現(xiàn)電表與主站層的直接通信，兼容2G、3G、4G、5g通信網絡。

NB-物聯(lián)網對聯(lián)通、電信、移動、廣電都有特殊的頻段，不存在信號干擾。NB-物聯(lián)網技術用于電力信息采集系統(tǒng)，可以提高采集的實時性，實現(xiàn)停電事件的主動報警等先進應用。但目前移動運營商NB-物聯(lián)網基站尚未wan全覆蓋，NB-物聯(lián)網采集方式帶來了SIM卡通信成本，難以在短時間內全面推廣。

Lora是一個更靈活的自主網絡，是一個低功耗的遠程局域網，一個Lora網關可以連接上千個甚至上萬個。

Lora節(jié)點，但使用1GHz以下的免費非授權頻段可能會對使用公共頻段的其他設備造成信號干擾。此外，實現(xiàn)Lora通信需要新的網絡設備，早期設備投資大。

3.2信號中繼

目前，新建住宅配電室大多建在無信號或弱信號的地下室，導致計量終端無法上線。對于這個弱信號區(qū)域，多個終端在同一信號盲區(qū)無法上線，可以安裝信號延伸設備，解決地下箱無法抄表的問題。電力載波GPRS近端設備安裝在信號盲區(qū)的終端側，電力載波GPRS發(fā)送設備安裝在信號區(qū)域，采集終端通過以太網接口與近端設備連接，近端設備通過電力載波線與發(fā)送設備連接，從發(fā)送設備接收來自主站的發(fā)送數(shù)據(jù)，識別數(shù)據(jù)目標設備后，通信數(shù)據(jù)通過以太網口返回采集終端。信號良好區(qū)域的發(fā)送設備通過GPRS獲取主站的通信數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與計量主站的雙向數(shù)據(jù)交互。該方案只能借用現(xiàn)有的電力載波線實現(xiàn)公網信號延伸，施工簡單，安裝靈活，可有效保證采集終端與主站的穩(wěn)定通信[8]。

3.3增益天線

對于偏遠農村相對分散的弱信號區(qū)域，在考慮投資成本的情況下，終端天線可以通過擴展終端天線或安裝信號放大器來解決弱信號。加長終端天線，將天線引入信號較強的區(qū)域，涉及現(xiàn)場重新布線，受現(xiàn)場環(huán)境和用戶協(xié)調的影響，可根據(jù)實際情況選擇此改進方案。安裝信號放大器的方法可以在信號較弱的區(qū)域發(fā)揮信號放大的作用，而不適用于wan全的信號盲區(qū)。

4安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)

4.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)。在電能管理系統(tǒng)的基礎上，增加了對水、氣、煤、油、熱（冷）量的集中采集和分析。通過對用戶端所有能耗的細分和統(tǒng)計，將各種能源的消耗情況以直觀的數(shù)據(jù)和圖表顯示給管理者或決策層，便于找出高能耗點或不合理的能耗習慣，有效節(jié)約能源，為用戶進一步節(jié)能改造或設備升級提供準確的數(shù)據(jù)支持。用戶可按照國家有關規(guī)定實施能源計算，分析現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實可行的節(jié)能措施，并向縣級以上節(jié)能管理部門報送能源計算報告。

4.2應用場所

適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設計、施工和運行維護。

4.3系統(tǒng)功能

系統(tǒng)概況；用能概況；用能統(tǒng)計；復費率統(tǒng)計；同比分析；能源流向圖；夜間能耗分析；設備管理；用戶報告

5系統(tǒng)硬件配置

6結論

基于計量自動化系統(tǒng)的遠程抄表技術，是推動供電企業(yè)計量、營銷工作向自動化、智能化發(fā)展的動力。解決信號盲區(qū)終端數(shù)據(jù)采集問題，實現(xiàn)全量用戶遠程抄表，將企業(yè)更多的基層人員從簡單重復的現(xiàn)場抄表工作中解放出來，優(yōu)化了企業(yè)人員配置，有效盤活了一線人力資源，促進企業(yè)良性運作，提高員工積極性。全量用戶數(shù)據(jù)的遠程抄表，從根源上解決了人工抄表差錯頑疾，及時、準確的基礎采集數(shù)據(jù)，減少電費差錯的同時，還可有利支撐電力大數(shù)據(jù)分析。引入多種通信技術解決公網無信號區(qū)域抄表問題，方能凸顯全量用戶遠程抄表帶來的經濟效益和社會效益。

7參考文獻

[1]趙永良.用電信息采集系統(tǒng)本地通信方式對比研究[J].電力系統(tǒng)通信，2010，31（216）：50-54.

[2]賈玲.淺談自動抄表技術在電能計量領域中的應用[J].裝備制造技術，2010，（6）：188-189

[3]孫國學，鄭帆.遠程自動抄表技術在供電企業(yè)中的應用分析[J].內蒙古電力技術，2008，（3）：5-8.

[4]張捷，付瑤，孫漢威，陳蓉燕，徐揚[J].公網無信號區(qū)域遠程抄表問題解決方案

[5]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2022.05版.