淺談公網無信號區域遠程抄表問題解決方案及產品選型

摘要：隨著計量自動化係統的逐步完善，電網全用戶表碼信息采集成為(wei) 係統數據得以深化應用的重要基礎。利用無線公網通信是目前實現遠程抄表的主要手段之一，但仍存在公網難以覆蓋的偏遠山區、公網信號屏蔽地下室或弱信號區域，無法實現遠程抄表，無公網信號問題成為(wei) 解決(jue) 遠程抄表的首要難題。列舉(ju) 了4種解決(jue) 無信號區域遠程抄表解決(jue) 方案，詳細對比說明各技術特點，供專(zhuan) 業(ye) 人員參考、借鑒，達到解決(jue) 實際抄表問題的目的。

關(guan) 鍵詞：計量自動化係統；遠程抄表；無線公網；無信號區域

0.引言

隨著通信技術的迅猛發展，各行業(ye) 加強智能化建設也邁向新的台階。目前，無線公網在配電自動化和計量自動化中的應用都頗為(wei) 廣泛，促進了供電企業(ye) 抄表方式的轉變[1]。為(wei) 此，供電企業(ye) 加快智能電表和低壓集抄全覆蓋工作，逐步取消人工抄表模式，實現全量客戶自動化模式抄表，以適應新一輪電力體(ti) 製改革新要求，提升企業(ye) 管理水平，提高工作效率[2-4]。公網無信號區域大部分為(wei) 偏遠山區，人工抄表耗時費力且人身風險較大。顯然，解決(jue) 公網無信號區域的遠程抄表問題是必行之舉(ju) 。

1.計量自動化係統

搭建計量自動化係統以實現電能量數據的遠程采集。這套係統是數據采集、通信通道、數據庫、應用分析、前端WEB展現等多模塊的有機組合。數據采集是計量自動化係統主站*基本業(ye) 務，采集終端將存儲(chu) 的電能表數據通過上行通信傳(chuan) 送至計量主站（上行通信方式包括廠站調度數據網通道、專(zhuan) 線通道、撥號通道、公網等多種），計量主站對上傳(chuan) 的數據進行處理和平台展現，並發送相應采集任務指令至采集終端。因此，終端與(yu) 電表之間的下行通道，與(yu) 主站之間的上行通道，兩(liang) 通道鏈路的穩定可靠傳(chuan) 輸是整個(ge) 計量自動化係統良好運行的基礎。計量自動化係統可進行自動抄表率、終端在線率、數據完整率等多項指標統計。借助係統統計指標，基層運維人員可有針對性的加強現場運維，提升電能量數據采集完整性、可靠性。

1. 采集終端遠程抄表實現過程

2. 變電站電能表數據采集，廠站終端與(yu) 電能表通過RS485進行下行通信，廠站終端將采集的電能量數據通過調度數據網實現與(yu) 計量主站的雙向通信。廠站側(ce) 電能量數據采集通信可靠[5]。

3. 專(zhuan) 變用戶電能量數據采集，負控終端與(yu) 電能表通過RS485進行下行通信，負控終端內(nei) 置GPRS通信模塊，使用SIM卡，通過無線公網（移動、聯通、電信），實現計量主站與(yu) 負控終端的雙向通信。

4. 公變台區考核戶電能量數據采集，配變終端可直接計量，數據通信方式與(yu) 負控終端通信方式相同[6]。

（4）集中器電能量數據采集，集中器與(yu) 電能表可通過多種方式實現下行通信，較為(wei) 常用的是電力載波、微功率無線、RS485總線等，集中器上行通信部分則與(yu) 負控終端通信方式相同。無線公網因覆蓋範圍廣、無需額外投資、維護成本低而被廣泛應用，但單一通信始終牽製著電能量數據的實時采集，影響數據傳(chuan) 輸的可靠性。

3.公網信號盲點遠程抄表解決(jue) 方案

對抄表所在區域現場環境、公網信號情況、改造投資預算等多維度考量，采取有針對性的解決(jue) 技方案。

3.1物聯網技術

NB-IoT、LoRa物聯網技術是當前研究的熱點方向，是解決(jue) 日漸擴展的高級采集業(ye) 務時下行通道阻塞的一種通信方案，現已在水表、燃氣表、電表等多領域的數據采集應用中有初步嚐試。NB-IoT通信方式技術特點：是將通信模塊直接置於(yu) 智能電能表中，免去集中器中間環節，避開下行通信帶寬受限瓶頸，實現電表與(yu) 主站層的直接通信，兼容2G、3G、4G、5G通信網絡。

NB-IoT對聯通、電信、移動、廣電有專(zhuan) 門的頻段，不存在信號幹擾。NB-IoT技術用於(yu) 用電信息采集係統，能夠提高采集實時性，實現停電事件主動告警等高級應用。但目前移動運營商NB-IoT的基站未覆蓋，且NB-IoT采集方式帶來了SIM卡通信費用，因此短時間內(nei) 難以全麵推廣。

LoRa是一個(ge) 更靈活的自主網絡，是一種低功耗遠距離局域網，一個(ge) LoRa網關(guan) 可連接上千個(ge) 乃至上萬(wan) 個(ge) 。

LoRa節點，但使用1GHz以下的免費非授權頻段，可能會(hui) 對其他使用公用頻段的設備產(chan) 生信號幹擾。此外，實現LoRa通信需要全新組建網絡設備，前期設備投資大。

3.2信號中繼

目前，新建小區配電房多建於(yu) 無信號或弱信號地下室，導致計量終端無法上線。針對這種弱信號區域，多台終端處於(yu) 同一信號盲區無法上線情況，可以加裝信號延長設備，解決(jue) 地下箱變無法抄表問題。在信號盲區的終端側(ce) 加裝電力載波GPRS近端設備，在有信號的區域加裝電力載波GPRS發送設備，采集終端與(yu) 近端設備通過以太網接口連接，近端設備與(yu) 發送設備通過電力載波線建立連接，從(cong) 發送設備接受來自主站的發送數據，識別數據目標設備後，通過以太網口將通信數據返回給采集終端。在信號良好區域的發送設備通過GPRS獲取主站通信數據，實現與(yu) 計量主站的雙向數據交互。這種方案僅(jin) 借用已有的電力載波線即可實現公網信號延長，施工簡單、安裝靈活，可有效保障采集終端與(yu) 主站的穩定通信[8]。

3.3增益天線

針對偏遠鄉(xiang) 村較為(wei) 分散的弱信號區域，在考慮投資成本情況下，可將終端天線從(cong) 配變箱中引出加長終端天線或加裝信號放大器等方法解決(jue) 弱信號。加長終端天線，將天線引到信號較強的區域，涉及現場重新布線，且受製於(yu) 現場環境和用戶協調等多重問題，可結合實際條件選擇此改善方案。加裝信號放大器的方法，在信號弱區域可起到信號放大作用，的信號盲區則不適用。

4.安科瑞建築能耗分析係統

4.1概述

Acrel-5000web建築能耗分析係統是用戶端能源管理分析係統，在電能管理係統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與(yu) 分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決(jue) 策層展示各類能源的使用消耗情況，便於(yu) 找出高耗能點或不合理的耗能習(xi) 慣，有效節約能源，為(wei) 用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶可按照國家有關(guan) 規定實施能源計算，分析現狀，查找問題，挖掘節能潛力，提出切實可行的節能措施，並向縣級以上管理節能工作的部門報送能源計算報告。

4.2應用場所

適用於(yu) 公共建築、集團公司、工業(ye) 園區、大型物業(ye) 、學校、醫院、企業(ye) 等不同行業(ye) 的能耗監測與(yu) 管理的係統設計、施工和運行維護。

4.3係統功能

4.3.1係統概況

平台運行狀態，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時、逐月曲線，當日，當月能耗同比分析滾動顯示。

4.3.2用能概況

對建築、部門、區域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統計對比、總能耗同環比對比。

4.3.3用能統計

對建築、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類能源用能進行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建築數據進行生成柱狀圖。

4.3.4複費率統計

複費率報表按日、月、年統計對單棟建築下不同支路的尖、峰、平、穀用電量及成本費用進行統計分析。支持數據導出到EXCEL。

4.3.5同比分析

對建築、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進行用能數據同比分析。

4.3.6能源流向圖

能源流向圖展示單棟建築時段內(nei) 各類能源從(cong) 源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。

4.3.7夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在時段工作時間與(yu) 非工作時間用能統計對比，支持導出報表。

4.3.8設備管理

設備管理包括，設備類型、設備台賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設備，確保設備的運行。

4.3.9用戶報告

用戶報告針對選定的建築自動統計各能源的月使用的同環比趨勢，並提供簡單的能耗分析結果，針對用電提供單獨的複費率用能分析，報告可編輯。

5.係統硬件配置

1. 結論

基於(yu) 計量自動化係統的遠程抄表技術，是推動供電企業(ye) 計量、營銷工作向自動化、智能化發展的動力。解決(jue) 信號盲區終端數據采集問題，實現全量用戶遠程抄表，將企業(ye) 更多的基層人員從(cong) 簡單重複的現場抄表工作中解放出來，優(you) 化了企業(ye) 人員配置，有效盤活了一線人力資源，促進企業(ye) 良性運作，提高員工積極性。全量用戶數據的遠程抄表，從(cong) 根源上解決(jue) 了人工抄表差錯頑疾，及時、準確的基礎采集數據，減少電費差錯的同時，還可有利支撐電力大數據分析。引入多種通信技術解決(jue) 公網無信號區域抄表問題，方能凸顯全量用戶遠程抄表帶來的經濟效益和社會(hui) 效益。

7.參考文獻

[1]趙永良.用電信息采集係統本地通信方式對比研究[J].電力係統通信，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].裝備製造技術，2010，（6）：188-189

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

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

[5]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2022.05版.

安科瑞侯文莉